JPH08265200A - 追跡管制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人工衛星に搭載された追跡管制装置に於い
て、二つの周波数を合波する受信ダイプレクサと共通に
受信復調出来る受信機を搭載することにより、重量、電
力及び価格の増加、マルチパス効果による信号品質劣
化、スイッチの単一故障による信頼性低下を防ぐことを
目的としている。 【構成】 オムニアンテナ１と通信用アンテナ２の出力
に二周波を合波する受信ダイプレクサ４と二周波を共通
に受信復調できる受信機７を搭載する追跡管制装置であ
る。 【効果】 二周波数の信号を合波する受信ダイプレクサ
４と局部発振周波数を切替えることなく共通に受信復調
できる受信機７を搭載することにより、単一故障点によ
る信頼性の低下、マルチパスの影響による受信信号品質
の劣化及び重量、電力、価格の増大を招くことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は人工衛星の制御及び機
器状態モニター等の遠隔監視制御に用いられる追跡管制
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４、図５及び図６は従来から使用され
ている追跡管制装置の構成図を示したものである。図４
において１はオムニアンテナ、２は通信用アンテナ、３
は送受信ダイプレクサ、５は受信分波器、６は送信合波
器、２２は受信切替えスイッチ、２３は周波数Ｆ１の信
号を受信する受信機（以下Ｆ１受信機と言う）、８は周
波数ｆ１の信号を送信する送信機（以下ｆ１送信機と言
う）、９はコマンドデコーダ、１０はテレメトリエンコ
ーダである。

【０００３】図５において１はオムニアンテナ、２は通
信用アンテナ、３は送受信ダイプレクサ、２４は受信カ
ップラ、５は受信分波器、６は送信合波器、２３はＦ１
受信機、８はｆ１送信機、９はコマンドデコーダ、１０
はテレメトリエンコーダである。

【０００４】図６において１はオムニアンテナ、２は通
信用アンテナ、３は送受信ダイプレクサ、５は受信分波
器、６は送信合波器、２３はＦ１受信機、８はｆ１送信
機、２５は周波数Ｆ２の信号を受信する受信機（以下Ｆ
２受信機と言う）、２６は周波数ｆ２の信号を送信する
送信機（以下ｆ２送信機と言う）、９はコマンドデコー
ダ、１０はテレメトリエンコーダである。

【０００５】図７は図４から図６のＦ１受信機２３及び
図６のＦ２受信機２５の詳細図であり、１１はＲＦ増幅
器、２７はイメージ周波数Ｆ２抑圧フィルター、１２は
ミクサ、１３は局部発信器、１４は帯域制限フィルタ
ー、１５はＩＦ増幅器、１６は復調器、１７は低域制限
フィルターである。

【０００６】次に動作について説明する。図４におい
て、オムニアンテナ１は人工衛星の打ち上げ段階及び静
止軌道上での姿勢異常時に、通信用アンテナ２は静止軌
道上での正常運用時に使用され、地球局からの追跡管制
用信号であるコマンド信号及びレンジング信号を受信す
る。受信切替スイッチ２２がオムニアンテナ１と接続さ
れている場合、オムニアンテナ１で受信された信号は送
受信ダイプレクサ３によって分波され受信切替スイッチ
１２を経由してＦ１受信機２３に入力され、ここでコマ
ンド信号及びレンジング信号が復調された後、コマンド
信号はコマンドデコーダ９で復号され指定された機器に
制御信号を送出する。一方、レンジング信号はｆ１送信
機８でテレメトリエンコーダ１０からのテレメトリ信号
と共に変調され送受信ダイプレクサ３を経てオムニアン
テナ１から地球局に送信される。受信切替スイッチ１２
が通信用アンテナ２と接続されている場合、通信用アン
テナ２で受信された信号は受信分波器５によって分波さ
れ受信切替スイッチ１２を経由してＦ１受信機２３に入
力され、ここでコマンド信号及びレンジング信号が復調
された後、コマンド信号はコマンドデコーダ９で復号さ
れ指定された機器に制御信号を送出する。一方、レンジ
ング信号はｆ１送信機８でテレメトリエンコーダ１０か
らのテレメトリ信号と共に変調され送信合波器６を経て
通信用アンテナ２から地球局に送信される。

