JPS6238042A - Laser communication equipment - Google Patents
Laser communication equipmentInfo
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- JPS6238042A JPS6238042A JP60177442A JP17744285A JPS6238042A JP S6238042 A JPS6238042 A JP S6238042A JP 60177442 A JP60177442 A JP 60177442A JP 17744285 A JP17744285 A JP 17744285A JP S6238042 A JPS6238042 A JP S6238042A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2587—Arrangements specific to fibre transmission using a single light source for multiple stations
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、宇宙空間における飛翔体間相互のレーザ通信
に用いて好適なレーザ通信装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser communication device suitable for use in laser communication between flying objects in outer space.
近年、宇宙空間における飛翔体間相互の、即ち衛星間相
互の通信を行なうために、レーザ通信が用いられようと
している。In recent years, laser communication has been used for mutual communication between flying objects in outer space, that is, between satellites.
現在、衛星間相互のレーザ通信を行なうために考えられ
ている方法として、レーザビームを発射する送信機能と
レーザビームを受光する受信機能とを備えたテレスコー
プを各衛星に搭載し、各々の送信ビームを掃引すること
により、レーザビームの捕捉およびボインティングを行
い、通信を継続させようとする方法が考えられている。Currently, a method being considered for mutual laser communication between satellites is to equip each satellite with a telescope that has a transmitting function to emit a laser beam and a receiving function to receive the laser beam. A method has been considered in which the laser beam is captured and pointed by sweeping the beam to continue communication.
しかしながら、このようなレーザ通信方法によると、各
衛星における姿勢制御が絶対空間に対し、α１度（角度
）の精度に入っていることが必要条件であり、万一、こ
の姿勢制御が０．１度の精度に入っていないと、地上に
おいてその通信状態をモニタすることができず、レーザ
ビームのボインティングの様子がどのようになっている
のかも分らない事態に陥ってしまう虞れがある。更に、
衛星間の距離が８５０００ Ｉｓ 、地上と衛星との間
の距離（高度）が３６０００−であれば、光が到達する
には夫々０．２８ ｓｅｃ 、０．１２ ｓｅｃ必要で
ちゃ、送信および受信が可能になったとしてもその情報
が地上に届くりイミノジは一致しない。したがって、レ
ーザビームのボインティングはずれが短期間に何回も発
生した様な場合は、特に混乱を招く虞れがある。However, according to such a laser communication method, it is a necessary condition that the attitude control of each satellite is within an accuracy of α1 degree (angle) with respect to absolute space. If the accuracy is not within 100 degrees, it will be impossible to monitor the communication status on the ground, and there is a risk that you will not be able to know how the laser beam is pointing. Furthermore,
If the distance between the satellites is 85,000 Is and the distance (altitude) between the ground and the satellite is 36,000 -, it takes 0.28 sec and 0.12 sec, respectively, for the light to reach the ground, so the transmission and reception are Even if it becomes possible, the information will not reach the ground and the iminoji will not match. Therefore, if the laser beam is out of focus many times in a short period of time, it may cause confusion.
また、従来、通信衛星のＲＦ受信機によるアンテナボイ
ンティングでは、地上局のビーコン信号波をボインティ
ングの基準信号としている。ところが、衛星間レーザ通
信の場合は、お互いに相手の送信ビームを基準信号とす
る必要がらり、片方の送・苫ビームがはずれると、同時
に反対側のボインティングの基準を失うということにな
る。つまり、片側のリンクがはずれることは両リングが
ダウンすることを意味する。Furthermore, conventionally, in antenna pointing using an RF receiver of a communication satellite, a beacon signal wave from a ground station is used as a reference signal for pointing. However, in the case of inter-satellite laser communication, each satellite needs to use the other's transmission beam as a reference signal, and if one side's transmission beam is out of alignment, the other side's pointing reference will be lost at the same time. In other words, a disconnection of one link means that both rings go down.
本来衛星間レーザ通信は、未だ実用化されておらず、し
たがって１０ 〜１０ 度（角度）のボインティング
精度を必要とするレーザビームの捕捉が、お互いの送受
信機によるビームの掃引だけで可能なのかどうかは不明
である。つまυ、レーザビームの捕捉が不確実なもので
あった。Originally, inter-satellite laser communication has not yet been put to practical use, so is it possible to capture a laser beam, which requires pointing accuracy of 10 to 10 degrees (angle), just by sweeping the beam with each other's transceiver? It is unclear whether Finally, the acquisition of the laser beam was uncertain.
