JP2622037B2 - 電磁信号の受信機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、未知の変動によって、
特にドップラー偏移によって、影響されやすい既知の公
称周波数の電磁信号の受信に関するものである。

【０００２】本発明は、特にドップラー偏移によって影
響されやすい既知の公称周波数を有する電磁信号の位相
の取得に適用される。そのように影響されるこの電磁信
号を、以下ドップラー信号と称する。

【０００３】本発明は、さらに詳しくは、人工衛星追跡
または地上でのビーコン位置決定の装置に関するもので
あり、その装置の位置決定原理は、衛星搭載受信機によ
って受信される信号のドップラー偏移の測定に基づく。

【０００４】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、この種の受信機は、未知の変動によって、特にドッ
プラー偏移によって、影響されやすい既知の公称周波数
を有する電磁信号を受信するための手段と、受信信号の
実際の周波数と同位相に設定することのできるフィード
バック制御ループとによって構成される。

【０００５】 実際上、このフィードバック制御ループ
ＰＬＬは、後述する従来の装置を示す図３に明示されて
いるように、例えば、１．２５ＭＨｚのドップラー信号
ＦＥが入力される第１入力部６、第１局所信号ＯＣＴ１
を受信する第２入力部８、及び出力部１０により構成さ
れる入力部ミクサ４と、出力部３６を有し、かつ、入力
部ミクサ４の出力部１０、及び位相比較器３０の第１入
力部３２の間に配置されていて、固定中間周波数を中心
とする狭い帯域内で作動する中間周波数回線と、この出
力部３６、及び入力部ミクサ４の第２入力部８の間に接
続され、第１局所信号ＯＣＴ１を出力する可変発振器５
２を制御するループフィルタ４６を含むフィードバック
回線とにより構成される。

【０００６】 実際上、この中間周波数回線は、入力部
ミクサ４の出力を受け取る狭い帯域の帯域フィルタ１２
と、帯域フィルタ１２の出力部１６と、位相比較器３０
の第１入力部３２との間に配置された中間周波数増幅器
１８とにより構成される。

【０００７】 帯域フィルタ１２は、ドップラー信号を
通過させながら、干渉信号と、ノイズとに対する保護を
確実にするために第２次数に設定されている。

【０００８】 フィードバック制御ループＰＬＬは、時
間に関してドップラー信号の周波数変動（ドップラー偏
移）に係わらず、ドップラー信号の位相を正確に復原す
るために、少なくとも第３次数を有するように選択され
ている。

【０００９】 さらに、ループフィルタ４６のパラメー
タは、フィードバック制御ループＰＬＬの帯域幅を徐々
に狭め、そして、ドップラー信号に重畳されているノイ
ズの濾波を増大するために、可変となっている。

【００１０】 従って、帯域フィルタ１２の時定数が、
ループフィルタ４６の時定数に加えられるから、フィー
ドバック制御ループＰＬＬの良好な安定性は、フィード
バック制御ループＰＬＬの取得範囲の制限、換言する
と、ドップラー信号の実際の周波数と、フィードバック
制御ループの待ち周波数との間の最大偏差の範囲の制限
を生じるループフィルタ４６のパラメータを特別に選ぶ
ことにより、達成される。このループフィルタ４６のパ
ラメータは、後述する図３に関する従来技術の説明にお
いて、ループフィルタ４６は、フィードバック制御ルー
プＰＬＬの幅を徐々に狭めるための図示しない制御手段
により変化されるパラメータを備えている、と述べてい
るように、上記した図示しない制御手段により変化され
る。ところで、帯域フィルタ１２の時定数の影響は、フ
ィードバック制御ループＰＬＬの位相取得範囲の減少を
生じさせ、位相取得範囲が減少すると、制御ループＰＬ
Ｌの安定性の低下を生じる。さらに、その取得範囲は、
帯域フィルタ１２の帯域に制限される。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】そこで、本出願
人は、帯域フィルタ１２により生じるフィードバック制
御ループの安定性の低下を弱めるように、フィードバッ
ク制御ループの構造を改良する問題自体を提案をしてい
る。この問題は、特に、フィードバック制御ループＰＬ
Ｌのループフィルタ４６を比例可変部と、積分可変部と
の２つの部分に分け、その比例可変部が帯域フィルタ１
２の影響を受けないようにすることにより解決される。

