JPH10336070A - 人工衛星のアンテナ切替装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人工衛星がどのような姿勢の場合でも、低損
失で送受信する。 【解決手段】 開示される人工衛星のアンテナ切替装置
は、供給された信号を所定の電力分配比で分配して出力
する電力分配器６と、各出力端が送・受分波器２ａ，２
ｂを介してアンテナ１ａ，１ｂに接続され、各第１の入
力端が電力分配器６の第１及び第２の出力端にそれぞれ
接続されたサーキュレータ１２ａ，１２ｂと、送信信号
を、人工衛星が不安定な姿勢の場合には、入力接点Ｔｄ
及び出力接点Ｔｃを介して電力分配器６に供給し、人工
衛星が安定した姿勢の場合には、入力接点Ｔｄ及び出力
接点Ｔａ又はＴｂを介して高い利得を有するアンテナ１
ａ又は１ｂに対応したサーキュレータ１２ａ又は１２ｂ
のいずれかの第２の入力端に供給する切替器１１とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、人工衛星のアン
テナ切替装置に係り、特に、テレメトリ信号の送信やコ
マンド信号の受信のためのアンテナを複数搭載している
人工衛星において、人工衛星の姿勢に応じて複数のアン
テナへの給電経路を切り替える人工衛星のアンテナ切替
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレメトリ信号の送信やコマンド信号の
受信のためのアンテナを複数搭載している大型の人工衛
星においては、地上より打ち上げてから宇宙空間で太陽
電池パドルを展開するまでの間は、その姿勢が不安定で
あり、ある程度のスピンレートで回転していることが多
い。一方、太陽電池パドル展開後においては、人工衛星
の姿勢は安定しており、ほとんど回転しない。

【０００３】このように、その置かれた状況に応じて異
なる姿勢をとる人工衛星においては、図６に示すよう
に、送信時に、切替器３によりアンテナ１ａ又は１ｂの
いずれかを選択して送・受分波器２ａ又は２ｂを介し
て、送信機５からの送信信号をアンテナ１ａ又は１ｂに
供給する構成では、太陽電池パドルが展開するまでの姿
勢が不安定な状態において一方向に偏ったアンテナパタ
ーンとなってしまうので、送信感度をよくするために
は、切替器３の切り替えを頻繁に行わなければならない
という欠点がある。なお、図６において、４ａ，４ｂは
受信機である。そこで、従来から、太陽電池パドルが展
開するまでの状態で全方向に対し均等のアンテナパター
ンを得るために、図７に示すように、電力分配器６を介
してアンテナ１ａ，１ｂに等振幅の電力を供給してい
る。図７において、図６の各部に対応する部分には同一
の符号を付して、その説明を省略する。

【０００４】また、特開平７−３０４７０号公報には、
以下に示す技術が開示されている。すなわち、図８に示
すように、アンテナ１ａ及び１ｂによってそれぞれ受信
されたコマンド信号は、電力分配器６ａ及び６ｂにより
分配された後、分配された各一方の信号は電力合波器７
により合波されて合波信号となり、入力接点Ｔｂから切
替器８に入力する。また、電力分配器６ａ及び６ｂによ
り分配された各他方の信号は、それぞれ入力接点Ｔａ及
びＴｃから切替器８に入力する。これにより、オンボー
ド・コンピュータ１０からの選択信号によって選択され
た信号が切替器８の出力接点Ｔｄから出力され、受信機
４によって復調された後、コマンド・デコーダ９により
コマンドがデコードされる。オンボード・コンピュータ
１０は、アップリンク検出時には入力接点Ｔｂから供給
される合波信号を受信機４に供給し、その後は、受信機
４から供給される受信感度を示すＡＧＣ信号のレベルと
基準レベルとを比較し、受信感度のよいアンテナ１ａ又
は１ｂによって受信された信号を選択すべく選択信号を
切替器８に供給する。この技術によれば、アップリンク
を複数のアンテナを用いて広範囲で検出できると共に、
常に高感度でコマンド信号の受信が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示す
従来の人工衛星のアンテナ切替装置においては、人工衛
星の姿勢が安定な状態でも電力分配器６を介してアンテ
ナ１ａ，１ｂに等振幅の電力を供給しているので、送信
する必要のない方向へも常に電波が放射され、その分利
得の損失があるという欠点があった。また、図８に示す
従来の人工衛星のアンテナ切替装置においては、受信信
号が常に電力分配器６ａ，６ｂを通過するため、これら
の分配比に応じた分配損が生じてしまうという問題があ
った。

