JP2001211027A

JP2001211027A - アンテナ合成分配装置

Info

Publication number: JP2001211027A
Application number: JP2000018743A
Authority: JP
Inventors: Joji Sakurai; 譲治桜井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑なアンテナの放射パターンを合成、分配
でき、組み合わせを変えることで衛星と地上との接続に
必要な放射パターンを得ることを目的とする。【解決手段】スイッチと分合波器とを組み合わせて、
スイッチの状態を変化させて、アンテナの組み合わせを
変えて、分合波器を使い、各アンテナの放射パターンを
合成、分配して、衛星と地上との接続に必要な放射パタ
ーンを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、数個の送受信ア
ンテナとそのアンテナを切り替えるスイッチを設けて、
数個のアンテナの組み合わせを変えて送受信アンテナの
放射パターンの合成、分配を行うアンテナ合成分配装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は例えば３個のアンテナを衛星に搭
載した、従来のＴＴＣ（テレメトリラッキングおよびコ
マンド）系の電波系装置を示す構成図である。図５に示
すＴＴＣ系の電波系装置の構成図において、１はＴＴＣ
系電波系装置のＳバンド帯のアンテナ、２はＴＴＣ系電
波系装置のＳバンド帯のアンテナ、３はＴＴＣ系電波系
装置のＳバンド帯のアンテナ、４はアンテナ１とアンテ
ナ２を切り替えるスイッチ、１０はアンテナ１とアンテ
ナ２あるいはアンテナ３とを切り替えるスライドスイッ
チ、１２はＴＴＣ系の信号を送信、受信するトランスポ
ンダのＡ系、１３はトランスポンダのＢ系、１２は電波
を通し、機器間を接続する同軸ケーブルである。図６お
よび図７において、２２は衛星構体、２３は太陽電池パ
ドル、２４は太陽電池パドル、２５はタワー、２６は衛
星搭載の展開アンテナ、２７は衛星搭載の展開アンテ
ナ、２８は衛星の搭載機器、２９は衛星の搭載器であ
る。

【０００３】次に動作について説明する。まず、ＴＴＣ
系の電波系装置で受信した場合、衛星がロケットにより
打ち上げられた時点では、アンテナ３により電波を受信
し、ＡＥＦ（アポジエンジン噴射）軌道の位置になった
場合アンテナ１で電波を受信し、衛星が静止位置に近づ
くとアンテナ２で電波を受信する。この様に衛星の位置
によりアンテナ１、アンテナ２、アンテナ３をスイッチ
４，１０で切り替えることにより各衛星の位置により使
い分けて、各位置における最適なアンテナを使用する構
成になっている。

【０００４】以上は、電波を受信することで説明した
が、同様に電波を放射する送信として機能させる場合も
各アンテナを受信として同一のアンテナを使用して、共
に切り替えて行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】衛星がロケットに収納
した状態において太陽電池パドル２３および２４が収納
された状態を示した図６の様な場合と、太陽電池パドル
２３および２４が展開され、また搭載機器の展開アンテ
ナ２６および２７が展開された状態を示した図７の様に
衛星の状態が変化し、かつ衛星が動くことにより、衛星
と地上局との相対位置が変化することに対して、従来の
ＴＴＣ系の電波系装置では、各衛星の位置で最適なアン
テナを選び、衛星の位置に対する各アンテナが、アンテ
ナ形状、取付位置を事前に設計し、予想した設計通りに
行う必要があり、すべての衛星の位置の条件を満足する
ように設計を行う必要があるが、図６、図７に示した様
に、衛星に搭載している各機器の形状により、また衛星
の外形も複雑になっているため、衛星と地上との接続に
必要な放射パターンを得ることができない問題点があっ
た。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、個々のアンテナの放射パターン
の組み合わせを得ることにより、複雑なアンテナの放射
パターンを合成、分配できることにより、衛星と地上と
の接続に必要な放射パターンを得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るアンテ
ナ合成システム装置は、衛星位置と地上局位置による必
要な放射パターンを得るために各アンテナの組み合わせ
を選択できるスイッチと分合波器を設けたものである。

