JP2594718B2 - ドップラ周波数補償方法 - Google Patents

ドップラ周波数補償方法

Info

Publication number
JP2594718B2
JP2594718B2 JP17193091A JP17193091A JP2594718B2 JP 2594718 B2 JP2594718 B2 JP 2594718B2 JP 17193091 A JP17193091 A JP 17193091A JP 17193091 A JP17193091 A JP 17193091A JP 2594718 B2 JP2594718 B2 JP 2594718B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
ground station
doppler
satellite
compensation method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP17193091A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04369934A (ja
Inventor
知博 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP17193091A priority Critical patent/JP2594718B2/ja
Publication of JPH04369934A publication Critical patent/JPH04369934A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2594718B2 publication Critical patent/JP2594718B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Radio Relay Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、追跡管制システムに
衛星が地上局に対して視線速度を有する場合に、その
ドップラ周波数を補償するドップラ周波数補償方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のドップラ周波数補償方法に
おける周波数の掃引波形を示す説明図であり、図7はそ
の地上局の受信周波数の変化を示す説明図である。ま
た、図5はこの発明および従来のドップラ周波数補償方
式が適用される追跡管制システムの送受信装置を示すブ
ロック図である。
【0003】図5において、1は地球上に設置された地
上局であり、2は地球を周回する楕円軌道上に打ち上げ
られ、前記地上局1と通信する衛星である。
【0004】地上局1内において、10は当該地上局1
の送信信号の周波数を掃引する掃引回路であり、11は
掃引回路10にて決定された周波数の搬送波をコマンド
信号などによって変調する変調器である。
【0005】12はこの変調器11の出力周波数を当該
衛星通信方式で規定されているRF周波数に変換する送
信周波数変換器であり、13はこの送信周波数変換器1
2の出力を増幅する大電力増幅器である。14は衛星
との間で送受信を行う、この地上局1の地上局アンテナ
である。
【0006】衛星2内において、20は上り回線でドッ
プラ周波数偏移を受けた地上局1の送信信号を受信する
衛星受信アンテナである。21は衛星受信アンテナ20
の受信信号の周波数を規定の逓倍比(この場合には24
0/221倍)で逓倍するとともに、その入力と出力と
の同期/非同期情報を出力する周波数逓倍器で、地上局
1からの送信周波数に同期する外部同期形発振器として
作用している。
【0007】22は所定の周波数を固定的に発振してい
衛星2の固定発振器であり、23はこの固定発振器2
2の発振周波数と前記周波数逓倍器21の出力周波数の
一方を、地上局1からのコマンドに従って選択する切替
スイッチである。24は切替スイッチ23にて選択され
た信号を下り回線に送信する衛星送信アンテナである。
【0008】再び、地上局1内において、15は下り回
線でドップラ周波数偏移を受けて地上局アンテナ14で
受信された衛星2の送信信号を増幅する低雑音増幅器で
あり、16は低雑音増幅器15から出力されるRF周波
数を、後述する受信器に適したIF周波数に変換する受
信周波数変換器である。
【0009】17はIF周波数に変換された受信信号に
基づいて、追尾、復調、復号を行って、衛星2の同期/
非同期情報を掃引回路10に送る受信器である。18は
軌道情報に基づいて地上局アンテナ14の受信信号にお
けるドップラ周波数を予測計算し、結果を受信器に与え
るドップラ周波数演算回路である。
【0010】次に動作について説明する。このように構
成された追尾管制システムでは、衛星2が地上局1に対
して視線速度を持つとき、地上局1における受信信号の
周波数はドップラ周波数偏移を持つことになる。この場
合、切替スイッチ23を切り替えて周波数逓倍器21あ
るいは固定発振器22の一方を選択することにより、ド
ップラ周波数偏移を補償している。
【0011】まず、衛星2において切替スイッチ23が
固定発振器22側を選択している状態から説明する。こ
の状態を片方向(One−way)ドップラ計測モード
という。この場合、地上局1で受信される周波数は衛星
2からの下り回線一方のみなので片方向と呼ばれる。
【0012】今、衛星2の固定発振器22の周波数が規