【０００６】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、人工衛星の姿勢がどのような状態の場合でも、
低損失で送受信できる人工衛星のアンテナ切替装置を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明に係る人工衛星のアンテナ切替
装置は、供給された信号を所定の電力分配比で所定数に
分配して出力する電力分配器と、人工衛星に搭載された
複数のアンテナに対応して設けられ、出力端が対応する
アンテナに接続され、第１の入力端が上記電力分配器の
いずれかの出力端に接続された複数のサーキュレータ
と、送信信号を、上記人工衛星が不安定な姿勢の場合に
は、上記電力分配器に供給し、上記人工衛星が安定した
姿勢の場合には、高い利得を有するアンテナに接続され
たサーキュレータの第２の入力端に供給する切替器とを
備えてなることを特徴としている。

【０００８】また、請求項２記載の発明に係る人工衛星
のアンテナ切替装置は、人工衛星に搭載された複数のア
ンテナに対応して設けられ、対応するアンテナによって
受信された信号を受信側に供給すると共に、送信すべく
供給された信号を対応するアンテナに給電する複数の送
・受分波器と、供給された信号を所定の電力分配比で所
定数に分配する電力分配器と、上記複数の送・受分波器
に対応して設けられ、出力端が対応する送・受分波器の
入力端に接続され、第１の入力端が上記電力分配器のい
ずれかの出力端に接続された複数のサーキュレータと、
入力接点が送信機の出力端に接続され、第１の出力接点
が上記電力分配器の入力端に接続され、他の出力接点が
上記複数のサーキュレータの第２の入力端のいずれかに
接続された切替器と、上記切替器の上記入力接点を、上
記人工衛星が不安定な姿勢の場合には、上記第１の出力
接点と接続させ、上記人工衛星が安定した姿勢の場合に
は、高い利得を有するアンテナに対応したサーキュレー
タの第２の入力端に接続された出力接点と接続させる制
御装置とを備えてなることを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の態様について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図１はこの発明の一実施例である人工
衛星のアンテナ切替装置の電気的構成を示すブロック図
であり、この図において、図７の各部に対応する部分に
は同一の符号を付け、その説明を省略する。この図に示
す人工衛星のアンテナ切替装置においては、電力分配器
６と送・受分波器２ａとの間にサーキュレータ１２ａ
が、電力分配器６と送・受分波器２ｂとの間にサーキュ
レータ１２ｂが新たに設けられている。電力分配器６
は、その第１の出力端とサーキュレータ１２ａの第１の
入力端と接続され、その第２の出力端とサーキュレータ
１２ｂの第１の入力端と接続されている。

【００１０】また、送信機５と電力分配器６との間に切
替器１１が新たに設けられている。切替器１１は、その
入力接点Ｔｄが送信機５の出力端と接続され、その出力
接点Ｔａがサーキュレータ１２ａの第２の入力端に接続
され、その出力接点Ｔｂが電力分配器６の入力端に接続
され、その出力接点Ｔｃがサーキュレータ１２ｂの第２
の入力端に接続されている。送・受分波器２ａ，２ｂ
は、サーキュレータやダイプレクサ等の低損失のものを
用いる。

【００１１】次に、上記構成の人工衛星のアンテナ切替
装置を用いてテレメトリ信号を送信する場合の動作につ
いて、図２に示すフローチャート及び図３〜図５に示す
ブロック図を参照して説明する。まず、図示せぬ制御装
置は、図２のステップＳ１へ進み、人工衛星の姿勢が安
定しているか否かを判断する。この判断は、例えば、人
工衛星の回転速度を検出するセンサ（図示略）の出力信
号に基づいて行う。ステップＳ１の判断結果が「ＮＯ」
の場合、すなわち、現在、人工衛星が地上より打ち上げ
られてから宇宙空間で太陽電池パドルを展開する前の状
態にあり、上記センサの出力信号から人工衛星が所定の
スピンレートで回転していると判断した場合には、ステ
ップＳ２へ進む。

【００１２】ステップＳ２では、図３に示すように、切
替器１１の入力接点Ｔｄを出力接点Ｔｃへ接続する。こ
れにより、送信機５から出力されたテレメトリ信号は、
切替器１１の入力接点Ｔｄ及び出力接点Ｔｃを介して電
力分配器６へ入力されるので、電力分配器６によって所
定の電力分配比で分配される。従って、電力分配器６の
第１の出力端から出力されたテレメトリ信号は、サーキ
ュレータ１２ａ及び送・受分波器２ａを介してアンテナ
１ａに給電される。一方、電力分配器６の第２の出力端
から出力されたテレメトリ信号は、サーキュレータ１２
ｂ及び送・受分波器２ｂを介してアンテナ１ｂに給電さ
れる。これにより、全方向に対し均等のアンテナパター
ンが得られる。

【００１３】一方、ステップＳ１の判断結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合、すなわち、現在、人工衛星の太陽電池パド
ルが展開されており、上記センサの出力信号から人工衛
星の姿勢が安定していると判断した場合には、ステップ
Ｓ３へ進む。ステップＳ３では、アンテナ１ａの利得Ａ
1aがアンテナ１ｂの利得Ａ1bより高いか否かを判断す
る。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ
４へ進む。ステップＳ４では、図４に示すように、切替
器１１の入力接点Ｔｄを出力接点Ｔａへ接続する。これ
により、送信機５から出力されたテレメトリ信号は、切
替器１１の出力接点Ｔｄ及び入力接点Ｔａを介して出力
されるので、サーキュレータ１２ａ及び送・受分波器２
ａを介してアンテナ１ａに給電される。

【００１４】一方、ステップＳ３の判断結果が「ＮＯ」
の場合、すなわち、アンテナ１ｂの利得Ａ1bがアンテナ
１ａの利得Ａ1a以下の場合には、ステップＳ５へ進む。
ステップＳ５では、図５に示すように、切替器１１の入
力接点Ｔｄを出力接点Ｔｂへ接続する。これにより、送
信機５から出力されたテレメトリ信号は、切替器１１の
入力接点Ｔｄ及び出力接点Ｔｂを介して出力されるの
で、サーキュレータ１２ｂ及び送・受分波器２ｂを介し
てアンテナ１ｂに給電される。

【００１５】また、地上から送信されたコマンド信号を
受信する場合には、アンテナ１ａによって受信されたコ
マンド信号は、送・受分波器２ａを介して受信機４ａに
供給され、アンテナ１ｂによって受信されたコマンド信
号は、送・受分波器２ｂを介して受信機４ｂに供給され
る。

【００１６】このように、この例の構成によれば、人工
衛星の姿勢が安定している場合には、送信信号が電力分
配器６を介さず直接選択されたアンテナ１ａ、あるいは
１ｂに給電され、人工衛星の姿勢が不安定の場合には、
送信信号が電力分配器６を介してアンテナ１ａ及び１ｂ
に同時に給電されるので、いずれの場合にも、損失の少
ない給電経路を選択することができる。また、人工衛星
の姿勢不安定時に切替器１１を頻繁に切り替える必要が
ない。また、上記構成によれば、アンテナ１ａ，１ｂ端
における送信信号の合成にサーキュレータを用いている
ため、切替器の個数を減らすことができると共に、損失
が少なく、トータルシステムとしての信頼度をあげるこ
とができる。