【０００８】第２の発明に係るアンテナ合成システム装
置は、衛星位置と地上局位置による必要な放射パターン
を得るために各アンテナの組み合わせを選択できるスイ
ッチと分合波器の組み合わせ情報を入力した集中コント
ローラを設けたものである。

【０００９】第３の発明に係るアンテナ合成システム装
置は、衛星位置と地上局位置による必要な放射パターン
を得るために各アンテナの組み合わせを選択できるスイ
ッチとアンテナと分合波器の間に移相器を設け、適切な
放射パターンが得られる各スイッチと位相量を入力した
集中コントローラを設けたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図により説明する。図１はこの発明の実
施の形態１によるアンテナ合成システム装置の構成図で
ある。図１において、１は信号を受信および放射する第
１のアンテナ、２は同様な機能を持った第２のアンテ
ナ、３は同様な機能を持った第３のアンテナ、４は、ア
ンテナ２との接続を接続および切断する第１のスイッ
チ、５は、アンテナ３との接続および切断する第２のス
イッチ、６は、アンテナ１とアンテナ２で受信および放
射する信号を合成、分配する第１の分合波器、７は、分
合波器６の信号をスライドスイッチ１０側とスイッチ８
とに分ける第２の分合波器、８は、分合波器７の信号を
接続および切断する第３のスイッチ、９は、アンテナ１
とスイッチ８との信号を合成、分配する第３の分合波
器、１０は、分合波器９と分合波器７の信号の各々をト
ランスポンダのＡ系とＢ系に切り替えるスライドスイッ
チ、１１は、トランスポンダＡ系、１２は、トランスポ
ンダＢ系、１３は、各アンテナ１，２，３、スイッチ
４，５，８、分合波器６，７，９を接続し、電波を伝送
する同軸ケーブルである。

【００１１】次に動作について説明する。操作者は地上
から衛星へスイッチ４、スイッチ５、スイッチ８にはＯ
Ｎ／ＯＦＦ、スライドスイッチ１０にはトランスポンダ
Ａ系／Ｂ系への切り替えのコマンドを送信して実施する
ことができる。たとえばアンテナ１とアンテナ２を選ぶ
場合、スイッチ４はＯＮ、スイッチ５はＯＦＦにするこ
とで、スライドスイッチ１０が図１に示した方向に選択
されている場合、スイッチ４の信号はトランスポンダＢ
系に接続され、スイッチ８がＯＦＦの場合には、アンテ
ナ１の信号がトランスポンダＡ系に接続される。

【００１２】また、アンテナ１とアンテナ２を選ぶ場
合、スイッチ４はＯＮ、スイッチ５はＯＮにすること
で、スライドスイッチが図１に示した方向に選択されて
いる場合、トランスポンダＢ系には、アンテナ１とアン
テナ２の合成された信号が接続される、また、トランス
ポンダＡ系には、スイッチ８がＯＮの場合には、アンテ
ナ１とアンテナ２とアンテナ３が合成された信号が接続
される。

【００１３】この様にスイッチ４，５，８のＯＮ、ＯＦ
Ｆを選ぶことにより、アンテナ１，２、および３の組み
合わせが図２に示すように選択でき、その組み合わせの
合成した放射パターンを得ることができる。図２に示す
ように、スイッチの方向を選ぶことでアンテナ１，２，
３の単独、アンテナ１＋２、アンテナ１＋３、アンテナ
１＋２＋３、アンテナ２＋３のそれぞれの合成放射パタ
ーンを得ることができる。

【００１４】実施の形態２．この発明の実施の形態２で
は地上からのコマンドでコントロールを行うのではな
く、図３に示した集中コントローラ１４による方法を説
明する。地上試験において、あらかじめ、スイッチの組
み合わせとアンテナ単独および合成された放射パターン
のデータを集中コントローラ１４に入力し、衛星位置と
地上位置の関係から、最適な放射パターンを得るように
集中コントローラ１４でスイッチの組み合わせを選択で
きる例である。