【００１２】 本発明の主なる特徴事項によれば、その
フィードバック制御ループは、第２局所信号を出力し
て、位相比較器（３０）の第２入力部（３４）に入力す
る第２の可変発振器（９０）を備え、ループフィルタ
（４６）は、位相比較器（３０）の出力部（３６）、及
び第２の可変発振器（９０）の制御入力部（９２）の間
に接続されていて、その利得パラメータを変えることが
出来る比例可変部（７０）と、比例可変部（７０）の出
力部（７９）、及び第１の可変発振器（５２）の制御入
力部（５４）の間に接続されていて、その濾波パラメー
タを変えることが出来る積分可変部（８０）と、比例可
変部（７０）の利得パラメータ、及び積分可変部（８
０）の濾波パラメータを、同様に徐々に変えることが出
来る制御手段（１００）とを備えている。

【００１３】 このような設計は、帯域フィルタ（１
２）の時定数による歪を受けない比例可変フィードバッ
クが得られる利点を有している。これにより、フィード
バック制御ループの取得範囲は、増大する。

【００１４】 本発明の実施例の特別なモードによる
と、中間周波数回線は、中間周波数を中心とする狭い帯
域を有し、そして、入力部ミクサ（４）の出力部（１
０）に接続されている入力部（１４）、及び出力部（１
６）を備える帯域フィルタ（１２）と、帯域フィルタ
（１２）の出力部（１６）に接続されている入力部（２
０）、及び出力部（２２）を有する中間周波数増幅器
（１８）と、第２局所信号に対して直角位相の信号を出
力する付加出力部（９１）を備える第２の可変発振器
（９０）とを備えている。

【００１５】 本発明の特別なモードによれば、位相取
得検出回路（５８）が設けられ、この位相取得検出回路
（５８）は、付加位相比較器（３８）を備え、この付加
位相比較器（３８）は、中間周波数増幅器（１８）の出
力部（２２）に接続されている第１入力部（４０）と、
第２の可変発振器（９０）の付加出力部（９１）に接続
されていて、第２局所信号に対して直角位相の信号が入
力される第２入力部（４２）と、位相比較器（３０）の
入力信号が同位相であるときに、位相取得検出信号を出
力する濾波手段（ＦＰＢ）、及び閾値比較手段（ＥＣ）
に接続されている出力部（４４）とを備えている。

【００１６】 好ましくは、位相比較器（３０）は、比
較器（３０）の静位相誤差の自動修正回路（３００）を
備え、自動修正回路（３００）は、比較器（３０）の出
力部（３６）に接続されている第１入力部（３０４）、
第２入力部（３０６）、及び出力部（３０８）を備える
加算器（３０２）と、出力部（３０８）に接続されてい
る積分器（３１０）、及び第２入力部（３０６）の間に
設けられ、そして、位相ループの初期化段階では閉止さ
れ、動作段階ではドップラー信号が比較器（３０）の入
力部（３２）に入力されたときに開放するスイッチ（３
１４）、及びオフセット電圧蓄積用コンデンサ（３１
６）を備えるブロック標準化回路（３１２）とを備え
る。

【００１７】 本発明の別の観点によれば、受信機は、
受信した信号の周波数を再構成する回路（６４）を備
え、この回路（６４）は、付加ミクサ（６５）を備え、
付加ミクサ（６５）は、第１の可変発振器（５２）の出
力部（５６）に接続されている第１入力部（６６）と、
第２の可変発振器（９０）の出力部（９４）に接続され
ている第２入力部（６７）と、ドップラー偏移を有する
受信信号の周波数を出力する出力部（６９）とを備え
る。

【００１８】 実際には、比例可変部（７０）は、第１
の可変利得増幅器（７５）を備え、第１の可変利得増幅
器（７５）は、位相比較器（３０）の出力部（３６）に
接続されている入力部（７６）と、第２の可変発振器
（９０）の制御入力部（９２）に接続されている出力部
（７９）とを備える。

【００１９】 実際上、積分可変部（８０）は、その入
力部（１１８）が第１の可変利得増幅器（７５）の出力
部（７９）に接続されていて、可変時定数を有する第１
の積分器（１２８）と、その入力部（１３０）が第１の
積分器（１１６）の出力部（１２０）に接続されてい
て、可変時定数を有する第２の積分器（１２８）と、そ
の第１、及び第２の入力部（１４２、及び１４４）がそ
れぞれ、第１、及び第２の積分器（１１６、及び１２
８）の出力部（１２０、及び１３２）に接続され、そし
て、その出力部（１４６）が第１の可変発振器（５２）
の入力部（５４）に接続されている加算器（１４０）と
を備える。

