JPS58178638A - 人工衛星による遠距離通信系 - 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】 本発明は人工衛星による遠距離通信システムに関する。

このようなシステムでは１群の地上ステーションが人工
衛星によシ情報を交換する。

これらのステーションの各々は特別なステーションに属
する搬走周波数の［！＆ｉｌＫより情報を送る。

第１ステーシヨンが＃に２ステーシヨンの情報を聞くこ
とを所望する場合、第１ステージｉンの受信装置を適当
な搬走周波数に前もって配置することが必要である。こ
の搬走周波数は、第２ステーシヨンが送る搬走周波数に
１人工衛星を介する第２ステーシヨンにより送られた波
のル過のための周波数偏移を加えることにより決定され
る。活性成分を含む人工衛星は同一周波数で受信し、再
伝送することが不可能であるという事実によりこの周波
数偏移が必要とされる。

理論値と較べ１人工衛星内で安定し九基準周波数を得る
ことが非常に困離であるため、この周波数偏移に関しド
リフトと呼ばれる一定の不正確さが見られる。このドリ
フ〜トはまた経時的Ｋ特に宇宙での人工衛星の配向状ｌ
ｌの関数として変化する。

異なるステーションによシ送られる情報を正確に受信す
る丸めには５各々のステーションの受信装置が常に、人
工衛星による様々な搬走波の再伝送の理論周波数でなく
実際の周波数に整調し得ることが必要であり、即ち常に
人工衛星ドリフトにｗｅｔしなければならない。

このため自動周波数制御システム（ＡＦＣシステム）を
有する様々なステーションの受信装ｆＩＩＬ１に提供す
ることが公知である。しかし、自動周波数制＃Ｌｌは５
ＣＰＣシステム（ｓｉｎｇｌｅ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｐｅ
ｒ　ｃａｒｒｉｅｒ　）のような人工衛星による遠距離
通信システムで用いられ得す、このシステムでは搬走波
は連続的にでなく、伝送されるべき情報がある場合にの
み伝送される。

このようなシステムでは、基準パイロットと呼ばれる完
全に安定し九発振器を有する中央ステーションと呼ばれ
る特別なステージ警ンを用いることが公知でおり、この
ステーションは周辺ステ−ジョンと呼ばれる他のステー
ションすべてにより受信される基準周波数を送る。周辺
ステーションには又児全に安定した発振器が与えられて
おり“。

従って常に人工衛星ドリフトを＃ｊ足し得、従って異な
る搬走波の人工衛星による実際の再伝送Ｊ！！ｉｌＩ仮
数に自動的に整調され得る。

し力・シこのような遠距離通信システムはすべてのステ
ーションでいくつかの完全に安定し九宛蛋器を必要とし
、従って費用が高くつくという欠点を有する。

従って本：＠明は、中央ステーション及び周辺ステーシ
ョンの伝送及び受信装置に簡単な変更を加えた結果、中
央ステーションに配置された１１！Ｉｆ！の完全に安定
した発振器のみを必要とする人工衛星による遠距離通信
システムに関する。

従って本発明は、搬走波０ｆｌｉＫよシ人工衛星を介し
て互いに通信し合う１個の中央ステーションとｎ個の周
辺ステーションを含む人工衛星にょの周辺ステーション
は搬走波の配分された周波数Ｆｉ、ｉ：＝１乃至ｎ、を
有し、中央ステーションは人工に星を介して周波数Ｆ、
を有する基準信号を周辺ステーションに送り、人工衛星
は受信した周波数Ｆ。と周波数偏移ΔＦとの代数加算を
おこない、また時間で変化し得る周波数ド１１７ＦＪＦ
を与え、中央ステーションは基準周波ａＦ・をδＦに比
例する信号に依存させるための手段を含み１人工衛星に
より再伝送された対応周波数は経時的に安定しているこ
とを％徴とする。

