JPH0746138B2 - スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置 - Google Patents
スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置Info
- Publication number
- JPH0746138B2 JPH0746138B2 JP63021202A JP2120288A JPH0746138B2 JP H0746138 B2 JPH0746138 B2 JP H0746138B2 JP 63021202 A JP63021202 A JP 63021202A JP 2120288 A JP2120288 A JP 2120288A JP H0746138 B2 JPH0746138 B2 JP H0746138B2
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- Japan
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- output
- measuring device
- time measuring
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野の説明 本発明は電磁波が電離層を通過するときに生じる遅延時
間を測定する装置である。電磁波の電離層での遅延時間
rionは、次式で表される。
間を測定する装置である。電磁波の電離層での遅延時間
rionは、次式で表される。
rion＝Ｆ＋40.5Nt/｛Vcf2｝ 但しF :スラント＋ファクター Nt:全電子数（個/m2） Vc:光速 f :信号周波数（Hz） 周波数が異なっていると電離層での遅延時間も異なる。
この性質を利用し、GPS（Global Posit ioning System,
米国の汎地球測位システム）では電離層での遅延時間を
補正する目的でL1（1575.42MHz）、L2（1227.6MHz）の
２つの周波数に同時に同一の拡散変調コード（以下Ｐコ
ードと称する。）で変調した信号を送信している。
この性質を利用し、GPS（Global Posit ioning System,
米国の汎地球測位システム）では電離層での遅延時間を
補正する目的でL1（1575.42MHz）、L2（1227.6MHz）の
２つの周波数に同時に同一の拡散変調コード（以下Ｐコ
ードと称する。）で変調した信号を送信している。
従来の技術の説明 第１図はこのGPS受信機で従来用いられた電磁波の電離
層遅延時間を測定する部分の説明図である。アンテナ
［１］で受信したスペクトラム拡散変調の掛かった信号
は周波数変換器［２］で中間周波数に変換し、次にキャ
リア再生器［４］によりキャリアを再生する。次に受信
時刻測定器［６］と受信局の基準時計［７］により
［４］で再生したキャリアの受信時刻を測定し、データ
蓄積器［９］にデータを蓄積する。L1、L2、両周波数に
ついて同様な測定を同時に行うので［３］、［５］、
［８］、［10］でも同様の操作を行う。次に計算機［1
1］により蓄積したデータを読み取り受信時刻の差を求
め、電離層での遅延時間を算出する。この方式は複雑な
２系統の受信回路を必要とし高価である、計算機の使用
頻度が多いという欠点がある。
層遅延時間を測定する部分の説明図である。アンテナ
［１］で受信したスペクトラム拡散変調の掛かった信号
は周波数変換器［２］で中間周波数に変換し、次にキャ
リア再生器［４］によりキャリアを再生する。次に受信
時刻測定器［６］と受信局の基準時計［７］により
［４］で再生したキャリアの受信時刻を測定し、データ
蓄積器［９］にデータを蓄積する。L1、L2、両周波数に
ついて同様な測定を同時に行うので［３］、［５］、
［８］、［10］でも同様の操作を行う。次に計算機［1
1］により蓄積したデータを読み取り受信時刻の差を求
め、電離層での遅延時間を算出する。この方式は複雑な
２系統の受信回路を必要とし高価である、計算機の使用
頻度が多いという欠点がある。
発明の目的 本発明は同一のコードでスペクトラム拡散変調した２つ
の周波数同士を掛け合わせることによりキャリアを再生
するのが特徴であって、その目的は簡単な回路構成で電
磁波の電離層での遅延時間の差に比例した電圧を直接検
出することである。
の周波数同士を掛け合わせることによりキャリアを再生
するのが特徴であって、その目的は簡単な回路構成で電
磁波の電離層での遅延時間の差に比例した電圧を直接検
出することである。
発明の構成及び作用の説明 第２図は本発明の原理図であってアンテナ［１］、周波
数変換器［２］、［３］は第１図と同様であるが、この
あとのキャリア再生部以降が従来方式と異なる。Ｐコー
ドでスペクトラム拡散変調したままの信号同士を掛け合
わせる掛け算器［12］、その出力から希望信号のみを得
るための帯域ろ波器［13］、信号成分の大きさを検出す
る振幅検波器［14］により構成される。以下図に従い、
本発明の作用について詳細に説明する。
数変換器［２］、［３］は第１図と同様であるが、この
あとのキャリア再生部以降が従来方式と異なる。Ｐコー
ドでスペクトラム拡散変調したままの信号同士を掛け合
わせる掛け算器［12］、その出力から希望信号のみを得
るための帯域ろ波器［13］、信号成分の大きさを検出す
る振幅検波器［14］により構成される。以下図に従い、