定値(ノミナル周波数)fN1RXから、経時変化・温度変
化・設定誤差などによって△fN1RXだけずれると、△f
N1RXがあたかもドップラ周波数のように地上では見える
ため距離変化率の誤差となる事が特徴である。その周波
数関係を図7に示す。
【0013】この状態で双方向(Two−way)ドッ
プラ計測モードに変更することを考える。まず掃引回路
10を動作させて送信周波数を掃引し、衛星2の周波数
逓倍器21を位相同期させる。その時の周波数の掃引波
形を図6に示す。
【0014】なお、周波数逓倍器21の同期引き込み周
波数範囲は狭く、掃引回路10は地上局1に配置されて
衛星2には搭載されていないため、地上局1から掃引す
る必要がある。従って、この同期情報を地上局1側で判
断するまでには、衛星2と地上局1との間の伝送時間や
伝送方式のビットシートやフレーム構成により待ち時間
があるため、図6に示すように三角形による掃引の終了
後Tw秒のあいだ、 2からの同期情報をまつ。
【0015】ここで、図6(a)に示すように(+)側
周波数で同期していれば、以後の掃引は行わない。ま
た、図6(b)のごとく(+)側周波数で同期しないと
きには、前記Tw秒経過後に(−)側周波数でも掃引を
行う。
【0016】この掃引波形は、ここでは三角形を例示し
ているが台形波など他の波形を用いてもよい。ただ、掃
引終了後は、ドップラ計測を正確にするため規定の周波
数fN1TXになることが必要である。
【0017】このように、掃引によって上り回線が周波
数逓倍器21の同期とともに確立すると、地上局1から
衛星2に指令(コマンド)を送信することが可能とな
り、衛星2の切替スイッチ23を周波数逓倍器21側に
切り替えることが、地上局1側から制御できるようにな
る。
【0018】このように切替スイッチ23を切り替える
ときの地上局1での受信周波数の変化の様子を図7に示
す。この図7は衛星2までの距離R′(つまりドップラ
周波数fのf′)が変化している場合を示しており、周
波数が右上りになっている。また、図の下側には、ドッ
プラ計測モードと切替スイッチ23の動作も併記してあ
る。
【0019】時間tX のタイミングで切替スイッチ23
を切り替えて、ドップラ計測モードを双方向モードと
し、周波数の基準の発振源を衛星2の固定発振器22か
ら地上局1の高安定発振源に基づく周波数逓倍器21側
に切り替える。この地上局1の高安定発振源の安定度
(△f/f)は1×10-11 程度あり、ドップラ計測精
度として極めて小さい。
【0020】この切替スイッチ23の切り替えによっ
て、受信周波数は切り替え前においては下記数1に示す
式となり、切り替え後においては同じく式となる。
【0021】
【数1】 切り替え前:fDOWN DOP(tX)+ △fN1RX(tX) … 切り替え後:2・fDOWN DOP(tX)+ fDOWN DOP-DOP(tX) … fDOWN DOP(tX) ;時間tXの下り回線ドップラ周波数偏移量 fDOWN DOP-DOP(tX);時間tXの上り回線ドップラ偏移周波数相当の 片道ドップラの受信周波数偏移
【0022】ここで、例えば、送信周波数が2120M
Hzで距離変化率10Km/secのときには、fDOWN
DOPは約76.8KHz、2fDOWN DOP約153.6
KHz、fDOWN DOP DOPは約5Hzとなり、また、△f
N1RXは約3KHz以下となる。
【0023】従って、切り替え前の受信周波数79.8
KHz、切り替え後の受信周波数は153.6KHzと
なって、切替スイッチ23の切り替え動作の瞬間には約
70KHzの周波数不連続が発生する。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】従来のドップラ周波数
補償方法は以上のように構成されているので、片方向ド
ップラ計測モードと双方向ドップラ計測モードとを切り
替えるとき、受信周波数が大幅にジャンプして周波数不
連続が発生し、受信器17が同期外れになることがある
という問題点があった。
【0025】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ドップラ計測モード切り替え時
の周波数の不連続を小さく抑えて、受信器の同期外れが
起こりにくいドップラ周波数補償方法を得ることを目的
とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係るドップラ周波数補償方法は、衛星にて切替スイッチ
による固定発振器と外部同期形発振器との切り替えを行
う前に、地上局からの送信周波数を制御して固定発振器
と外部同期形発振器の周波数を一致させるものである。
【0027】また、請求項2に記載の発明に係るドップ
ラ周波数補償方法は、さらに、切替スイッチを切り替え
た後の周波数を掃引するものであり、請求項3に記載の
ドップラ周波数補償方法は、その周波数の掃引を三角波
状に行うものである。
【0028】
【作用】請求項1記載の発明におけるドップラ周波数補
償方法は、ドップラ周波数の片方向相当分と双方向相当
分の差を、切替スイッチの切り替えより前に補正してお
くことにより、ドップラ計測モード切り替え時の周波数
の不連続を小さく抑えて、受信器の同期外れが起こりに
くいドップラ周波数補償方法が実現する。
【0029】また、請求項2および3に記載の発明にお
けるドップラ周波数補償方法は、さらに、切替スイッチ
を切り替えた後の周波数を掃引することにより、地上局
の受信器で同期外れが発生した場合の再捕捉が容易なド
ップラ周波数補償方法を実現する。
【0030】