本発明は、このような点に鑑みて表されたもので、レー
ザビームを発射する送信機能とレーザビームを受光する
受信機能とを有するテレスコープの発射するレーザビー
ムを、レーザ通信用反射鏡を用いて入射方向へ反射し、
この反射鏡によって反射されるレーザビームを前記テレ
スコープにおいて捕捉するようにしたものである。The present invention was developed in view of the above points, and it is possible to transmit a laser beam emitted by a telescope having a transmitting function for emitting a laser beam and a receiving function for receiving the laser beam using a reflector for laser communication. reflected in the incident direction using
The laser beam reflected by this reflecting mirror is captured by the telescope.
したがって、この発明のレーザ通信装置によると、レー
ザ通信用反射鏡の反射するレーザビームをテレスコープ
で捕捉し、レーザビームのボインティングを行なうこと
ができる。Therefore, according to the laser communication device of the present invention, the laser beam reflected by the laser communication reflector can be captured with a telescope and the laser beam can be pointed.
以下、本発明に係るレーザ通信装置を詳細に説明する。 Hereinafter, the laser communication device according to the present invention will be explained in detail.
第１図はとのレーザ通信装置の一実施例を示すシステム
構成図である。同図において、３および４は衛星１およ
び２に夫々載置されたテレスコープ、５および６は衛星
１および２の側壁面に作シ込まれたレーザ通信用反射鏡
である。テレスコープ３および４はレーザビームを発射
する送信機能とレーザビームを受光する受信機能とを備
えておυ、レーザ通信用反射鏡５および６はレーザビー
ムを入射方向へ反射するコーナキューブ構造の反射面を
有している。ここで、衛星１および２は高度３６０００
ムの宇宙空間にあシ、８５０００−を隔てて互いに対向
しているものとスル。今、テレスコープ３および４よシ
発射されるレーザビームを０．８５μｍの波長に選ぶと
、テレスコープ３から発射されるレーザビームＡは、８
５０００−彼方のテレスコープ４の受信端では直径２７
０ｍのレーザビームになる。したがってこのレーザビー
ムは衛星２０反反射鏡により入射方向と同方向へ反射さ
れ、反射されたレーザビームＢは同じビーム幅をもって
いるので、略同じ直径のレーザビームでテレスコープ３
へ戻ってくる。テレスコープ３に戻されたレーザビーム
Ｂは、このテレスコープ３の内部で捕捉され、この捕捉
されたレーザビームを基に、テレスコープ３の発射する
レーザビームをプレス１−ゴＡへ誼ψ１７７＋晃１４広
小ｓノ〜ノ尊ノ・ノ〃請１ヰなわれる。FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a laser communication device. In the figure, 3 and 4 are telescopes mounted on the satellites 1 and 2, respectively, and 5 and 6 are reflectors for laser communication built into the side walls of the satellites 1 and 2. The telescopes 3 and 4 have a transmitting function to emit a laser beam and a receiving function to receive the laser beam, and the laser communication reflectors 5 and 6 have a corner cube structure that reflects the laser beam in the direction of incidence. It has a surface. Here, satellites 1 and 2 are at an altitude of 36,000
There are two reeds in outer space, facing each other 85,000 feet apart. Now, if the laser beams emitted from telescopes 3 and 4 are selected to have a wavelength of 0.85 μm, the laser beam A emitted from telescope 3 will be 8
5000-diameter at the receiving end of telescope 4 at a distance of 27
It becomes a 0m laser beam. Therefore, this laser beam is reflected by the satellite 20 anti-reflector in the same direction as the incident direction, and the reflected laser beam B has the same beam width, so the telescope 3 is a laser beam with approximately the same diameter.
come back to. The laser beam B returned to the telescope 3 is captured inside this telescope 3, and based on this captured laser beam, the laser beam emitted by the telescope 3 is directed to the press 1 - Go A. 14th Hiroko and Small Schools No. 1 request has been made.