【０００７】図５において、オムニアンテナ１は人工衛
星の打ち上げ段階及び静止軌道上での姿勢異常時に、通
信用アンテナ２は静止軌道上での正常運用時に使用さ
れ、地球局からの追跡管制用信号であるコマンド信号及
びレンジング信号を受信する。オムニアンテナ１で受信
された信号は送受信ダイプレクサ３によって分波され受
信カップラ２４を経由してＦ１受信機２３に入力され、
ここでコマンド信号及びレンジング信号が復調された
後、コマンド信号はコマンドデコーダ９で復号され指定
された機器に制御信号を送出する。一方、レンジング信
号はｆ１送信機８でテレメトリエンコーダ１０からのテ
レメトリ信号と共に変調され送受信ダイプレクサ３を経
てオムニアンテナ１から地球局に送信される。通信用ア
ンテナ２で受信された信号は受信分波器５によって分波
され受信カップラ２４を経由してＦ１受信機２３に入力
され、ここでコマンド信号及びレンジング信号が復調さ
れた後、コマンド信号はコマンドデコーダ９で復号され
指定された機器に制御信号を送出する。一方、レンジン
グ信号はｆ１送信機８でテレメトリエンコーダ１０から
のテレメトリ信号と共に変調され送信合波器６を経て通
信用アンテナ２から地球局に送信される。

【０００８】図６において、オムニアンテナ１は人工衛
星の打ち上げ段階及び静止軌道上での姿勢異常時に、通
信用アンテナ２は静止軌道上での正常運用時に使用さ
れ、地球局からの追跡管制用信号であるコマンド信号及
びレンジング信号を受信する。オムニアンテナ１用と通
信用アンテナ２用で異なった二つの受信周波数が指定さ
れており、オムニアンテナ１で受信された信号は送受信
ダイプレクサ３によって分波されＦ１受信機２３に入力
され、ここでコマンド信号及びレンジング信号が復調さ
れた後、コマンド信号はコマンドデコーダ９で復号され
指定された機器に制御信号を送出する。一方、レンジン
グ信号はｆ１送信機８でテレメトリエンコーダ１０から
のテレメトリ信号と共に変調され送受信ダイプレクサ３
を経てオムニアンテナ１から地球局に送信される。通信
用アンテナ２で受信された信号は受信分波器５によって
分波されＦ２受信機２５に入力され、ここでコマンド信
号及びレンジング信号が復調された後、コマンド信号は
コマンドデコーダ９で復号され指定された機器に制御信
号を送出する。一方、レンジング信号はｆ２送信機２６
でテレメトリエンコーダ１０からのテレメトリ信号と共
に変調され送信合波器６を経て通信用アンテナ２から地
球局に送信される。

【０００９】図７において、オムニアンテナ１又は通信
用アンテナ２からの受信信号はＲＦ増幅器１１で信号を
増幅し、イメージ周波数Ｆ２除去フィルター２７でイメ
ージ周波数帯の雑音成分を取り除く。この後、ミクサ１
２及び局部発信器１３によってＩＦ帯に周波数変換さ
れ、帯域通過フィルター１４で帯域制限した後、ＩＦ増
幅器１５で所定のレベルまで増幅される。増幅された信
号は復調器１６により検波され、低域通過フィルター１
７でデータの基本周波数帯域まで帯域制限して信号対雑
音比を改善する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来、人工衛星の追跡
管制装置ではオムニアンテナ１と通信用アンテナ２が搭
載されており、打ち上げ段階及び静止軌道上での姿勢異
常時にオムニアンテナ１を、静止軌道上での正常運用時
に通信用アンテナ２を使用して地球局からの追跡管制用
信号を受信している。この場合、オムニアンテナ１と通
信用アンテナ２では同一周波数又は同一周波数帯が使用
されている。同一周波数を使用する場合に於いて、図４
の方式では、アンテナ１，２と受信機２３間にアンテナ
切替スイッチ２２を設け、地球局からの指令によってこ
のスイッチを通信用アンテナ２かオムニアンテナ１かの
いずれかに切替て使用しているが、スイッチが単一故障
点となり信頼性を大幅に低下させる。図５の方式では、
両アンテナ１，２から同一信号が受信されるため、アン
テナと受信機間の経路長差によって生ずるマルチパス効
果のため受信機での受信信号品質が大幅に劣化する。一
方、同一周波数帯を使用する場合に於いて、図６の方式
では同一周波数帯でオムニアンテナ用と通信アンテナ用
に異なった二つの受信周波数を指定しているため各アン
テナ毎に受信機が搭載され重量、電力及び価格を増大さ
せる。

