JPH1123686A - 衛星追尾装置 - Google Patents

衛星追尾装置

Info

Publication number
JPH1123686A
JPH1123686A JP17793797A JP17793797A JPH1123686A JP H1123686 A JPH1123686 A JP H1123686A JP 17793797 A JP17793797 A JP 17793797A JP 17793797 A JP17793797 A JP 17793797A JP H1123686 A JPH1123686 A JP H1123686A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
satellite
antenna
signal
station
tracking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17793797A
Other languages
English (en)
Inventor
Manabu Matsushita
学 松下
Seijiro Oguri
清治郎 小栗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP17793797A priority Critical patent/JPH1123686A/ja
Publication of JPH1123686A publication Critical patent/JPH1123686A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速データ通信のためアンテナ利得を上げる
とともに、車載局の急激な動きに高速に衛星追尾を行
い、さらにシャドウイング後の速やかな衛星追尾及び通
信の復旧を可能にする。 【解決手段】 固定局からのパイロットSS信号31
は、通信衛星経由、車載局の高利得アンテナ1で受信さ
れる。通信断にならない程度に受信ビームを電気的に走
査し、アンテナ1で受信されたパイロットSS信号は、
中間周波数へ変換され、逆拡散復調器5で復調される。
受信ビームの指向特性は、移相制御器3からのON、O
FF信号で移相器2を制御し、一定周波数で切り換えて
追尾誤差信号を検出し、これをアンテナ駆動信号として
駆動モータ6に送ることにより、アンテナ1を衛星に指
向させる。一方、シャドウイング時は、衛星方向検出器
14と、GPS受信機15と、ジャイロ16で、アンテ
ナ1を衛星に指向させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、衛星追尾装置に関
し、特に、陸上移動体衛星通信システムの車載局に使用
される衛星追尾装置に関する。
【0001】
【従来の技術】図6は、従来の車載局に設置された衛星
追尾装置40の構成を示している。この衛星追尾装置4
0は、移動体となる車載局に搭載される。そして、衛星
追尾装置40は、低利得のアンテナ11と、自局の位置
(経度、緯度)を検出するGPS受信機15と、自局の
進行方向を検出するジャイロ16と、前記GPS受信機
15からの自局の位置情報と、前記ジャイロ16からの
自局の進行方向情報と、あらかじめ記憶されている衛星
の軌道位置情報をもとに自局から衛星を指向する方向を
計算する衛星方向検出器14と、前記衛星方向検出器1
4で計算された衛星方向に基づきアンテナ駆動信号を出
力するアンテナ制御器13と、前記駆動信号に従ってア
ンテナ11を駆動する駆動モータ6とを有している。
【0002】上記低利得アンテナ11は、具体的にはK
u帯において、送信利得が19dB、受信利得が18d
Bである。
【0003】本アンテナを用いて拡散変調を用いて伝送
するためには、データ速度が165bps程度と低速の
データしか伝送できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の衛星追尾装置の
問題点は、アンテナ利得が低いため、伝送内容が低速デ
ータのみに限られ、音声等の高速データ通信ができない
点にある。また、従来の衛星追尾装置の衛星の指向方向
が磁性体等の影響を強くうけるGPSや低感度特性のジ
ャイロに依存しているため、追尾精度が充分とれず、こ
のため、アンテナビームを広く(アンテナ利得を低く)
し、アンテナ指向方向の若干な変動にも対応できるよう
にする必要がある。
【0005】本発明は、上記問題を解決するため高速デ
ータ通信を可能とするためアンテナ利得を上げる(アン
テナビームを狭くする)とともに、車載局の急激な動き
に対して、衛星追尾が可能な高速な衛星追尾手段を提供
することを目的とする。さらに、トンネル内などの電波