【００２０】 本発明の別の観点によれば、受信機は、
さらに、第１の可変発振器（５２）の揺れ範囲検出器を
備え、この揺れ範囲検出器は、可変制御電圧を有する第
１の発振器（５２）の入力部（５４）に接続されている
第１入力部（２０２）、第１の基準信号を受信する第２
入力部（２０４）、及び出力部（２０６）を有する第１
の比較器（２００）と、可変制御電圧を有する第１の発
振器（５２）の入力部（５４）に接続されている第１入
力部（２１２）、第２の基準信号を受信する第２入力部
（２１０）、及び出力部（２１４）を備える第２の比較
器（２０８）と、第１の可変発振器（５２）の入力信号
が第１、及び第２の基準信号により限定されている周波
数範囲内に存在するのを示す検出信号を、その出力部
（２２６）に出力する第１、及び第２の比較器（２０
０、及び２０８）の出力部（２０６、及び２１４）の間
に設けられているオア・ゲート（２２０）と、前記検出
信号の存在において、ループフィルタ（４６）のパラメ
ータを再初期化し得る制御手段（１００）とを備える。

【００２１】本発明のその他の特徴と利点は、以下の詳
細な説明と添付図面を参照することによって明らかにな
る。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
なお、添付図面には限定的性格の構成部分が多く含まれ
ている。従ってそれらの図面は、説明を理解しやすくす
るためにだけでなく、必要な場合は発明の限定にも役立
つように、説明の中で述べられている。

【００２３】図１には地上ＴでビーコンＢによって伝送
された信号ＦＢを取得し、処理するために、人工衛星Ｓ
に搭載した受信機を使用する軌道記録装置または位置決
定装置が示されている。

【００２４】人工衛星Ｓは地球Ｔの周囲を回り、ドップ
ラー偏移によって影響された伝送信号ＦＢから発するド
ップラー信号と呼ばれる信号ＦＲを受信する。

【００２５】次に図２を参照して説明する。

【００２６】人工衛星のアンテナ２によって受信される
ドップラー信号ＦＲは、受信手段３で増幅、周波数変更
された後、位相フィードバック制御ループＰＬＬに伝送
される。

【００２７】軌道や速度のような人工衛星の特徴に基づ
き、または内部分光分析に基づいて、ドップラー信号Ｆ
Ｒに含まれるドップラー偏移を人工衛星の位置に従って
評価することができる。したがって搭載装置ＵＧＥは、
受信信号ＦＲの予測周波数に近似する設定周波数Ｐを、
フィードバック制御ループＰＬＬに加える。

【００２８】高いノイズレベルを受け、しばしば干渉信
号を伴う交差信号ＦＥ上で、フィードバック制御ループ
ＰＬＬは位相取得を行う。

【００２９】フィードバック制御ループＰＬＬの電気装
置には、ループＰＬＬに先行して受信される信号の周波
数を変化させ、またループＰＬＬの出力信号ＦＳの周波
数を測定するために、数メガヘルツの周波数信号を発す
ることができる衛星搭載の超安定発振器ＯＳが含まれて
いる。たとえば、出力信号ＦＳの周波数は周波数測定手
段５によって測定される一方で、その測定結果は搭載制
御装置ＵＧＥによって処理され、人工衛星ＳＡＴに伝送
される。

【００３０】以下で詳細に述べるように、位相取得検出
信号ＡＳは、制御装置ＵＧＥに送られ、フィードバック
制御ループＰＬＬの位相設定が確立した場合に生ずる。

【００３１】信号ＡＳに応答して、制御装置の帯域は、
ループフィルタのパラメータが連続的に変化することに
よって、徐々に低下する。

【００３２】出力信号ＦＳはノイズと干渉信号を除去し
たドップラー信号ＦＥのイメージであることにここで注
目すべきである。

【００３３】次に図３を参照して説明する。

【００３４】フィードバック制御ループは、受信手段か
ら来るドップラー信号ＦＥを受信する。既知の方法で、
信号ＦＥの実際の周波数に合わせることのできるフィー
ドバック制御ループは、ドップラー信号ＦＥを受信する
第１入力部６と、局所信号 OCT1 を受信する第２入力部
８と、出力部１０とによって構成される入力部ミクサ４
を含んでいる。中間周波数回線が入力部ミクサ４の出力
部１０と位相比較器３０の入力部３２の間に配置され、
その位相比較器は、超安定発振器ＯＳから来る固定中間
周波数ＦＩを有する第２局所信号を第２入力部３４で受
信する。

【００３５】実際上、中間周波数回線は、入力部１４が
ミクサ４の出力部１０に接続されている、固定中間周波
数ＦＩを中心とする狭帯域の帯域フィルタ１２と、入力
部２０が帯域フィルタ１２の出力部１６に接続されてい
る中間周波数増幅器１８とによって構成されている。

【００３６】中間周波数増幅器１８によって、受信信号
ＦＲのレベルの変動を補正することができ、位相比較器
３０の操作点が決定される。ビーコンと人工衛星間の伝
送のＳ／Ｎ比を低くするために、正弦特性を備えた比較
器の使用が必要である。