非制限的具体例と添付図面を参照して本発明を以下、Ｐ
細に説明する。

第１図に図式的に図示された人工衛星による遠距離通信
システムは人工衛ＭｉＺを介して互いに通信し合うｎ個
の周辺ステーション１．乃至１ｎｉ含む。

各々の周辺ステーション１ｉ（１は１からｎ筐で変化す
る）は周波数雀走波Ｆｉ　（２）ｆｉｌ　Ｋよｐ情報を
人工衛星２に伝送し１人工衛星はこの情報を搬走周波数
Ｆ′１＋δＦで１群のステーションに再伝送し、ここで
Ｆ’１−Ｆｌｕ人工衛Ｍ２によシ与えられた周波数偏移
ΔＦを六わし、δＦは人工衛星の瞬時ドリフトを表わす
。

ステーション１１からの情報を聞こうとする周辺ステー
ションは前もってそれらの受信装＃Ｉｔを庵波数Ｆ′ｌ
＋δＦＫＭ整しなければならず、このため人工衛星の瞬
時ドリフトδＦｔ−知らなければならない（周肢数偏移
ΔＦ＃′ｉ人工衛星を定義する固定値である）。この目
的のため中央ステーション３には完全に安定した基準／
Ｑイロットが設置される。

中央ステーション３は基準周波数Ｆ＠を伝送し、この基
準周波数は周波数偏移ΔＦ及び瞬時ドリフトδＦと共に
人工衛星２により１群のステーションに、特に中央ステ
ーション３に再伝送される。

本発明によると中央ステーＳ／ｉ１ン３は１人工衛星に
よシ再伝送された対応周波数Ｆ６が経時的に児全に安定
し、即ちドリフトを受けないような値に基準周波数Ｆ・
を依存させるための手段を有している。先行技術の場合
とは反則に、経時的に完全に安定しているのは中央ステ
ーション３によシ伝送され九基準周波数Ｆ・ではなく、
人工衛星により再伝送された対応周波数Ｆ＆である。周
辺ステーションは人工衛星から時間内で児全く安定して
いる周波数Ｆ４を受信し、従って周辺ステーションに完
全に安定した発振器を設置する必要はない。

しかし１周辺ステーションによる周波数Ｆ＆の受信だけ
では周辺ステージ曹ンに人工衛星の胸時ドリア）ＪＦの
情報を提供するのに充分ではない。

従って本発明では中央ステーション３は又１人工＃星の
瞬時ドリフ）ＪＦの数値を決めるための。

及び中央ステーション３によ）伝送された搬走波Ｆｏを
情報Ｊｌｉ”で賞詞するための手段を有する。相関的に
１周辺ステーション１１乃至１ｎは、受信された搬走波
Ｆ、に対応して人工衛ｊｉ２により再伝送された搬走波
Ｆ′ｏで受信された情報ＪＦを復調するための手段を有
する。

人工衛星２を介する周辺ステージ望ン１１により伝送さ
れた搬走波Ｆｉの通過中、Ｘ時ドリア）ＪＦは人工衛Ｍ
２によシ戻りに伝送された（Ｆｉ＋ムＦに等しい）対応
理論周波数Ｆ′ｌに代数的に加算される。

本発明によると、各々の周辺ステーション１１は又伝送
に先立ち、ステーションに配分された搬走爛波数Ｆｉで
復−された瞬時ドリフ）ＪＦを代数的に減算するための
手段を有する。従って人工衛星２を通過後、他の歳辺ス
テーションはドリフトを受けない理論搬走波Ｆ　／、で
周辺ステーションによシ送られ九情報を受信する。

第１図には中央ステージｗｙ３により１群の周辺ステー
ションＩＩ乃至１ｎに及び中央ステーション３に送られ
九波の経ｗ１ｔが点線で図示されている周辺ステージ曹
ントに送られ九波の経路を表わす。用いられ九搬滝周波
数はこれらの経路の各々に記入されている。

第２図は中央ステーションの具体例を図式的に示す。中
央ステーションは偏向送受切替器５を介して人工衛星に
送られるべき信号を受信し、人工衛星から受信し良信号
を供給するアンテナ４を含む。