を受信できない状態(シャドウイング)後の速やかな衛
星追尾及び通信の復旧を可能にする衛星追尾装置の提供
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の衛星追尾装置
は、衛星を自動追尾する衛星追尾装置において、高利得
のアンテナをビームスキャンしてスペクトラム拡散変調
されたパイロット信号を受けて得られた追尾誤差信号に
基づき衛星方向を検出し、シャドウイング時は自局の位
置と方位と衛星の軌道位置に基づき衛星方向を検出して
前記アンテナを前記衛星方向に駆動することを特徴とす
る。
【0007】また、スペクトラム拡散変調されたパイロ
ット信号を受ける高利得のアンテナと、前記アンテナの
ビーム位相を高速に制御する移相器と、前記移相器の出
力を中間周波数に変換する周波数変換器と、前記周波数
変換器の出力を逆拡散する逆拡散復調器と、前記逆拡散
復調器の出力若しくは自局の位置と方位を切り替えて衛
星の方向を検出し、アンテナ駆動信号を発生する駆動信
号発生器と、前記アンテナ駆動信号に基づき前記アンテ
ナを前記衛星方向に駆動する駆動モータとを有すること
を特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の衛星追尾装置の実
施の形態について、図1を参照して説明する。
【0009】本発明の衛星追尾装置20は、高利得で信
号を送受信するアンテナ1と、アンテナ1の移相を制御
する移相器2と、アンテナ1で受信し、移相器2を介し
てパイロットSS信号31を無線周波数から中間周波数
へ変換する受信周波数変換器4と、前記中間周波数信号
を逆拡散復調する逆拡散復調器5と、移相器の移相特性
を所定周期で制御する移相制御器3と、復調信号レベル
から衛星方向を検出し、アンテナ駆動信号19を発生す
る駆動信号発生回路10と、アンテナ駆動信号19に従
ってアンテナ1を駆動する駆動モータ6とを有してい
る。
【0010】また、駆動信号発生回路10は独立に自局
の位置と方位を検出するGPS受信機15とジャイロ1
6と、GPS受信機15とジャイロ16の出力を受け衛
星の軌道位置から衛星方向を計算する衛星方向検出器1
4と、逆拡散復調器5の出力と衛星方向検出器14の出
力を切り替える切替器17と、切替器17の出力を受け
アンテナ駆動信号19を出力するアンテナ制御器18か
らなる。
【0011】また、パイロットSS信号31としては、
無変調キャリアに対してSS変調されたものであり、通
信信号32のように別の1次変調信号やデータ変調され
たものではない。また、通信信号よりも高いレベルのパ
イロットSS信号31を用いて、通信信号を衛星追尾に
使用した場合よりも、高いS/Nにすることにより、信
号復調を高速化している。
【0012】次に、本発明の衛星追尾装置20の動作に
ついて、図面を参照して説明する。
【0013】図2は、本発明の衛星追尾装置20が用い
られる衛星ネットワーク30について示した図である。
本図において、衛星ネットワーク30は、パイロットS
S信号31を送信するパイロット送信局33と、通信信
号32を送受信する固定局34と、衛星36と、本発明
の衛星追尾装置20が搭載された車載局35とから構成
される。ここで、パイロット送信局33と固定局34と
は、異なる地球局の例で示したが、同一の地球局でパイ
ロットSS信号31の送信と通信信号32の送受信を行
うことができるのは勿論のことである。
【0014】パイロットSS信号31は、通信衛星36
を経由して、車載局35の高利得アンテナ1で受信され
る。アンテナ1の具体的な構成としては平面アレーアン
テナが用いられる。図3にアンテナ1の指向特性を示
す。すなわち、アンテナ素子1a,1bからなり、アン
テナ1の指向特性はこれ等アンテナ素子1a,1bの合
成指向特性で表わされ、図3の実線Aまたは点線Bで示
すファンビームを形成する。本図のごとく、アンテナ1
のAZ軸(図3では軸C)方向には鋭い指向性を有し、
これと直交するEL軸方向には広い指向性を有する。本
アンテナ1としては、図6のアンテナ11よりは高利得
なアンテナが形成され、例えば、Ku帯で送信利得30
dB、受信利得24.5dBのアンテナ利得が得られ
る。このため、約2400bpsのデータの送受信が可
能となる。
【0015】また、アンテナ1は、送信1面、受信4面
で構成される。受信のアレーアンテナには各々移相器2
が1枚取り付けられており、受信ビームは1面ずつ時計
回りに放射される。ビーム走査は、電子的にビームの位
相を制御できるため、高速な走査が可能であり、機械追
尾方式に比べ車載局の急激な変化に対応できる。
【0016】アンテナ1で受信されたパイロットSS信
号31は、受信周波数変換器4で無線周波数から中間周