【実施例】実施例1. 以下、この発明の実施例を図について説明する。図1は
請求項1に記載の発明の一実施例における周波数の掃引
波形を示す説明図であり、図2はその地上局1の受信周
波数の変化を示す説明図である。なお、この発明による
ドップラ周波数補償方法は、従来の場合と同様に、図5
に示す追跡管制システムの送受信装置などに適用され
る。
【0031】この実施例においては、切替スイッチ23
の切り替えを行う周波数を従来のノミナル周波数fN1RX
ではなく、片方向ドップラ計測モードと双方向ドップラ
計測モードの差〔fDOWN DOP(tN)−△fN1RX(tN)〕・2
21/240の周波数を地上局1側で補正し、その後に
切替スイッチ23の切り替えを行う。
【0032】この切替スイッチ23が切り替えられた
後、周波数を連続的にノミナル周波数にもどしノミナル
周波数に設定した後に双方向ドップラ計測モードを開始
する。
【0033】なお、衛星2の発振器22の周波数偏移量
は、運用のデータから知ることができる。そのことか
ら、片方向のドップラ周波数が測定できる。
【0034】また、衛星2の軌道予測データからドップ
ラ周波数が計算できるので、上記の補正ができる。ここ
で、二重のドップラ偏移量fDOWN DOP DOPは5Hz程度
なので、地上局1の受信器17の受信帯域幅に比べて無
視できる。
【0035】この図1に示す周波数の掃引波形と切り替
えタイミングによれば、地上局1の受信周波数の変化は
図2に示すようになる。ここで、周波数逓倍器21の周
波数と固定発振器22の周波数とは、切替スイッチ23
の切り替え前に一致させておく。
【0036】それによって、切替スイッチ23の切り替
え前の周波数は下記数2に示す式となり、切り替え後
の周波数は同じく式となる。
【0037】
【数2】 切り替え前;fNIRX(tN)+fDOWN DOP(tN)+△fN1RX(tN) … 切り替え後;fNIRX(tN)+△fNIRX(tN)+2fDOWN DOP(tN)+fDOWN DOP-DOP(tN) -[f′DOWN DOP(tN)+ △f ′NRX(tN)] … = fNIRX(tN)+fDOWN DOP(tN) +[{ △fNIRX(tN)-△f ′NRX(tN)} +{fDOWN DOP(tN)-f ′DOWN DOP(tN)} + fDOWN DOP-DOP(tN)] …
【0038】ここで、上記数2に示す式は式を変形
したものである。この式中の大括弧でくくった部分は
誤差周波数成分であり、当該誤差周波数成分を受信器1
7の帯域(3000Hz〜300Hz程度)より小さく
すれば、受信器17の同期外れを防止することができ
る。
【0039】実施例2. なお、上記実施例では、図1に“A”で示した切り替え
後の補正周波数を直線状の波形としたものを示したが、
この部分をさらに掃引するようにしてもよい。図3は請
求項2および3に記載した発明の一実施例における周波
数の掃引波形を示す説明図であり、図2はその地上局1
の受信周波数の変化を示す説明図である。
【0040】この実施例では両図に“B”で示すよう
に、切替スイッチ23の切り替えを行った後の周波数の
掃引を三角波状に行っている。このように切り替え後の
周波数を掃引することによって、最悪の条件下で地上局
1の受信器17の周期が外れてしまった場合でも、同期
の再捕捉を容易に行うことができる。
【0041】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明の
よれば、ドップラ周波数の片方向相当分と双方向相当分
の差を切替スイッチの切り替え前に補正するように構成
したので、ドップラ計測モード切り替え時の周波数の不
連続を小さく抑えることが可能となり、受信器の同期外
れが起こりにくいドップラ周波数補償方法が得られる効
果がある。
【0042】また、請求項2および3に記載の発明のよ
れば、さらに、切替スイッチ切り替え後の周波数を、例
えば三角波状に掃引するように構成したので、容易に同
期の再捕捉をとることができるドップラ周波数補償方法
が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載の発明の一実施例によるドップ
ラ周波数補償方法における周波数の掃引波形を示す説明
図である。
【図2】その地上局における受信周波数の変化を示す説
明図である。
【図3】請求項2および3に記載の発明の一実施例にお
ける周波数掃引波形を示す説明図である。
【図4】その地上局における受信周波数の変化を示す説
明図である。
【図5】この発明および従来のドップラ周波数補償方法
が適用される追跡管制システムの送受信装置を示すブロ
ック図である。
【図6】従来のドップラ周波数補償方法における周波数
の掃引波形を示す説明図である。
【図7】その地上局における受信周波数の変化を示す説
明図である。
【符号の説明】
1 地上局 2 衛星 21 外部同期形発振器(周波数逓倍器) 22 固定発振器 23 切替スイッチ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 衛星に、定められた周波数を発振する固
    定発振器と、地上局からの送信周波数に同期する外部同
    期形発振器を備えた追跡管制システムにて、前記衛星
    前記地上局に対して視線速度を持つとき、前記衛星の固
    定発振器と外部同期形発振器とを、前記地上局からのコ
    マンドよって動作する切替スイッチで切り替えることに
    よって、前記地上局の受信周波数が持つドップラ周波数
    偏移を補償するドップラ周波数補償方法において、前記