中央ステージ１ンは又１人工衛生から受信した周波数（
約数ギガヘルツ）をより低い周波数帯（例えば数メガヘ
ルツ）に変換するための周波数変換段階６を有する。

周波数変換段階６はずフサ７を含んでおり、このミクサ
は一方では偏向送受切替器５により受信された信号を、
他方では局部発振器８により供給され良信号を受信する
。周波数変換段階６はまた低櫨フィルタ９を有しておシ
、このフィルタはミクサ７と周波数除算器ｌＯから出力
信号を受信し。

この除算器は低域フィルタ９から出力信号を受信する。

周波数除算器ｌＯの出力は周波数変換段階６の出力を構
成する。

中央ステーションは又、一方では周波数変換段階６から
出力信号を、他方では基準ノ（イロット１２により供給
された信号を受信する位相識別器１１ｔ−有する。

最仮に、中央ステーションは位相識別器１１の出力に接
続され九制御人力Ｃと変調人力Ｍが与えられ九ｆ調され
た発振器１３を有する。変調された発振器１３は人工衛
星に偏向送受切替器５に送られるべき信号を供給する。

局部発振器８には基＄／Ｑイロツ）１２の出力に接続さ
れた基準人力Ｒが与えられている。

発振器の基準入力と制御入力の概念を定義するため、局
部発振器又は合成器は本質的に位相ロッキングループを
含んでおり、このループは基準周波数を受信する第１人
力が与えられた比較器と、比較器出力に接続された入力
が与えられた電圧制御発振器と、電圧制御された発振器
の出力に接続された入力と第２比較器入力に接続された
出力と′−螢大入力が与えられた可変ランク除算器とを
有する。局部発振器を九は合成器の制御入力は可変ラン
ク除算器のｍｕ大入力意味するものと理解され、他方基
準入力は比較器の第１入力である。

ディジタル変調の場合、位相識別器１１の出力と変調さ
れ先発振器１３の変調入力間にアナログディジタル変換
器が配置される。

壓２図の中央ステーションは次のように作動する。

ＰＲは基準／Ｑイロット１２により供給された周波数で
あり、ＦＴは周波数変換Ｒ１！１ｉｆ６の出力で得られ
る周波数である。

周波数ＦＲは経時的に完全に安定している。しかし、中
央ステージ１ン３によシ伝送された周波数の制御がない
場合、中央ステーションにより人工衛星から受信された
周波数は経時的に完全に安定していない。周波数変換段
階の出力で祷られる周波数Ｆ丁のＮ密さは周波数除算器
の除算ランクにより除算された人工衛星から受信し先側
波数の精密さがある。前記段階の入力に存在する周波数
が完全に安定した周波数ＦＡである場合１周波ｓ＋！Ｆ
Ｒは周波数変換段Ｎ６の出力で得られる周波数に等しく
される。

システムがロックされるとき位相識別器１１の出力で１
人工衛星から実際に受信した信号と基準クロック間の位
相エラーを表わす信号が得られる。

人工衛星によシ再伝送された搬走周波数Ｆｉ完全に安定
した周波数Ｆｔに等しくなるようにこの発振器によシ伝
送され九搬走波の周波数を維持するため。

前記信号は変−された発振器１３の制御入力に適用され
、この場合位相識別器１１の出力で得られる変化は最小
である。

位相識別器１１の出力で得られる信号は人工衛星の＃１
４時ドリフ）ＪＦを懺わす。この九め１周辺ステーショ
ンにこのドリフトを伝えるため発振器１３によｐ伝送さ
れ九搬走波を変調するためにこの信号が用いられる。

第３図では周辺ステーションの具体例について説明する
。周辺ステーションはアンテナ１４を富んでおり、この
アンテナは偏向送受切替器１５を越えて人工衛星に伝送
されるべき信号を受信し、人工ｖ＃ｉ星から受信した信
号音供給する。

周辺ステーションはまた２つの周波数変換が連続してお
こなわれる周波数変換段階を有する。第１周波数変換は
ミクサ１６によりおこなわれ、このミクサは、一方では
偏向送受切替器１５により供給され良信号を、他方では
変調され先側波数合成器１７によｐ供給された信号を受
信し、この合成器は以下で説明するように伝送にも用い
られる。

ミクｔ１６の次には低域フィルタ１８が来る。第２周波
数変換はミクサ１９によりおこなわれ、このミクサは一
方では低域フィルタ１８により供給された信号を、他方
では局部発振器２０によシ供給された信号を受信する。

ミクサ１９の次には低域フィルタ２１が来る。

周辺ステーションは又有効信号復ｌｉＩ器と呼ばれる複
−器２２を有しており、この復調器は低域フィルタ２１
の出力で接続されており、別の周辺ステーションから受
信し、このステーションに配分され九搬走周波数のｇｉ
Ｌｉｔｓにより伝送された有効な情報を再生するのに役
立つ。

周辺ステーションは又ドリフト復調器と呼ばれる復ｖ！
４器２３を有しておジ、この復調器は低域フィルタ２１
の出力（″−接続されており、中央ステーションにより
供給された搬走周波数のｆｌＪ４１により伝送された人
工衛星ドリフト情報を再生するのに役立つ。復調器２３
０出力信号は変調された合成器１７と局部発振器２０と
の制御人力Ｃに適用される。

更に低域フィルタ２１によシ供給された信号は周波数除
算器２４を介して局部発振器２０と変調され九合成器１
７との基準人力Ｒに適用される。

胸辺ステーションにより伝送される有効な情報はｆｌｉ
ｉｌされた合成器１７のｆｖＩ４人力Ｍに適用される。

史に、変調された合成器１７が又第１周波数変換に対し
局部発振器として用いられる丸め、合成器１７の変調入
力に適用され九有効な情報は又、反局部効果を確保する
ため、即ち伝送され九情報の戻りを阻止するため、第１
周波数変換に対し用いられる局部発振器２０に適用され
る。

第３図に図示された周辺ステーションは次のように作動
する。中央ステーションにより伝送された搬走屑波数に
刺応して人工衛星によシ伝送され、人工衛星ドリフト情
報でｉｌｌされた完全に安定した搬走周波数Ｆ≦は１周
波数変換後、変調された合成器１７と局部発振器２０と
の基準人力Ｒに適用される。従って周辺ステーションで
生起された周波数は、前記周辺ステーションが基準ノｑ
イロットを有していないが、完全に安定している。

復ｉｉＩ！ｉ器２３の出力で得られる人工衛星ドリフト
情報はＫＷ４された合成器１７の制御人力Ｃに適用され
、この合成器では前記周辺ステージ１ンに配分された機
走周波数から（代数値で）減算される。

人工＃星を介しての通過中この機走周波数に同じドリフ
トが（代数値で）加算され、従って様々な周辺ステーシ
ョンは、ドリフトを受けないが１人工衛星により変位さ
れた機走周波数を受信する。

従って、他の周辺ステーションによシ伝送された情報を
確実に受信する丸め、各々の周辺ステーションの受信装
置を人工ａｍＫより再伝送された理論上の機走周波数に
鉤整することだけが必要とされる。

周辺ステーションで生起され先側波数ｔ−（人工９＃１
から受信した周波数と較べ）完全に安定した状態に維持
するため、瞬時ドリフ）ＪＰを局部発振器２０によプ生
起され先側波数に代数的に加算することが必要である。