【００１１】この発明はオムニアンテナ用と通信用アン
テナ用に異なった二つの受信周波数を指定し、受信切替
スイッチ又は受信カップラに代えて両周波数を低損失で
合波する受信ダイプレクサを搭載し、いずれの周波数も
局部発振周波数の切替えを行うことなく共通に受信復調
出来る受信機を搭載することにより、重量、電力及び価
格の増加、マルチパス効果による信号品質劣化、スイッ
チの単一故障による信頼性低下を防ぐことを目的として
いる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明による追跡管制装置は同一周波数帯での割
当て周波数の上端の周波数を通信用アンテナ用に、下端
の周波数をオムニアンテナ用に使用し、通信用アンテナ
とオムニアンテナの出力に低損失で二周波を合波する受
信ダイプレクサとイメージ周波数除去フィルターを取り
除いて上端の周波数と下端の周波数を局部発振周波数を
切替えることなく共通に受信復調できる受信機を搭載す
ることにより切替えスイッチ、受信カップラが不用とな
りスイッチの単一故障による信頼性の低下、アンテナと
受信機間の経路長差によって生ずるマルチパス効果のた
めの受信信号品質劣化を生じない。また、受信機のＲＦ
増幅器に続くイメージ周波数除去フィルターを取り除
き、同一局部発信器で周波数の切替えを行うことなく二
周波の信号を共通受信復調出来る様にしたため、１台の
受信機で信頼性の高いシステムが構成でき、かつ、重
量、電力及び価格の増加を招かない。

【００１３】また、この発明は、イメージ周波数除去フ
ィルターを取り除くことにより、イメージ周波数成分の
帯域雑音を受信して受信機雑音指数の上昇をきたすが、
これを防ぐため、ＲＦ増幅器の後にイメージ周波数関係
にある二周波の各帯域通過フィルターと信号の有無を検
出して信号経路を開閉するスケルチ回路を設け、受信さ
れていない周波数帯の雑音成分を遮断することにより、
局部発振周波数の切替えを伴わずに受信機雑音指数を上
昇させることなく両周波数の信号を共通に受信復調可能
にする。

【００１４】

【作用】この発明による追跡管制装置は受信ダイプレク
サとイメージ周波数除去フィルターを取り除いた受信機
を搭載することにより、受信機の局部発振周波数の切替
えを必要とせず、かつ、単一故障点による信頼性の低下
及びマルチパスの影響による受信信号品質の劣化を生じ
させない。また、受信機のイメージ周波数除去フィルタ
ーを取り除くことにより１台の受信機でシステムを構成
でき重量、電力及び価格の増加を招かない。

【００１５】また、受信機二つの周波数信号に対する各
帯域通過フィルターとスケルチ回路をミクサの前段に付
加し、受信されていない方のイメージ周波数帯域雑音電
力をスケルチ回路で検知して雑音電力を遮断することに
より、受信機の局部発振周波数の切替えを必要とせずに
受信機の雑音指数を悪化させることなく両信号周波数の
受信復調を可能にする。

【００１６】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す図であり、
同一周波数帯での割当て周波数の上端の周波数Ｆ１をオ
ムニアンテナ用に、下端の周波数Ｆ２を通信用アンテナ
用に使用し、オムニアンテナと通信用アンテナの出力に
低損失で二周波Ｆ１，Ｆ２を合波する受信ダイプレクサ
とイメージ周波数除去フィルターを取り除いて上端の周
波数Ｆ１と下端の周波数Ｆ２の二周波数信号を受信機の
局部発振周波数の切替えを必要とせずに共通に受信復調
できる受信機を搭載する追跡管制装置である。図におい
て、１は人工衛星の打上げ段階及び静止軌道上での姿勢
異常時に使用するオムニアンテナ、２は静止軌道上での
正常運用時に使用される通信系と共用する通信用アンテ
ナ、３はオムニアンテナからの周波数Ｆ１とテレメトリ
／レンジング周波数を分波する送受信ダイプレクサ、４
は周波数Ｆ１とＦ２を合波する受信カップラ、５は通信
系の周波数と周波数Ｆ２を分波する受信分波器、６は通
信系の周波数とテレメトリ／レンジング周波数を合波す
る送信合波器、７は周波数Ｆ１，Ｆ２を共通に受信復調
できるＦ１／Ｆ２受信機、８はテレメトリ／レンジング
周波数を変調送信するｆ１送信機、９はコマンド信号を
復号処理して制御信号を出力するコマンドデコーダ、１
０は機器の状態信号を符号化、編集するテレメトリエン
コーダである。