【００３７】帯域フィルタ１２は例えば圧電フィルタで
あり、その中心周波数は例えば 3.125ＭＨｚで、数百Ｈ
ｚ、例えば 570Ｈｚの帯域幅がある。電磁信号の公称周
波数ＦＥは例えば1.25ＭＨｚである。局所発振器 OCT1
は例えば 1.875ＭＨｚの中心周波数の周辺に設定する。

【００３８】位相干渉性の検出は、ループＰＬＬが電磁
信号ＦＥの実際の周波数に同調して設定された場合に、
取得状態ＡＳを発する位相取得検出回路ＣＤによって得
られる。

【００３９】位相取得検出回路ＣＤは位相比較器３８を
含んでおり、その位相比較器の第１入力部４０は中間周
波数増幅器２０の出力部２２に接続され、第２入力部４
９は、周波数ＦＩで互いに同調するように変位させた２
つの信号を与えることのできる分周器Ｄ１を経由して安
定発振器から入力される固定局所中間周波数信号ＦＩを
受信する。

【００４０】位相比較器３０の入力部信号が同調する
と、位相取得検出信号ＡＳが発せられる。

【００４１】帯域フィルタＦＰＢと閾値を備えた比較器
ＥＣが比較器３８の出力部４４に接続され、比較器３０
の入力部信号が同調すると、直接電圧を発する。

【００４２】フィードバック回線が位相比較器３０の出
力部３６と入力部ミクサ４の第２入力部８との間に接続
されている。このフィードバック回線は、第１局所信号
OCT1 を発するために、可変発振器５２を制御するルー
プフィルタ４６を含む。

【００４３】 ループフィルタ４６は第２次数に設定さ
れ、フィードバック制御ループの幅を徐々に狭めるため
の制御手段（図示せず）によって変化させることのでき
るパラメータを備えている。

【００４４】軌道記録またはビーコン位置決定のような
例の範囲内では、次のように受信機の操作を行う。

【００４５】最初に、たとえば局所発振器 OCT1 を 1.8
75ＭＨｚの予想周波数に設定する。次に中間周波数増幅
器２０を、受信信号ＦＲのレベルの変動補正ができるよ
うに調整する。最後に、広い帯域幅モードでループフィ
ルタ４６の妥当性検査を行う。

【００４６】位相取得状態ＡＳが得られたら、ループフ
ィルタの濾波パラメータを徐々に狭い帯域に移行するよ
うに変化させる。

【００４７】 ところで、第２次数の帯域フィルタ１２
の時定数の影響は、フィードバック制御ループＰＬＬの
位相取得範囲を減少させ、位相取得範囲が減少すると、
この制御ループＰＬＬの安定性の低下を生じる。さら
に、その取得範囲は、帯域フィルタ１２の帯域に制限さ
れる。

【００４８】 本出願人は、帯域フィルタ１２により生
じるフィードバック制御ループの安定性の低下を弱める
ように、フィードバック制御ループの構造を改良する問
題自体を提起した。

【００４９】 この問題は、特に、フィードバック制御
ループＰＬＬのループフィルタ４６を、比例可変部７０
と、積分可変部８０との２つの部分に分け、比例可変部
７０が帯域フィルタ１２の影響を受けないようにするこ
とにより解決される。さらに、第２局所信号を与える第
２の可変発振器９０を介在させるための処置を行う。

【００５０】次に図４を参照して説明する。図３を参照
して説明した受信機を構成する部分はここにも示されて
いる。

【００５１】本発明の非常に重要な特徴によれば、ルー
プフィルタ４６は２つの可変部に分けられる。すなわち
位相比較器３０の出力部３６と第２局所信号 OCT2 を発
する第２可変発振器９０の制御入力部９２との間に配置
した比例可変部７０と、比例可変部７０と第１局所信号
OCT1 を発する第１可変発振器５２の制御入力部との間
に配置した積分可変部８０との、２つの部分である。

【００５２】制御手段１００は、積分可変部８０のパラ
メータと同様に、比例可変部７０のパラメータを徐々に
変化させる。

【００５３】以下でさらに詳細に説明するように、ルー
プフィルタを２つに分けることの利点は、第２可変発振
器９０を制御する比例可変部によって構成される制御装
置が帯域フィルタ１２の影響を受けないという事実にあ
る。

【００５４】本発明によれば、信号ＦＥの周波数を再構
成することのできる出力信号ＦＳの周波数を測定するた
めに回路６４を設ける。この測定回路６４にはミクサ６
５が含まれており、その第１入力部６６は局所発振器５
２の出力部５６に接続され、第２入力部６７は局所発振
器９０の出力部９４に接続されている。ミクサ６５の出
力部６９は出力信号ＦＳを発する。

【００５５】フィードバック制御ループは、信号ＦＥの
位相が２つの局所信号OCT1 と OCT2 の間の位相差に等
しい場合に同調する。そのループが同調するとき、ミク
サ６５の出力部６９の出力信号ＦＳの周波数は信号ＦＥ
の周波数に等しく、従って受信信号ＦＲのドップラー偏
移を含む。

【００５６】図３に関連して説明した検出回路ＣＤと実
質的に同一の検出回路５８も設けられている。

【００５７】しかしこの回路では、位相比較器３８の第
２入力部４２は局所発振器９０の位相直角出力部９１に
接続されている。

【００５８】その他、回路５８の構造は回路ＣＤと同一
である。同様にその動作も回路ＣＤの場合と同じであ
る。即ち、回路５８はその出力部６２で周波数ＦＥに対
するフィードバック制御ループの位相設定を表す検出信
号ＡＳを発する。

【００５９】次に図５を参照して説明する。この図は、
ループフィルタの２つの可変部の濾波パラメータの変動
の実施例の第１態様を詳細に表している。

【００６０】図４を参照して説明したような受信機の主
要構成部、即ち、入力部ミクサ４、入力部ミクサ４と位
相比較器３０との間に配置された中間周波数回線、ルー
プフィルタ４６、発振器５２と９０がここでも示されて
いる。

【００６１】ループフィルタ４６は２つの可変部７０と
８０に分れている。比例可変部７０は可変利得Ｇ1 を有
する増幅器７５を含み、その増幅器の入力部７６は位相
比較器３０の出力部３６に接続され、出力部７９は第２
局所発振器９０の入力部９２に接続されている。

【００６２】制御手段１００は、多様な値の間で増幅器
の利得を変化させることのできる制御信号を出力部１０
２で発する。

【００６３】この比例可変部では、パラメータの変動が
可変利得増幅器７５の利得Ｇ1 の変動によって与えられ
る点に留意すべきである。その部分については、積分可
変部８０は、同一構造の互いに直列に接続された２つの
可変積分器１１６と１２８によって構成されている。各
積分器には、制御手段１００から来る制御信号１０４と
１０６によって変更できる複数の時定数がある。例えば
各積分器は異なる５つの時定数を備えている。

【００６４】 加算器１４０が設けてあり、その第１入
力部１４２は積分器１１６の出力部１２０に接続され、
第２入力部１４４は積分器１２８の出力部１３２に接続
されている。加算器１４０の出力部１４６は、局所発振
器５２の可変電圧を制御できる制御電圧を送る。

【００６５】可変利得増幅器の利得を変化させる順序づ
けと積分器の時定数は、以下のようである。

【００６６】状態ＡＳが検出回路５８（図４）の出力部
で得られると、各可変部が５つの異なる値を有するかぎ
り、いくつかの段階、例えば５つの段階で広い帯域から
狭い帯域へと移行するようにパラメータが変化する。

【００６７】第１段階で、可変利得Ｇ1 と２つの積分器
のうちの積分器の時定数とが広帯域での信号取得に対応
する設定値で初期化される。

【００６８】比例可変部が積分器を含まないと、この部
分は積分部より早い。従って第１可変発振器５２が作動
する前に第２可変発振器９０が作動することになる。そ
の部分については、積分部が２つの積分器を含む程度ま
でゆっくりと、比較器３６の出力部で得られる位相変動
が出力信号ＦＳの周波数と信号ＦＥの周波数が同調する
まで第１可変発振器５２の制御のために送られる。この
第１段階の終了の特徴は、取得状態ＡＳの出現である。

【００６９】第２段階から第５段階まで、積分器の利得
Ｇ1 と時定数は、ループの帯域幅を狭めるために徐々に
変化する。できるかぎり速やかに最も狭い帯域幅を達成
するように、変動の振幅と時間を合わせることが望まし
い。

【００７０】次に図６を参照して説明する。この図は、
ループフィルタの２つの可変部の濾波パラメータの変動
を得る第２態様を詳細に表している。この図には、入力
ミクサ４と位相比較器３０の間に配置された中間周波数
回線１２と１８、ループフィルタ４６、２つの発振器５
２と９０のような、図４と図５を参照しながら説明した
受信機の主要構成部が再び示されている。

【００７１】帯域フィルタ１２の帯域は例えば 570Ｈｚ
である。位相比較器３０は例えば 141 mV／rd の感度を
備えている。

【００７２】比例可変部７０は可変利得Ｇ1 を有する増
幅器７５を含んでおり、その入力部７６は位相比較器３
０の出力部３６に接続されており、出力部７９は、固定
減衰値、例えば 0.3、を有する減衰器７１の入力部７２
に接続されており、その減衰器は、出力部７４を通じて
第２局所発振器９０の入力部に接続されている。一定利
得、例えば13.6、のある増幅器７７が可変利得増幅器７
５の前方に配置されることが望ましい。

【００７３】制御手段１００は出力部１０２で、0.737
（広帯域）、0.234、0.110、0.055、0.034 （狭帯域）
の、５つの値の間で利得Ｇ1 を変化させることのできる
制御信号を発する。その部分について、積分可変部８０
は可変利得Ｇ2 を有する増幅器８２を含んでおり、その
入力部８４は増幅器７７と７５を通じて出力信号３６を
受信する。可変利得増幅器８２の出力部８６は固定減衰
値が0.15の減衰器１１０の入力部１１２に接続されてい
る。所定の時定数を備えた積分器１１６の入力部１１８
は、固定減衰値を備えた減衰器１１０の出力部１１４に
接続されている。積分器１１６の時定数は例えば 14.1
ミリ秒である。

【００７４】可変利得Ｇ2 を有する増幅器８２は、制御
手段１００から来る制御信号１０４によって変化できる
複数の利得を含んでいる。増幅器８２は例えば、0.99
8、0.308、0.168、0.098、0.091 の、５つの異なる Ｇ2
を含んでいる。

【００７５】積分可変部８０はさらに可変利得Ｇ3 を有
するもう一つの増幅器１２２を含んでおり、その入力部
１２４は積分器１１６の出力部１２０に接続されてい
る。所定の時定数を備えたもう一つの積分器１２８は可
変利得増幅器１２２の出力部１２６に接続されている。
固定減衰値が例えば 0.8 であるもう一つの減衰器 134
は積分器１１６の出力部１２０に接続されている。

【００７６】 加算器１４０の第１入力部１４２は減衰
器１３４の出力部１３８に接続されており、第２入力部
１４４は積分器１２８の出力部１３２に接続されてお
り、局所発振器５２の可変電圧を制御できる制御電圧を
出力部１４６に出力する。

【００７７】可変利得Ｇ3 を有する増幅器１２２は、制
御手段１００から来る制御信号１０６によって切り替え
られる。増幅器１２２は例えば、0.940（広帯域）、0.5
04、0.3、0.226、0.171（狭帯域）の、５つの異なる利
得Ｇ3 を有している。積分器１２８の時定数は例えば 1
4.1 ミリ秒である。

【００７８】発振器９０の感度は 500Ｈｚ／Ｖであり、
また発振器５２の感度は5900Ｈｚ／Ｖである。

【００７９】可変利得増幅器の利得の変動の順序づけ
は、図５を参照して説明したのと同じである。

【００８０】次に図７を参照して説明する。この図は第
１局所発振器の揺れ範囲を制限できる検出器を表してい
る。

【００８１】局所発振器５２の揺れ範囲を制限するため
に、前記局所発振器５２の入力部５４に、所定の周波数
範囲内で局所発振器５２の制御電圧を検出するための回
路が接続されている。検出回路によって発せられる信号
に応答して、制御手段１００は、入力部電圧５４が発振
器の揺れ範囲に含まれた場合には、フィードバック制御
ループの狭帯域が達成されるまで濾波パラメータの変動
を伴いつつ作動し続けるか、または入力電圧が発振器の
揺れ範囲内に含まれない場合は、取得の第１段階に戻
る。

【００８２】検出回路には比較器２００が含まれてお
り、この比較器は発振器５２の入力部５４に接続された
第１入力部２０２と、第１基準信号を受信する第２入力
部２０４と、出力部２０６が含まれている。もう一つの
発振器２０８が設けてあり、その第１入力部２１０は第
２基準信号を受信し、第２入力部は発振器５２の入力部
５４に接続されている。

【００８３】比較器２００の出力部２０６と比較器２０
８の出力部２１４は、ORゲート２２０の入力部２２２と
２２４とに各接続されている。ORゲート２２０の出力部
２２６は制御手段１００の入力部２２８に接続されてい
る。

【００８４】入力部５４での制御電圧が基準信号２０４
と２１０によって限界づけられた周波数範囲内に含まれ
る場合は、ORゲートの発する信号によって制御手段１０
０は、状態ＡＳの出現によって指示される信号ＦＥの位
相取得が得られるまで、取得を続行できる。

【００８５】他方、発振器５２の制御電圧が２つの基準
信号によって限定される範囲を逸脱した場合は、ORゲー
トの発する信号によって制御手段１００は、上記の第１
段階の始めに戻ることになる。

【００８６】位相比較器３０のオフセット電圧の自動修
正装置も設けられている。この修正装置によって、特に
位相比較器３０の技術上の構成誤差を克服できる。

【００８７】次に図８を参照して説明する。

【００８８】 修正装置３００はフィードバック・ルー
プによって構成され、そのフィドバック・ループには加
算器３０２が含まれており、この加算器の第１入力部３
０４は位相比較器３０の出力部３６に接続され、出力部
３０８は積分器３１０に接続されている。例えば、コン
デンサ３１６と、スイッチ３１４とにより構成されるブ
ロック化標準化回路が、積分器３１０の出力部と、加算
器３０２の第２入力部３０６との間に配置されている。

【００８９】位相ループの初期化段階で、比較器の入力
部３２での信号は排除され、ブロック化標準化回路３１
２は通過モードで、フィードバックループによって出力
部３０８が０に設定される。動作段階でドップラー信号
が比較器３０の入力部３２に与えられると、スイッチ３
１４が開いて、コンデンサ３１６にオフセット修正電圧
が蓄電される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 地上のビーコンによって伝送された信号を取
得し処理するために、本発明による受信機を使用する衛
星搭載の軌道記録装置または位置決定装置の概略図であ
る。

【図２】 本発明による受信機のフィードバック制御ル
ープの電子装置の図である。

【図３】 既知の型の受信機のフィードバック制御ルー
プの概略図である。

【図４】 本発明によるフィードバック制御ループの主
要構成部分の概略図である。

【図５】 本発明によるループフィルタの濾波パラメー
タ変更の第１例の概略図である。

【図６】 本発明によるループフィルタの濾波パラメー
タ変更の第２例の概略図である。

【図７】 本発明による第１発振器の入力部に接続した
周波数範囲検出器の概略図である。

【図８】 本発明による静位相比較器のための誤差修正
回路の概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル ボズニアク フランス国 エフ−78340 レークレイ ースウーボア アレーデ アルシェール 18番地

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未知の変動、特にドップラー偏移による
   影響を受け易く、そして、ノイズ、及び干渉信号を伴い
   易い既知の公称周波数（ＦＲ）を有する電磁信号の受信
   機であって、 前記受信機は、 前記電磁信号を受信する手段（２、３）と、 受信された前記電磁信号の実際の周波数に同調されて設
   定することが出来るフィードバック制御ループとを備
   え、前記フィードバック制御 ループは、前記 受信手段（２、３）に接続されている第１入力部
   （６）、第１局所信号を受信する第２入力部（８）、及
   び出力部（１０）を備える入力部ミクサ（４）と、 中間周波数を中心とする狭い帯域において作動し、入力
   部ミクサ（４）の出力部（１０）と、出力部（３６）を
   有し、かつ、第２入力部（３４）において第２局所信号
   を受信する位相比較器（３０）の入力部（３２）との間
   に設けられている中間周波数回線と、前記 出力部（３６）と、前記入力部ミクサ（４）の第２
   入力部（８）との間に接続されていて、そして、前記第
   １局所信号を出力する第１の可変発振器（５２）を制御
   するループフィルタ（４６）を備えるフィードバック回
   線と、 少なくとも第２次数に設定されていて、かつ、前記フィ
   ードバック制御ループの帯域を徐々に狭め、そして、前
   記ノイズ、及び干渉信号の濾波を強めるために変化でき
   る濾波パラメータを有するループフィルタ（４６）とを
   備える電磁信号の受信機において、前記フィードバック制御 ループは、前記第２局所信号を
   出力して、前記位相比較器（３０）の第２入力部（３
   ４）に入力する第２の可変発振器（９０）を備え、そし
   て、前記 ループフィルタ（４６）は、前記位相比較器（３０）の 出力部（３６）、及び前記第
   ２の可変発振器（９０）の制御入力部（９２）の間に接
   続されていて、その利得パラメータを変えることが出来
   る比例可変部（７０）と、前記 比例可変部（７０）の出力部（７９）、及び前記第
   １の可変発振器（５２）の制御入力部（５４）の間に接
   続されていて、その濾波パラメータを変えることが出来
   る積分可変部（８０）と、前記 比例可変部（７０）の利得パラメータ、及び前記積
   分可変部（８０）の濾波パラメータを、同様に徐々に変
   えることが出来る制御手段（１００）とを備えることを
   特徴とする受信機。
2. 【請求項２】 前記中間周波数回線は、 中間周波数を中心とする狭い帯域を有し、そして、前記
   入力部ミクサ（４）の出力部（１０）に接続されている
   入力部（１４）、及び出力部（１６）を備える帯域フィ
   ルタ（１２）と、前記 帯域フィルタ（１２）の出力部（１６）に接続され
   ている入力部（２０）、及び出力部（２２）を有する中
   間周波数増幅器（１８）と、前記 第２局所信号に対して直角位相の信号を出力する付
   加出力部（９１）を備える前記第２の可変発振器（９
   ０）とを備えることを特徴とする請求項１記載の受信
   機。