復１ｉｌｉｌ器２３により供給されたドリフト情報が又
局部発振Ｗｉ２０の制−人力Ｃに適用されるのはこのた
めである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による人工衛星遠距離通信システムの図
式蚊明図、第２図は本発明による人工衛星遠距離通信シ
ステムの中央ステーションの図式図、第３図は本発明に
よる人工衛星遠路ｍＡ（Ｆｌシステムの周辺ステーショ
ンの図式図である。 ｌｌ−１ｎ・・・周辺ステーション、２・・・人工衛星
。 ３・・・中央ステーション、４・・・アンテナ、５・・
・偏向送受切替器、８・・・局部発振器。 ７・・・Ｚフサ、１１・・・位相識別器、１２・・・基
準パイロン　ト。　　　　　　　　　　　□、１＠入　
、４ッ、−４，工７工。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｌｌ　　厳走波の変胸により人工衛星を介して互いい
   に交信し合う１個の中央ステーションとｎ個の周辺ステ
   ーションとを含む人工衛星による遠距離通信システムで
   あり、各々の周辺ステーション＃ｉ搬走波の配分された
   周波数Ｆ１゜ｉ　＝　１乃至ｎ、を有してお９、中央ス
   テーションは人工衛星を介して周波数Ｆ。を有する基準
   信号を周辺ステーションに伝送し、人工衛ｊｌｔｉ受信
   した周波数Ｆ・と周波数偏移ΔＦとの代数加算をおこな
   い、また経時的に変化し得る周波数ドリフトδＦを与え
   、中央ステージ日ンは基準周波数ＦＯをδＦに比例する
   信号に依存させるための手段を含んでおり１人工鶴星に
   より再伝送された対応周波数は経時的に安定しているこ
   とを特徴とする人工衛星による遠距離通信７ステム。 （２１中央ステーションは前記信号を供給する人工衛星
   の瞬時ドリフ）ＪＦの数値を決める丸めの位相識別器と
   、基準周波数Ｆ＠をこのように数値が決定され九一時ド
   リフトδＦと変調するための手段とを含むことを特徴と
   する特許請求の範囲１８１項に記載のシステム。 （３）中央ステージ目ンにより伝送された基準周波数ｔ
   ｉ調するための手段は制御可能な周波数を有する発振器
   を含んでお９．この発振器は２個の入力を有する位相識
   別器の出力に接続された制御入力を有しており、位相識
   別器は一方では基準発振器によ）供給された完全に安定
   した周波数を、他方では中央ステーションにより伝送さ
   れ、周波数変換段階によりＫ換された基準周波数Ｆ６に
   対応して人工衛星によシ再伝送される周波数Ｆもを受信
   することを特徴とする特軒請求の範囲第２項に記載のシ
   ステム。 （４）各々の周辺ステーションは人工衛星の瞬時ドリフ
   トを復−し、更に伝送前に前記周辺ステーションに配分
   された搬走周波数Ｆｉがら人工衛星の瞬時ドリア）ＪＦ
   を代数的に減算するための手ｌｌ１Ｌを甘むことを特徴
   とする特許請求の範囲第３項に記載のシステム。 （５）各々の周辺ステーションは放出と受信用の周波数
   合成器を有しており、前記合成器は受信の丸め出力を有
   する前記周波数に換段階に連結されておシ、前記合成器
   は制御入力を有しており。 周波数ドリフトを復満し、伝送１１Ｋｊ１辺ステーショ
   ンに配分された搬走周波数Ｆ１から人工衛星の瞬時ドリ
   フトを代数的に減算するための手段はドリフト復調器を
   含んでおり、このドリフト復調器は周波数変換段階の出
   力で接続された入力と、周波数合成器の制御入力に接続
   された出力とを有することを特徴とする特許請求の範（
   ６）　　各々の周辺ステーションでは、前記周波数に換
   段階は２つの連続周波数変換をおこない、伝送に用いら
   れる周波数合成器はまたこれらの変換の１つに対し局部
   発振器として用いられ、前記周波数変換段階は制御入力
   を有する別の発振器を含んでおり、前記ドリフト復調器
   の出力はまた前記側の発振器の前記制御入力に接続され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の
   システム。 （力　周波数合成器と別の局部発振器とは各々の周辺ス
   テーションの周波数変換段階の出力に接続された基準入
   力を有していることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   に記載のシステム０