波数に変換され、逆拡散復調器5に入力される。逆拡散
復調器5でベースバンド信号に変換された後、アンテナ
制御器18に入力される。なお、逆拡散復調器5の構成
については、例えばトリケップス社発行の「スペクトラ
ム拡散通信技術の基礎と応用」(中川正雄監修)の「第
5章同期の捕捉と保持」に記載されている。
【0017】受信ビームの指向特性は、移相制御器3か
らのON、OFF信号で移相器2を制御することによ
り、一定周波数で切り換えられる。このとき、図4に示
すように、衛星36がアンテナ中心軸からΔθずれてい
ると、ビーム1とビーム2との受信レベル差により変調
を生じる。この変調周波数は、ビーム切り換え周波数と
一致するため、アンテナ制御器18で、ビーム切り換え
信号でこの受信信号を同期検波することにより、追尾誤
差信号が取り出せる。この信号レベルは、ビームのレベ
ル差であるからビーム近傍では、中心からのずれ角Δθ
の大小関係と一致し、この誤差信号のレベルより、アン
テナ1の衛星からのズレ角がわかる。
【0018】一方、位相の変動からずれている方向が判
断でき、これをアンテナ駆動信号19として駆動モータ
6に送ることにより、アンテナ1を衛星に指向させるこ
とができる。
【0019】一方、シャドウイング時は、GPS受信機
15からの自局の位置情報と、ジャイロ16からの自局
の進行方向情報と、衛星方向検出器14に記憶されてい
る衛星36の軌道位置情報から、自局から衛星36を指
向する方向(方位角と仰角)を計算する。計算値はアン
テナ制御器18に入力され、この値に基づいてアンテナ
駆動信号19を駆動モータ6に出力し、アンテナ1を衛
星方向に駆動させる。
【0020】一定時間のシャドウイングが終わり、衛星
が再び視野に入ると、アンテナ1は衛星方向を指向して
いるため、パイロットSS信号31はある時間の後受信
される。逆拡散復調器5では、拡散符号の同期が保持さ
れているため、速やかにパイロットSS信号31の再同
期が行われ、上記同様にアンテナ1を衛星に指向させる
ことができる。
【0021】本実施の形態では、パイロットSS信号3
1の高速引き込みの点から、図5に示すように、通信信
号とは別のパイロットSS信号31を用意し、パイロッ
トSS信号31のフレームフォーマットを拡散変調のみ
にし、かつそのレベルを他のキャリアより高く(S/N
を高く)設定する。通信信号32を追尾に使用する場
合、拡散変調と1次変調が一定の割合で混在するフレー
ムフォーマットのため、追尾用の逆拡散復調が完全に終
了する前に1次変調が始まると逆拡散復調が正常に行わ
れず、次の拡散変調部分で再度同期をとる必要があり、
同期時間の遅延になる。一方、拡散変調のみの場合、先
の問題は発生せず1回の逆拡散復調で同期が可能にな
る。
【0022】通常、切替器17は自動に設定されてお
り、パイロットSS信号31による衛星追尾を優先す
る。パイロットSS信号31が一定時間、一定レベルで
受信できない時は、自動的に衛星方向検出器14が計算
した衛星方向にアンテナ1を指向させる。パイロットS
S信号31が一定時間、一定レベルで受信されると、再
びパイロットSS信号31による追尾に戻る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、パイロッ
トSS信号とGPS受信機とジャイロの併用により、追
尾精度の高い衛星追尾が可能になり、高利得アンテナが
使用できるため車載局で音声等の高速データ通信が行え
る効果を有している。
【0024】さらに、本発明は、通信断にならない程度
に電気的にアンテナビームを走査し、受信レベルが最大
になる方向にアンテナを指向させるため、機械式追尾に
比べ高速追尾が可能であり、機械的にもシンプルな装置
にすることができる。従って、車載局の急激な動きに追
従できる効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の衛星追尾装置の実施の形態を示す系統
図である。
【図2】本発明の衛星追尾装置を用いる衛星ネットワー
クを示す図である。
【図3】図1のアンテナ1の指向特性を示す図である。
【図4】図1の受信電波の到来方向とアンテナ受信出力
レベルの関係を示す図である。
【図5】図1のパイロット信号のフレームフォーマット
を示す図である。
【図6】従来の衛星追尾装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 高利得アンテナ 2 移相器 3 移相制御器 4 受信周波数変換器 5 逆拡散復調器 6 駆動モータ 11 低利得アンテナ 13 アンテナ制御器 14 衛星方向検出器 15 GPS受信機 16 ジャイロ 17 切替器 18 アンテナ制御器 19 アンテナ駆動信号 31 パイロットSS信号 32 通信信号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 衛星を自動追尾する衛星追尾装置におい