【００１７】図２はこの発明におけるＦ１／Ｆ２受信機
の詳細図であり、１１はＲＦ増幅器、１２はミクサ、１
３は局部発信器、１４は帯域制限フィルター、１５はＩ
Ｆ増幅器、１６は復調器、１７は低域制限フィルターで
ある。

【００１８】この実施例について動作、作用を説明す
る。オムニアンテナ１は人工衛星の打上げ段階及び静止
軌道上での姿勢異常時に、通信用アンテナ２は停止軌道
上での正常運用時に使用され、地球局からの追跡管制用
信号であるコマンド信号及びレンジング信号を受信す
る。オムニアンテナ１で受信された信号Ｆ１は送受信ダ
イプレクサ３で分波され、低損失で二周波Ｆ１，Ｆ２を
合波する受信ダイプレクサ４を経由してＦ１／Ｆ２受信
機７に入力され、ここでコマンド信号及びレンジング信
号が復調された後、コマンド信号はコマンドデコーダ９
で復号され指定された機器に制御信号を送出する。一
方、レンジング信号はｆ１送信機８でテレメトリエンコ
ーダ１０からのテレメトリ信号と共に変調され送信合波
器６を経てオムニアンテナ１から地球局に送信される。
通信用アンテナ２で受信された信号Ｆ２は受信分波器５
によって分波され受信ダイプレクサ４を経由してＦ１／
Ｆ２受信機７に入力され、ここでコマンド信号及びレン
ジング信号が復調された後、コマンド信号はコマンドデ
コーダ９で復号され指定された機器に制御信号を送出す
る。一方、レンジング信号はｆ１送信機８でテレメトリ
エンコーダ１０からのテレメトリ信号と共に変調され送
信合波器６を経て通信用アンテナ２から地球局に送信さ
れる。

【００１９】Ｆ１／Ｆ２受信機７では受信機のイメージ
周波数関係にある二周波信号を局部発振周波数の切替え
を必要とせずに共通に受信復調出来るよう、ＲＦ増幅器
１１の後に通常使用するイメージ周波数抑圧フィルター
を取り除いている。この二周波信号はＲＦ増幅器１１に
よって増幅され、ミクサ１２と局部発信器１３によって
共通のＩＦ周波数に変換される。周波数変換後、帯域制
限フィルター１４で信号の帯域制限を行い、ＩＦ増幅器
１５で増幅された後、復調器１６によって信号を復調
し、低域制限フィルター１７によってデータの信号対雑
音比を改善する。

【００２０】実施例２．図３はこの発明の実施例２を示
す図であり、イメージ周波数除去フィルターを取り除く
ことによる受信機雑音指数の上昇を防ぐため、ＲＦ増幅
器とミクサの間にイメージ周波数関係にある二周波の各
帯域通過フィルターと信号の有無を検出して信号経路を
開閉するスケルチ回路を設け、受信されていない方の周
波数の雑音成分を遮断することにより、受信機雑音指数
を上昇させることなく両周波数の信号を局部発振周波数
の切替えを必要とせずに共通に受信復調できる受信機で
ある。図において、１１はＲＦ増幅器、１８はＦ１周波
数帯通過フィルター、１９はＦ２周波数帯通過フィルタ
ー、２０はＦ１チャネル用のスケルチ回路、２１はＦ２
チャネル用のスケルチ回路、１２はミクサ、１３は局部
発信器、１４は帯域制限フィルター、１５はＩＦ増幅
器、１６は復調器、１７は低域制限フィルターである。

【００２１】この実施例について動作を説明する。図に
おいて、同一周波数帯でオムニアンテナ用に割当てられ
た上端の周波数Ｆ１と通信用アンテナ用に割当てられた
下端の周波数Ｆ２をイメージ周波数関係にする。オムニ
アンテナ１で受信された信号Ｆ１はＲＦ増幅器１１で増
幅され、Ｆ１周波数帯通過フィルター１８及びＦ２周波
数帯通過フィルター１９によって帯域制限される。Ｆ１
周波数帯通過フィルター１８の出力には信号成分の電力
が現れ、Ｆ２周波数帯通過フィルター１９の出力には雑
音成分のみの電力が現れる。後続のスケルチ回路２０で
は信号の有を検出して信号経路を閉にし、一方、スケル
チ回路２１では信号の無を検出して信号経路を開にす
る。このため、イメージ周波数関係にある信号Ｆ２帯の
雑音成分を遮断し雑音指数を増加させない。Ｆ１周波数
帯通過フィルター１８の出力はミクサ１２及び局部発信
器１３によってＩＦ帯に周波数変換され、帯域通過フィ
ルター１４で帯域制限した後、ＩＦ増幅器１５で所定の
レベルまで増幅される。増幅された信号は復調器１６に
より検波され、低域通過フィルター１７でデータの基本
周波数帯域まで帯域制限して信号対雑音比を改善する。