本発明の作用について詳細に説明する。
L1の受信信号をP1、L2の受信信号をP2としてL1、L2のス
ペクトラム拡散信号を次のように記述する。
ペクトラム拡散信号を次のように記述する。
P1（ｔ）＝sin（２πf1t）Ｃ（ｔ）＋N1（ｔ） P2（ｔ）＝sin（２πf2t＋φ）Ｃ（ｔ）＋N2（ｔ） 但しＣ（ｔ）：共通のＰコード f1,f2 :L1,L2の周波数 N1,N2 ：それぞれの帯域内雑音 φ ： L1,L2の位相遅延差 そして掛け算器［12］により次式の位相係数Ｒ（γ）を
求めようとするものである。
求めようとするものである。
上式でL1、L2の位相遅延差φが零のときは相関出力は最
大となり、位相遅延差が有れば相関出力は減少する。こ
の出力は遅延時間の差に比例した電圧である。アンテナ
で受信したL1、L2の信号はそれぞれ周波数変換器
［２］、［３］で中間周波数に変換する。次に両者の信
号を掛け算器［12］により掛け合わせL1、L2の相関を得
る。この出力を帯域ろ波器［13］を通すことにより希望
する信号のみを取り出す。次に、この信号を振幅検波器
［14］を通し信号の大きさを検出する。この出力はL1、
L2の遅延時間の差に比例した電圧が得られる。
大となり、位相遅延差が有れば相関出力は減少する。こ
の出力は遅延時間の差に比例した電圧である。アンテナ
で受信したL1、L2の信号はそれぞれ周波数変換器
［２］、［３］で中間周波数に変換する。次に両者の信
号を掛け算器［12］により掛け合わせL1、L2の相関を得
る。この出力を帯域ろ波器［13］を通すことにより希望
する信号のみを取り出す。次に、この信号を振幅検波器
［14］を通し信号の大きさを検出する。この出力はL1、
L2の遅延時間の差に比例した電圧が得られる。
第３図は本発明の実施例であって、第２図の構成にさら
に、スペクトラム拡散変調のクロック周波数の１チップ
相当の時間を遅延させる遅延回路［15］、掛け算器［1
6］、帯域ろ波器［17］、［14］と逆局性の振幅検波器
［18］、合成器［19］を加えた構成で、第２図の場合に
比べ遅延時間の差の検出範囲の拡大及び直線性の改善を
したものである。説明を分かりやすくするため第３図の
点線で示すように第一系統、第２系統と分けて説明す
る。本実施例では特性の改善のため［２］及び［３］の
出力信号を２分岐し、それぞれ第一系統、第２系統に加
える。第一系統の［12］、［13］、［14］の動作は第２
図の説明と同じである。第２系統により次のような操作
を行う。L1の信号である［２］の出力信号をスペクトラ
ム拡散変調のクロック周波数の１チップ分の遅延回路
［15］に加える。その出力信号と［３］の出力信号を２
分岐した信号を［16］で掛け合わせ、その出力信号の中
から［17］により希望信号を取り出す。その出力信号を
［14］と逆の極性の振幅検波器［18］により信号の大き
さを検出する。この第２系統で検出した信号はL1、L2の
電波の電離層で生じた遅延時間の差と遅延回路［15］の
遅延時間が等しくなった時最大出力となる第一系統と極
性が逆の出力電圧である。次に、第一系統と第２系統の
両出力信号同士を合成器［19］により合成する。第一系
統の出力はL1、L2の遅延時間の差が大きくなるに従い相
関係数が小いさくなり出力が小さくなっていき、それと
同時に第２系統の出力は増大する。従って合成器［19］
の出力はL1、L2の遅延時間の差に比例した出力電圧の得
られる直線性のよいＳ字特性となる。
に、スペクトラム拡散変調のクロック周波数の１チップ
相当の時間を遅延させる遅延回路［15］、掛け算器［1
6］、帯域ろ波器［17］、［14］と逆局性の振幅検波器
［18］、合成器［19］を加えた構成で、第２図の場合に
比べ遅延時間の差の検出範囲の拡大及び直線性の改善を
したものである。説明を分かりやすくするため第３図の
点線で示すように第一系統、第２系統と分けて説明す
る。本実施例では特性の改善のため［２］及び［３］の
出力信号を２分岐し、それぞれ第一系統、第２系統に加
える。第一系統の［12］、［13］、［14］の動作は第２
図の説明と同じである。第２系統により次のような操作
を行う。L1の信号である［２］の出力信号をスペクトラ
ム拡散変調のクロック周波数の１チップ分の遅延回路
［15］に加える。その出力信号と［３］の出力信号を２
分岐した信号を［16］で掛け合わせ、その出力信号の中
から［17］により希望信号を取り出す。その出力信号を
［14］と逆の極性の振幅検波器［18］により信号の大き
さを検出する。この第２系統で検出した信号はL1、L2の
電波の電離層で生じた遅延時間の差と遅延回路［15］の
遅延時間が等しくなった時最大出力となる第一系統と極
性が逆の出力電圧である。次に、第一系統と第２系統の
両出力信号同士を合成器［19］により合成する。第一系
統の出力はL1、L2の遅延時間の差が大きくなるに従い相
関係数が小いさくなり出力が小さくなっていき、それと
同時に第２系統の出力は増大する。従って合成器［19］
の出力はL1、L2の遅延時間の差に比例した出力電圧の得
られる直線性のよいＳ字特性となる。
効果の説明 以上のように従来方式に比べ、キャリア再生器、受信時
刻検出器、データ蓄積器、計算機、基準時計が不用とな
るため非常に簡単な構成であり、廉価で装置が小型とな
る。また、電離層での遅延時間に比例した出力が直接得
られるのでデータ処理が簡単である。衛星通信や、最近
急速に発達している衛星を利用した時刻比較システム、