    て、 高利得のアンテナをビームスキャンしてスペクトラム拡
    散変調されたパイロット信号を受けて得られた追尾誤差
    信号に基づき衛星方向を検出し、シャドウイング時は自
    局の位置と方位と衛星の軌道位置に基づき衛星方向を検
    出して前記アンテナを前記衛星方向に駆動することを特
    徴とする衛星追尾装置。
  2. 【請求項2】 スペクトラム拡散変調されたパイロット
    信号を受ける高利得のアンテナと、前記アンテナのビー
    ム位相を高速に制御する移相器と、前記移相器の出力を
    中間周波数に変換する周波数変換器と、前記周波数変換
    器の出力を逆拡散する逆拡散復調器と、前記逆拡散復調
    器の出力若しくは自局の位置と方位を切り替えて衛星の
    方向を検出し、アンテナ駆動信号を発生する駆動信号発
    生器と、前記アンテナ駆動信号に基づき前記アンテナを
    前記衛星方向に駆動する駆動モータとを有することを特
    徴とする衛星追尾装置。
  3. 【請求項3】 前記アンテナは、2素子の平面アレーア
    ンテナを用い電子的にビームスキャンすることを特徴と
    する請求項1、2記載の衛星追尾装置。
  4. 【請求項4】 前記駆動信号発生器は、自局の位置を検
    出するGPS受信機と、自局の方位を検出するジャイロ
    と、前記GPS受信機と前記ジャイロの出力を受け前記
    衛星の軌道位置から衛星方向を計算する衛星方向検出器
    と、前記逆拡散復調器の出力と前記衛星方向検出器の出
    力を切り替える切替器と、前記切替器の出力を受けアン
    テナ駆動信号を出力するアンテナ制御器とを有すること
    を特徴とする請求項2記載の衛星追尾装置。
  5. 【請求項5】 前記パイロット信号は、無変調キャリア
    をスペクトラム拡散変調したものであり、その出力レベ
    ルは通信用の信号よりも高いレベルであることを特徴と
    する請求項1、2記載の衛星追尾装置。
  6. 【請求項6】 前記切替器は、前記パイロット信号が受
    信できる場合は前記パイロット信号を受けて得られた追
    尾誤差信号に基づきアンテナ駆動を行い、前記パイロッ
    ト信号が一定時間、一定レベル受信できない場合には、
    前記自局の位置と方位と衛星の軌道位置に基づき前記ア
    ンテナ駆動を行うように自動的に切り替えられることを
    特徴とする請求項1、2記載の衛星追尾装置。
JP17793797A 1997-07-03 1997-07-03 衛星追尾装置 Pending JPH1123686A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17793797A JPH1123686A (ja) 1997-07-03 1997-07-03 衛星追尾装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17793797A JPH1123686A (ja) 1997-07-03 1997-07-03 衛星追尾装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1123686A true JPH1123686A (ja) 1999-01-29

Family

ID=16039682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17793797A Pending JPH1123686A (ja) 1997-07-03 1997-07-03 衛星追尾装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1123686A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000223922A (ja) * 1999-01-29 2000-08-11 Dx Antenna Co Ltd 衛星追尾装置
WO2001002874A1 (en) * 1999-07-02 2001-01-11 Kvh Industries, Inc. Antenna attitude determination by averaging gyros signals against phase signals
KR100456909B1 (ko) * 2002-09-23 2004-11-10 한국항공우주연구원 비행종단시스템용 명령발생기
KR100653937B1 (ko) 2003-05-23 2006-12-08 주식회사 케이엠더블유 안테나 시스템에 채용되는 안테나 어레이 빔 가변용 구동장치
CN104122897A (zh) * 2014-07-07 2014-10-29 江苏中寰卫星导航通信有限公司 一种卫星信号自动跟踪器
CN113300757A (zh) * 2021-05-27 2021-08-24 上海埃威航空电子有限公司 低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000223922A (ja) * 1999-01-29 2000-08-11 Dx Antenna Co Ltd 衛星追尾装置
WO2001002874A1 (en) * 1999-07-02 2001-01-11 Kvh Industries, Inc. Antenna attitude determination by averaging gyros signals against phase signals
US6441779B1 (en) 1999-07-02 2002-08-27 Kvh Industries, Inc. System and method of carrier-phase attitude determination
KR100456909B1 (ko) * 2002-09-23 2004-11-10 한국항공우주연구원 비행종단시스템용 명령발생기
KR100653937B1 (ko) 2003-05-23 2006-12-08 주식회사 케이엠더블유 안테나 시스템에 채용되는 안테나 어레이 빔 가변용 구동장치
CN104122897A (zh) * 2014-07-07 2014-10-29 江苏中寰卫星导航通信有限公司 一种卫星信号自动跟踪器
CN113300757A (zh) * 2021-05-27 2021-08-24 上海埃威航空电子有限公司 低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106954223B (zh) 一种动中通端站系统及动中通端站系统的通信方法
US7474898B2 (en) Mobile station controlling antenna directionality
US5945949A (en) Mobile station position determination in a wireless communication system
JPH1070502A (ja) 指向性制御アンテナ装置
EP2148447A1 (en) Obstacle detector, wireless receiver, wireless transmitter, and wireless communication system
JP2006333069A (ja) 移動体用アンテナ制御装置およびアンテナ制御方法
KR100499291B1 (ko) 위치 결정 수단을 가진 무선 통신 장치 및 시스템
JPH1123686A (ja) 衛星追尾装置
US20240048206A1 (en) Transceiver, wireless communication system and wireless communication method
JP4222245B2 (ja) 移動体通信装置
JP2002217804A (ja) アダプティブアレイアンテナ装置
JP2002141853A (ja) 無線通信装置
JP3732151B2 (ja) 車載中継局の衛星捕捉システム及び車載中継局の衛星捕捉方法
JPH11154816A (ja) 車載用アンテナ装置
JP3226455B2 (ja) 無線通信路リンクアップシステム
JP2001102995A (ja) Gpsを用いた移動無線空中線制御システム
JP2943683B2 (ja) 移動体衛星通信及び地上セルラー通信を用いる移動体通信システム
JPS58186810A (ja) 宇宙船速度決定装置
JPH09233564A (ja) 遠隔操縦用アンテナ制御システム
JP2000059281A (ja) 衛星通信システム
JPH11186828A (ja) 方位自動調整型高利得アンテナシステム
JP2569576B2 (ja) 間歇駆動送信機
JP4058248B2 (ja) 通信端末制御方法、及び通信端末装置、並びに、移動通信システム、プログラム、及び記録媒体
JP3895455B2 (ja) アンテナシステム
JPH04307803A (ja) アンテナ自動追尾装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000111