【００２２】

【発明の効果】この発明では以上の様に追跡管制装置を
構成したので、以下に示す様な効果が得られる。

【００２３】オムニアンテナ及び通信用アンテナからの
異なった二周波数の信号を低損失で合波する受信ダイプ
レクサと異なった二周波数の信号を局部発振周波数の切
替えを必要とせずに共通に受信復調できる受信機を搭載
することにより、アンテナと受信機間のスイッチが不用
となり、単一故障点による信頼性の低下を防げる。ま
た、アンテナと受信機間を受信カップラで結合しないた
め、両アンテナから同一信号が受信されないため、アン
テナと受信機間の経路長差に基づくマルチパスの影響に
よる受信信号品質の大幅な劣化を防ぐことができる。さ
らに、オムニアンテナ用と通信アンテナ用に異なった二
周波数帯で同一受信機が使用できるため重量、電力及び
価格を増大させることがない。

【００２４】受信機のＲＦ増幅器とミクサ間に二周波数
信号の各帯域通過フィルターとスケルチ回路を設けるこ
とにより、受信機の雑音指数を劣化させることなく異な
った二周波数の信号が局部発振周波数の切替えを必要と
せずに共通に受信復調できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を示す追跡管制装置のシ
ステム構成を示した図である。

【図２】 この発明の受信機の構成を示した図である。

【図３】 この発明の実施例２を示す追跡管制装置の受
信機の構成を示した図である。

【図４】 アンテナと受信機間にスイッチを設けた、従
来の追跡管制装置のシステム構成を示した図である。

【図５】 アンテナと受信機間を受信カップラで結合し
た従来の追跡管制装置のシステム構成を示した図であ
る。

【図６】 各アンテナと各受信機を独立に接続する従来
の追跡管制装置のシステム構成を示した図である。

【図７】 従来の受信機の構成を示した図である。

【符号の説明】

１ オムニアンテナ、２ 通信用アンテナ、３ 送受信
ダイプレクサ、４ 受信カップラ、５ 受信分波器、６
送信合波器、７ Ｆ１／Ｆ２受信機、８ ｆ１送信
機、９ コマンドデコーダ、１０ テレメトリエンコー
ダ、１１ ＲＦ増幅器、１２ ミクサ、１３ 局部発信
器、１４ 帯域通過フィルター、１５ ＩＦ増幅器、１
６ 復調器、１７ 低域通過フィルター、１８，１９
周波数帯通過フィルター、２０，２１ スケルチ回路、
２２ 切替えスイッチ、２３ 受信機、２４ 受信カッ
プラ、２５ 受信機、２６ 送信機、２７ イメージ周
波数Ｆ２抑圧フィルター。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人工衛星の遠隔監視制御に使用される追
   跡管制装置に於いて、オムニアンテナ用と通信アンテナ
   用に同一周波数帯でそれぞれ異なった二つの受信周波数
   を配分し、この二つの周波数信号を受信するオムニアン
   テナ及び通信用アンテナと、受信した二つの周波数信号
   を合波する受信ダイプレクサ及び局部発振周波数を切替
   えることなく二つの周波数信号を共通に受信復調できる
   受信機とを有する追跡管制装置。
2. 【請求項２】 上記受信機のミクサの前段に異なった二
   つの周波数信号をそれぞれ通過させる帯域通過フィルタ
   ーとこの帯域通過フィルターを経て出力される信号電力
   または雑音電力を検出し、その電力レベルを判定してミ
   クサへの出力ルートを開閉させるスケルチ回路によって
   雑音電力側のチャネルを遮断することにより、受信機の
   イメージ周波数成分雑音を取除き、雑音指数を劣化させ
   ることなく異なった二つの周波数信号を共通に受信復調
   するための受信機を有する請求項１記載の追跡管制装
   置。