【００１５】アンテナ設計において衛星に取り付けた状
態のアンテナ単独、合成の放射パターンを測定してお
き、その測定した放射パターンのデータを衛星の座標軸
に変換して集中コントローラ１４に入力しておく。衛星
が打ち上がった時点で、衛星姿勢制御系からの指示、お
よび地上からの情報から、スイッチ４をＯＮして、アン
テナ２を選び、またスイッチ５をＯＮして、アンテナ３
を選び、さらにスイッチ８をＯＮして、アンテナ２かつ
アンテナ３を選ぶことにより、またスイッチ１０をアン
テナ１の系統を選択することで、トランスポンダＡ系に
アンテナ１，２，３の合成信号が選択され、またトラン
スポンダＢ系には、アンテナ２，３の合成信号を選択で
きる。

【００１６】この様にアンテナ１，２，３を同時に選ぶ
ことで衛星の全方向の信号に対応することができ、その
他の衛星位置に対応した最適な放射パターンを得るため
に、集中コントローラ１４からアンテナの組み合わせを
選択し、それに対応したスイッチのＯＮ／ＯＦＦを選択
して、スイッチをコントロールする。

【００１７】実施の形態３．また、実施の形態３では、
地上からのコマンドでコントロールを行うのではなく、
図４に示した集中コントローラ１４によるもう１つの方
法を説明する。地上試験において、あらかじめ、スイッ
チの組み合わせと各アンテナに設けた移相器の位相量に
対する、アンテナ単独および合成された放射パターンの
データを集中コントローラ１４に入力し、衛星位置と地
上位置の関係から、最適な放射パターンを得るように集
中コントローラ１４でスイッチの組み合わせ、および移
相器の位相量を選択できる例である。

【００１８】アンテナ設計において衛星に取り付けた状
態のアンテナ単独、合成の放射パターンを測定してお
き、その測定した放射パターンのデータを衛星の座標軸
に変換して集中コントローラ１４に入力しておく。衛星
姿勢制御系からの指示、および地上からの情報から、ス
イッチ４をＯＮして、アンテナ２を選び、またスイッチ
５をＯＮして、アンテナ３を選び、さらにスイッチ８を
ＯＮして、アンテナ２かつアンテナ３を選ぶことによ
り、またスイッチ１０をアンテナ１の系統を選択するこ
とで、トランスポンダＡ系にアンテナ１，２，３の合成
信号が選択される。この時、アンテナ２に接続した第１
９の移相器２とアンテナ３に接続した第２０の移相器３
の位相量を変えることでアンテナ２とアンテナ３の合成
を変えることができ、また、アンテナ１に接続した第１
８の移相器１の位相量を変えることで、さらににアンテ
ナ１とアンテナ２とアンテナ３の総合的な合成信号を変
えることができる。

【００１９】また同様にトランスポンダＢ系には、アン
テナ２，３には、第１９の移相器２とアンテナ３に接続
した第２０の移相器３により、合成信号を変えることが
できる。この様にアンテナ１，２，３を同時に選びかつ
移相器の位相量を変えることで衛星の全方向の信号に対
応することができ、その他の衛星位置に対応した最適な
放射パターンを得るために、集中コントローラ１４から
アンテナの組み合わせおよび移相器の位相量を選択し、
それに対応したスイッチのＯＮ／ＯＦＦを選択して、ス
イッチをコントロールする。衛星位置に対応した最適な
放射パターンを得るために、集中コントローラ１４から
アンテナの組み合わせ、および移相器の位相量をコント
ロールする。

【００２０】実施の形態４．以上の例では、アンテナを
３個の例で説明したが、３個以上でもスイッチとの接続
を同様にして各アンテナの組み合わせを組むことで、様
々な放射パターンを得ることができる。

【００２１】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２２】第１の発明は、単独のアンテナで衛星と地
上間の回線を確保できないことが想定される場合、各単
体のアンテナをスイッチにより選択し、選択されたアン
テナによる合成放射パターンを得ることにより回線を確
保することができる。

【００２３】第２の発明は、単独のアンテナで衛星と地
上間の回線を確保できないことが想定される場合、あら
かじめ集中コントローラに入力されている合成放射パタ
ーンのデータを使い、最適な放射パターンを得るために
衛星姿勢データおよび地上局位置により、各単体のアン
テナを選択するスイッチをコントロールして、集中コン
トローラから自動的にスイッチを選択し、スイッチによ
り選択されたアンテナによる合成放射パターンを得るこ
とにより回線を確保することができる。

【００２４】第３の発明は、単独のアンテナで衛星と地
上間の回線を確保できないことが想定される場合、あら
かじめ集中コントローラに入力されている合成放射パタ
ーンのデータを使い、最適な放射パターンを得るために
衛星姿勢データおよび地上局位置により、各単体のアン
テナを選択するスイッチおよび移相器の位相量をコント
ロールして、集中コントローラから自動的にスイッチお
よび位相量を決定し、選択されたアンテナによる合成放
射パターンを得ることにより回線を確保することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示すアンテナ合成
分配装置の構成図である。

【図２】この発明のアンテナ合成分配装置に用いられ
るスイッチと各アンテナの組み合わせを示した説明図で
ある。

【図３】この発明の実施の形態２を示すアンテナ合成
分配装置の構成図である。

【図４】この発明の実施の形態３を示すアンテナ合成
分配装置の構成図である。

【図５】従来の技術を示す構成図である。

【図６】アンテナ合成分配装置に用いた各アンテナを
衛星に搭載した状態を示す図である。

【図７】太陽電池パドルが展開され、搭載機器の展開
アンテナが展開された状態を示した説明図である。

【符号の説明】

１アンテナ、２アンテナ、３アンテナ、４スイ
ッチ、５スイッチ、６分合波器、７分合波器、８
スイッチ、９分合波器、１０スライドスイッチ、
１１トランスポンダＡ系、１２トランスポンダＢ
系、１４集中コントローラ、１６衛星システム、１
８移相器、１９移相器、２０移相器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星と地上間で信号を授受するために信
号を乗せた電波を受信、放射する衛星構体に搭載された
第１のアンテナと、上記第１のアンテナと同様な機能を
有し、衛星構体に上記第１のアンテナとは異なる位置に
搭載した第２のアンテナ、上記第１のアンテナと同様な
機能を有し、衛星構体に上記第１のアンテナおよび上記
第２のアンテナとは異なる位置に搭載した第３のアンテ
ナと、上記第２のアンテナを接続および切断する第１の
スイッチ、上記第３のアンテナを接続および切断する第
２のスイッチ、上記第１のアンテナと上記第２のアンテ
ナの受信信号を合成、分配する第１の分合波器、上記第
１の分合波器の出力信号を合成、分配する第２の分合波
器、上記第２の分合波器の出力信号を接続および切断す
る第３のスイッチ、上記第１のアンテナと上記第３のス
イッチからの信号を合成、分配する第３の分合波器、上
記第２の分合波器と上記第３の分合波器の出力信号と、
トランスポンダＡ系とトランスポンダＢ系との接続を選
択するスライドスイッチ、信号を受信、送信するトラン
スポンダＡ系およびトランスポンダＢ系とを備えたこと
を特徴とするアンテナ合成分配装置。
【請求項２】衛星の姿勢および地上局位置によって、
上記第１のスイッチ、上記第２のスイッチおよび上記第
３のスイッチの各アンテナの組み合わせ情報とその組み
合わせたアンテナの合成放射パターンの情報を入力し、
衛星の姿勢と地上局位置によって適切なスイッチの組み
合わせを選択する集中コントローラを設けたことを特徴
とする請求項１記載のアンテナ合成分配装置。
【請求項３】上記第１、第２、第３のアンテナと上記
第１、第２の分合波器の間に設けられた第１、第２、第
３の移相器を設け、さらに上記集中コントローラは、上
記各移相器による位相を変えることにより、合成した放
射パターンを変化させたアンテナの合成パターンの情報
と、各移相器の位相情報を入力し、衛星位置、地上局位
置により適切な位相値とスイッチの組み合わせを選択す
るようにしたことを特徴とする請求項２記載のアンテナ
合成分配装置。