【００１７】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述
の実施例においては、説明を簡単にするために、人工衛
星に２本のアンテナ１ａ，１ｂが搭載された例を示した
が、これに限定されず、この発明は、さらに多くのアン
テナが搭載された人工衛星にも適用できることはいうま
でもない。この場合、電力分配器は、全てのアンテナの
本数分均等に分配するのではなく、それらのうちの何本
かのアンテナの本数分分配してもよいし、全てのアンテ
ナの本数分分配するにしても、分配比をアンテナによっ
て変えてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の人工衛
星のアンテナ切替装置によれば、送信信号を、人工衛星
が不安定な姿勢の場合には、電力分配器を用いて所定の
電力分配比で複数のアンテナに供給し、人工衛星が安定
した姿勢の場合には、高い利得を有するアンテナに供給
するように切替器で切り替えるべく構成したので、人工
衛星がどのような姿勢の場合でも、低損失で送受信でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である人工衛星のアンテナ
切替装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】同人工衛星のアンテナ切替装置の動作を表すフ
ローチャートである。

【図３】同人工衛星のアンテナ切替装置の動作を説明す
るためのブロック図である。

【図４】同人工衛星のアンテナ切替装置の動作を説明す
るためのブロック図である。

【図５】同人工衛星のアンテナ切替装置の動作を説明す
るためのブロック図である。

【図６】従来における人工衛星のアンテナ切替装置の第
１の構成例を示すブロック図である。

【図７】従来における人工衛星のアンテナ切替装置の第
２の構成例を示すブロック図である。

【図８】従来における人工衛星のアンテナ切替装置の第
３の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ アンテナ ２ａ，２ｂ 送・受分波器 ４ａ，４ｂ 受信機 ５ 送信機 ６ 電力分配器 １１ 切替器 １２ａ，１２ｂ サーキュレータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給された信号を所定の電力分配比で所
   定数に分配して出力する電力分配器と、 人工衛星に搭載された複数のアンテナに対応して設けら
   れ、出力端が対応するアンテナに接続され、第１の入力
   端が前記電力分配器のいずれかの出力端に接続された複
   数のサーキュレータと、 送信信号を、前記人工衛星が不安定な姿勢の場合には、
   前記電力分配器に供給し、前記人工衛星が安定した姿勢
   の場合には、高い利得を有するアンテナに接続されたサ
   ーキュレータの第２の入力端に供給する切替器とを備え
   てなることを特徴とする人工衛星のアンテナ切替装置。
2. 【請求項２】 人工衛星に搭載された複数のアンテナに
   対応して設けられ、対応するアンテナによって受信され
   た信号を受信側に供給すると共に、送信すべく供給され
   た信号を対応するアンテナに給電する複数の送・受分波
   器と、 供給された信号を所定の電力分配比で所定数に分配する
   電力分配器と、 前記複数の送・受分波器に対応して設けられ、出力端が
   対応する送・受分波器の入力端に接続され、第１の入力
   端が前記電力分配器のいずれかの出力端に接続された複
   数のサーキュレータと、 入力接点が送信機の出力端に接続され、第１の出力接点
   が前記電力分配器の入力端に接続され、他の出力接点が
   前記複数のサーキュレータの第２の入力端のいずれかに
   接続された切替器と、 前記切替器の前記入力接点を、前記人工衛星が不安定な
   姿勢の場合には、前記第１の出力接点と接続させ、前記
   人工衛星が安定した姿勢の場合には、高い利得を有する
   アンテナに対応したサーキュレータの第２の入力端に接
   続された出力接点と接続させる制御装置とを備えてなる
   ことを特徴とする人工衛星のアンテナ切替装置。