    切替スイッチの切り替えを行う前に、前記地上局からの
    送信周波数を制御して、前記固定発振器と外部同期形発
    振器の周波数を一致させることを特徴とするドップラ周
    波数補償方法。
  2. 【請求項2】 前記切替スイッチを切り替えた後の周波
    数を掃引することを特徴とする請求項1に記載のドップ
    ラ周波数補償方法。
  3. 【請求項3】 前記切替スイッチを切り替えた後の周波
    数の掃引を三角波状に行うことを特徴とする請求項2に
    記載のドップラ周波数補償方法。
JP17193091A 1991-06-18 1991-06-18 ドップラ周波数補償方法 Expired - Lifetime JP2594718B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17193091A JP2594718B2 (ja) 1991-06-18 1991-06-18 ドップラ周波数補償方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17193091A JP2594718B2 (ja) 1991-06-18 1991-06-18 ドップラ周波数補償方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04369934A JPH04369934A (ja) 1992-12-22
JP2594718B2 true JP2594718B2 (ja) 1997-03-26

Family

ID=15932473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17193091A Expired - Lifetime JP2594718B2 (ja) 1991-06-18 1991-06-18 ドップラ周波数補償方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2594718B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112269198B (zh) * 2020-12-14 2021-04-02 中国人民解放军国防科技大学 基于多普勒效应的卫星确定方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04369934A (ja) 1992-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8526358B2 (en) System and method of doppler and local oscillator compensation in a TDMA system
US7848778B2 (en) Method and apparatus for adjusting reference oscillator frequency in a mobile wireless device
WO2003098817A3 (en) System and method for frequency management in a communications positioning device
EP0735715B1 (en) Radio communication terminal station
JP2594718B2 (ja) ドップラ周波数補償方法
US7881663B2 (en) Beacon signal generating apparatus in satellite communication system and phase synchronizing apparatus using the same
US20050227630A1 (en) System for synchronizing a portable transceiver to a network
US5577074A (en) Combined clock recovery/frequency stabilization loop
JP2001168757A (ja) 通信装置、通信装置の周波数制御方法および記録媒体
EP1548963A2 (en) Reference clock recovery apparatus and method
US11188032B2 (en) Molecular clock with delay compensation
JP3042429B2 (ja) 周波数自動制御回路
JP2855449B2 (ja) 標準周波数信号生成装置
JP3184270B2 (ja) 基準信号の周波数校正機能を有する通信装置
JPH06244763A (ja) 衛星通信装置
JP2001069058A (ja) 衛星移動通信システム、衛星移動通信システムの移動局及び記録媒体
JPS5887928A (ja) スペ−スダイバ−シチ方式
JP3033176B2 (ja) 衛星通信地球局用afc装置
JP2003028952A (ja) 受信機
JP3343997B2 (ja) Msk変調波の復調回路
JPS6326020A (ja) 周波数測定機能を有する受信装置
KR100631609B1 (ko) 휴대용 단말기의 주파수 에러보정 방법
JPS60187140A (ja) 自動周波数補正方式
JPS639780B2 (ja)
KR100581080B1 (ko) 이동 단말에서의 도플러 천이 추정 및 보상을 통한 동기장치 및 그 방법