測位システムでは電離層での遅延時間の補正が不可欠で
あるが、本発明によれば、大幅に装置の構成を簡単にす
ることができ小型化される。また、従来電離層の活動の
観測は大掛かりな送受信装置が必要であったが本発明に
より同様に簡単に観測ができる。本発明は電離層での遅
延時間を検出するものであるが、２つの周波数に同一コ
ードでスペクトラム拡散変調した信号同士を掛け合わせ
ることにより逆拡散する原理は、新しい通信方式として
他に応用も可能である。
刻検出器、データ蓄積器、計算機、基準時計が不用とな
るため非常に簡単な構成であり、廉価で装置が小型とな
る。また、電離層での遅延時間に比例した出力が直接得
られるのでデータ処理が簡単である。衛星通信や、最近
急速に発達している衛星を利用した時刻比較システム、
測位システムでは電離層での遅延時間の補正が不可欠で
あるが、本発明によれば、大幅に装置の構成を簡単にす
ることができ小型化される。また、従来電離層の活動の
観測は大掛かりな送受信装置が必要であったが本発明に
より同様に簡単に観測ができる。本発明は電離層での遅
延時間を検出するものであるが、２つの周波数に同一コ
ードでスペクトラム拡散変調した信号同士を掛け合わせ
ることにより逆拡散する原理は、新しい通信方式として
他に応用も可能である。
第１図は従来の電離層遅延時間測定法の説明図、第２図
は本発明の遅延時間検出部の原理図、第３図は本発明の
遅延時間検出部の特性を改善した実施例の説明図で、１
……アンテナ、2,3……周波数変換器、4,5……キャリア
再生器、6,8……受信時刻検出器、７……基準時計、9,1
0……データ蓄積器、11……計算機、12,16……掛け算
器、13,17……帯域ろ波器、14,18……振幅検波器、15…
…遅延回路、19……合成器である。
は本発明の遅延時間検出部の原理図、第３図は本発明の
遅延時間検出部の特性を改善した実施例の説明図で、１
……アンテナ、2,3……周波数変換器、4,5……キャリア
再生器、6,8……受信時刻検出器、７……基準時計、9,1
0……データ蓄積器、11……計算機、12,16……掛け算
器、13,17……帯域ろ波器、14,18……振幅検波器、15…
…遅延回路、19……合成器である。
Claims (1)
- 【請求項１】アンテナで受信した同一コードで同時にス
ペクトラム拡散変調している２つの信号をそれぞれ第一
中間周波数に変換する２つの周波数変換器と、上記２つ
の中間周波数変換器よりの出力信号同士を掛け合わせて
相関を得る掛け算器と、上記掛け算器の出力より希望す
る信号を取り出すろ波器と、上記ろ波器の出力信号の振
幅の大きさを検出する振幅検波器とからなることを特徴
とするスペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時
間測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021202A JPH0746138B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021202A JPH0746138B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197640A JPH01197640A (ja) | 1989-08-09 |
| JPH0746138B2 true JPH0746138B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=12048392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63021202A Expired - Lifetime JPH0746138B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746138B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111580092B (zh) * | 2020-05-18 | 2022-11-08 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种雷达收发时序可变的电离层测高仪数控系统及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01107180A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Koden Electron Co Ltd | Ｇｐｓ航法装置 |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP63021202A patent/JPH0746138B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01107180A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Koden Electron Co Ltd | Ｇｐｓ航法装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01197640A (ja) | 1989-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |