JPH04120473A - パルサー信号の受信タイミング測定方法，相関振幅の測定方法およびパルサー信号波形の再現方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の属する技術分野の説明 本発明は、パルサー（電波層）からの信号のタイミング
の精密測定に関するものである。

（２）従来技術の説明 （ａ）第１図は、パルサーからの信号を検波しロックイ
ンアンプなどの同期検波器によってパルサー周期に見合
った信号を検出する方法である。アンテナｌからの信号
は帯域制限２され検波される。

この信号は、シンセサイザ５によって作られたドツプラ
周波数を考慮した周波数に同期した成分のみ抽出され、
積分６される。ドツプラ偏移の補正は、計算機７によっ
て計算される。この方法では、同期検波器とパルサー信
号とを位相成分でも同期させなければならない。この同
期がずれた場合、パルサー信号の検出はできない。第２
図にこの様子を示す。図中１及び３は、受信パルスを示
し、２及び４は同期検波用信号である。１と２の信号は
、位相まで同期しており同期検波によってパルサーから
の信号を検出できる。しかしながら３と４の状態では、
位相がずれており同期検波に失敗している。

この方法の場合振幅情報は精度良く測定できるが位相情
報を得るのは難しい。

（ｂ）第３図は、パルサーゲートと呼ばれている手法で
、２つのアンテナでパルサーを受信し相関をとる。アン
テナ１で受信された信号は、計算機５によって制御され
た遅延・ドツプラ偏移補正回路２を通過後パルサーゲー
ト３に入力される。このパルサーゲート３は計算機５に
よってパルサーのタイミングと一致するように制御され
る。つまりこのパルサーゲートを通過できるのは、パル
サーからの信号が主となる。この信号は相関積分処理４
が施され、両局で受信したパルサー信号どうしからの相
関が得られる。パルサーゲートを開くタイミングと相関
値からパルサーからの信号のタイミングを測定しようと
するものである。このゲートはパルサーからの信号受信
時のみ開くことが理想的である。なぜならばパルサーか
らの信号のない時は、全く意味の無い雑音でしかないか
らである。つまりゲートの開閉のタイミングとパルサー
信号で同期（位相骨も）をとらなければならない。

この同期がずれた場合、パルサー信号の検出はできない
。第４図にパルサーゲートを用いたパルサー波形検出の
様子を示す。１と２はそれぞれのアンテナで受信したパ
ルサーの信号である。３と４は、それぞれのアンテナに
パルスが到達する時間差及びドツプラ偏移の差を補正し
たものである。

この遅延及びドツプラ偏移の補正量は、パルサーの位置
とふたつのアンテナによって構成される幾何学的な位置
によって決定され、パルサーのタイミングとは関係しな
い。この場合、３と４で相関を得ることができる。ただ
しパルスの無い部分では、全く意味の無い雑音なのでこ
のまま相関をとったのではＳ／Ｎ的に相関ピークを見失
う。そこでパルサーゲート５と呼ばれるゲートを通し、
ケートを通過しない時には信号の積分を停止している。

この場合もパルサータイミングにパルサーゲートタイミ
ングを一致させなければならない。図中６の様にパルサ
ーのタイミングとずれてしまうと検出できない事になる
。パルサーからの信号は、非常に微弱であるうえパルス
幅が狭く位相を一致させることは容易ではない。

また、この方法の場合振幅情報、位相情報とも精度良（
測定できるが信号対雑音比において他の方法より損をし
ている。また、２つのアンテナで同時にパルサーを受信
するので、地球回転による上記の幾何学的遅延量の変化
を補償しなければならない。

（３）発明の目的 本発明では、ドツプラ分を考慮した（１／パルサー周期
）の整数倍で単・複数種類の周波数の互いに９０度位相
のずれた信号（ＳＩＮ、ＣＯＳ成分）を作り、これとパ
ルサーからの信号を検波したものとの相関・積分処理に
より両者の位相差及び振幅を精度良く測定する事が可能
となる。また基本周波数のＮ倍の位相までを再度合成す
る事によって、パルサー波形を再現できる。この手法で
は、システム雑音が時間、仰角によって変化した場合で
もほとんど影響はない。

（４）発明の構成および作用の説明 第５図に本発明の構成図を示す。アンテナ１で受信され
た信号は帯域制限２され検波３される。

ドツプラ分を考慮した（１／パルサー周期）の周波数の
整数倍の単・複数種類の周波数をシンセサイザ４と分周
器５で同時に作り出す。この部分（４及び５）は、Ｃ０
Ｍ８発振器に置き換える事もできる。これらの周波数か
ら９０度位相のずれたふたつの信号（ＳＩＮ、ＣＯＳ成
分）６を作りこれらとパルサーからの信号を検波３した
ものとの相関７・積分処理８により両者の位相差及び振
幅９を精度良く測定する事が可能となる。これらは、再
合成しパルス波形を再生することもできる。

パルサーからの信号は、第６図の様に時間軸で考えてみ
ると時間間隔Ｔのパルス列であり、周波数軸で考えると
周期（１／Ｔ）の整数倍の信号の集まりである。振幅は
パルス幅（Ｘ）に依存し、５ＩＮ（Ｘ）／Ｘの包絡線を
描く。本発明では、この周波数成分でパルス検出をして
いることになる。

すなわち、パルサー信号と地上局信号との位相差および
振幅は この方法では、パルサー信号と位相の同期をとる必要が
なく、振幅情報、位相情報とも精度良く測定でき信号対
雑音比において従来の方法のように損をしない。また基
本周波数のＮ倍の位相までを再度合成する事によって、
パルサー波形を再現できる。この手法では、システム雑
音が時間、仰角によって変化した場合でもほとんど影響
はない。

（５）効果の説明 ＰＳＲ１９３７というパルサーは、非常に安定であるこ
とが分かってきた。本発明を用いる事により、このパル
サーのタイミングを精密に測定する事ができ、時刻維持
、時刻比較などに応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は同期検波によるパルサータイミング測定法を示
す。 １はアンテナ、２は帯域制限、３は検波器、４は同期検
波、５はシンセサイザ、６は積分処理、７は計算機。 第２図は、同期検波法を示す。１及び３は、受信パルス
、２及び４は同期検波用信号。−１と２の信号は、位相
まで同期しており同期検波によってパルサーからの信号
を検出できる。しかしながら３と４の状態では、位相が
ずれており同期検波に失敗している。 第３図は、パルサーゲートを用いたパルサータイミング
測定法を示す。 ■はアンテナ、２は遅延・ドツプラ偏移補正回路、３は
パルサーゲート、４は相関処理、５は計算機。 第４図は、にパルサーゲートを用いたパルサー波形検出
の様子を示す。ｌと２はそれぞれのアンテナで受信した
パルサーの信号、３と４はそれぞれのアンテナにパルス
か到達する時間差及びド、７ブラ偏移の差を補正した信
号、５はパルサーゲート信号（パルス検出成功時）、６
はパルサーのタイミングとずれてしまい検出失敗してい
る状態。 第５図に本発明の構成図を示す。１はアンテナ、２は帯
域制限、３は検波、４はシンセサイザ、５は分周器、６
は９０度位相のずれたふたつの信号作成器、７は相関器
、８は積分処理、−９は計算機。 第６図は、パルサーからの信号を検波した様子を示す。 ■は時間軸でみたパルサー信号であり時間間隔Ｔで繰り
返される。２は周波数成分でみたパルサー信号であり周
期（１／Ｔ）の整数倍の信号の集まりである。振幅はパ
ルス幅（Ｘ）に依存し、５ＩＮ（Ｘ）／Ｘの包絡線を描
く。本発明では、この周波数成分でパルス検出をしてい
ることになる。 特許出願人　郵政省通信総合研究所長 第１図 同期検波によるパルサータイミング測定法第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドップラ分を考慮した（１／パルサー周期）の整数倍で
   単・複数種類の周波数の互いに９０度位相のずれた信号
   （ＳＩＮ、ＣＯＳ成分）を作り、これとパルサーからの
   受信信号を検波したものとの相関をとり両者の位相差及
   び振幅を測定し、原波形を再生する事を特徴としたパル
   サータイミング測定法