3. 【請求項３】 前記受信機は、位相取得検出回路（５
   ８）を備え、前記位相取得検出回路（５８）は 、付加位相比較器（３
   ８）を備え、前記付加位相比較器（３８）は 、前記 中間周波数増幅器（１８）の出力部（２２）に接続
   されている第１入力部（４０）と、前記第２の可変発振
   器（９０）の付加出力部（９１）に接続されていて、前
   記第２局所信号に対して直角位相の信号が入力される第
   ２入力部（４２）と、前記位相比較器（３０）の入力信
   号が同調するときに、位相取得検出信号を出力すること
   が出来る濾波手段（ＦＰＢ）、及び閾値比較手段（Ｅ
   Ｃ）に接続されている出力部（４４）とを備えることを
   特徴とする請求項２記載の受信機。
4. 【請求項４】 前記受信機は、受信された信号の周波数
   を再構成する回路（６４）を備え、前記回路（６４）は 、付加ミクサ（６５）を備え、前記付加ミクサ（６５）は 、 第１の可変発振器（５２）の出力部（５６）に接続され
   ている第１入力部（６６）と、前記第２の可変発振器
   （９０）の出力部（９４）に接続されている第２入力部
   （６７）と、ドップラー偏移を有する受信信号の周波数
   を出力する出力部（６９）とを備えることを特徴とする
   前記請求項１乃至３の何れか１項に記載の受信機。
5. 【請求項５】 前記比例可変部（７０）は、第１の可変
   利得増幅器（７５）を備え、前記第１の可変利得増幅器（７５）は 、前記 位相比較器（３０）の出力部（３６）に接続されて
   いる入力部（７６）と、前記第２の可変発振器（９０）
   の制御入力部（９２）に接続されている出力部（７９）
   とを備えることを特徴とする前記請求項１乃至４の何れ
   か１項に記載の受信機。
6. 【請求項６】 前記積分可変部（８０）は、その 入力部（１１８）が第１の可変利得増幅器（７５）
   の出力部（７９）に接続されていて、可変時定数を有す
   る第１の積分器（１１６）と、その 入力部（１３０）が前記第１の積分器（１１６）の
   出力部（１２０）に接続されていて、可変時定数を有す
   る第２の積分器（１２８）と、その 第１、及び第２の入力部（１４２、及び１４４）が
   それぞれ、前記第１、及び第２の積分器（１１６、及び
   １２８）の出力部（１２０、及び１３２）に接続され、
   そして、その出力部（１４６）が前記第１の可変発振器
   （５２）の入力部（５４）に接続されている加算器（１
   ４０）とを備えることを特徴とする前記請求項１乃至５
   の何れか１項に記載の受信機。
7. 【請求項７】 前記位相比較器（３０）は、前記比較器
   （３０）の静位相誤差の自動修正回路（３００）を備
   え、前記自動修正回路（３００）は 、前記比較器（３０）の出力部（３６）に接続されている
   第１入力部（３０４）、第２入力部（３０６）、及び出
   力部（３０８）を備える加算器（３０２）と 、前記出力部（３０８）に接続されている積分器（３１
   ０）、及び前記第２入力部（３０６）の間に設けられ、
   そして、位相ループの初期化段階では閉止され、動作段
   階ではドップラー信号が前記比較器（３０）の入力部
   （３２）に入力されたときに開放するスイッチ（３１
   ４）、及びオフセット電圧蓄積用コンデンサ（３１６）
   を備えるブロック化標準回路（３１２）とを備える こと
   を特徴とする前記請求項１乃至６の何れか１項に記載の
   受信機。
8. 【請求項８】 前記受信機は、前記第１の可変発振器
   （５２）の揺れ範囲検出器を備え、前記揺れ範囲 検出器は、 可変制御電圧を有する前記第１の発振器（５２）の入力
   部（５４）に接続されている第１入力部（２０２）、第
   １の基準信号を受信する第２入力部（２０４）、及び出
   力部（２０６）を有する第１の比較器（２００）と、 可変制御電圧を有する前記第１の発振器（５２）の入力
   部（５４）に接続されている第１入力部（２１２）、第
   ２の基準信号を受信する第２入力部（２１０）、及び出
   力部（２１４）を備える第２の比較器（２０８）と、前記第１の可変発振器（５２）の入力信号が前記第１、
   及び第２の基準信号により限定されている周波数範囲内
   に存在するのを示す検出信号を、その 出力部（２２６）
   に出力する前記第１、及び第２の比較器（２００、及び
   ２０８）の前記出力部（２０６、及び２１４）の間に設
   けられているオアゲート（２２０）と、 前記検出信号の存在において前記ループフィルタ（４
   ６）のパラメータを再初期化し得る制御手段（１００）
   とを備えることを特徴とする前記請求項１乃至７の何れ
   か１項に記載の受信機。