これと同様にして、テレスコープ４の発射するレーザビ
ームも衛星１のレーザ通信用反射鏡５により反射され、
テレスコープ４に戻され、捕捉すしてレーザビームのボ
インティングが行なわれる。In the same way, the laser beam emitted by the telescope 4 is also reflected by the laser communication reflector 5 of the satellite 1,
The laser beam is returned to the telescope 4, where it is captured and the laser beam is pointed.
第２図は、このレーザ通信装置の衛星１側におけるブロ
ック構成図である。Ｔはレーザ発振器、８は変調器、９
はサーキュレータ、１０はダイクロイックプリズム、１
１は捕捉用受光器、１２は偏光ドライバ、１３は偏光器
、１４はレンズ系、１５はカセグレインアンテナ、１６
は信号用受光器である。変調器８には、変調入力端子１
６を介して送信信号が入力されるようになっておシ、送
信信号が入力されていない状態、即ち送信開始前は、レ
ーザ発振器Ｔの送出するレーザビームを無変調でサーキ
ュレータ９を介してダイクロイックプリズム１０に送る
ようになっている。送信信号が入力された状態・、即ち
送信が開始された状態にあっては、この送信信号により
レーザ発振器７の送出するレーザビームが変調されサー
キコーレータ９を介してダイクロイックプリズム１０に
送られるようになっている。ダイクロイックプリズム１
０はサーキュレータ９を介して送られてくるレーザビー
ムを偏光器１３の方向へ反射し、偏光器１３に送られた
レーザビームはレンズ系１４、カセグレインアンテナ１
５へと送られた後宇宙空間へ発射されるようになってい
る。FIG. 2 is a block diagram of the laser communication device on the satellite 1 side. T is a laser oscillator, 8 is a modulator, 9
is a circulator, 10 is a dichroic prism, 1
1 is a capture light receiver, 12 is a polarization driver, 13 is a polarizer, 14 is a lens system, 15 is a Cassegrain antenna, 16
is a signal receiver. The modulator 8 has a modulation input terminal 1
The transmission signal is now input through the circulator 6, and when no transmission signal is input, that is, before the start of transmission, the laser beam sent out by the laser oscillator T is dichroically transmitted through the circulator 9 without modulation. It is designed to be sent to prism 10. When a transmission signal is input, that is, when transmission has started, the laser beam sent out by the laser oscillator 7 is modulated by this transmission signal and sent to the dichroic prism 10 via the circulator 9. ing. dichroic prism 1
0 reflects the laser beam sent through the circulator 9 in the direction of the polarizer 13, and the laser beam sent to the polarizer 13 is passed through the lens system 14 and the Cassegrain antenna 1.
After being sent to 5, it will be launched into space.
今、無変調のレーザビームをテレスコープ３より発射す
ると、即ちレーザビームＡを発射すると、第１図を用い
て説明したように、衛星２の反射鏡６により反射された
レーザビームＢが該テレスコープ３へ戻ってくる。この
戻ってきたレーザビームＢはカセグレインアンテナ１５
、レンズ系１４、偏光器１３を通過し、ダイクロイック
プリズム１０で反射されてサーキュレータ９に送られる
。サーキュレータ９に送られたレーザビームＢは捕捉用
受光器１１に到達し、ここで光信号から電気信号へと変
換され、偏光ドライバ１２へと送られる。Now, when an unmodulated laser beam is emitted from the telescope 3, that is, when the laser beam A is emitted, the laser beam B reflected by the reflector 6 of the satellite 2 is transmitted to the telescope 3. Return to scope 3. This returned laser beam B is connected to the Cassegrain antenna 15.
, a lens system 14, and a polarizer 13, and is reflected by a dichroic prism 10 and sent to a circulator 9. The laser beam B sent to the circulator 9 reaches the trapping light receiver 11, where the optical signal is converted into an electrical signal and sent to the polarization driver 12.
偏光ドライバ１２は、捕捉用受光器１１より電気信号が
送られてくるまで、即ちレーザビームＢが捕捉用受光器
１１にて捕捉されるまで、掃引を行ないレーザビームＢ
をサーチする。そして、一旦レーザビームＢが見つかる
と、捕捉用受光器１１より送出される電気信号を基に最
適ポイントのサーチを行々うトラックモードに入る。こ
のようにすることにより、レーザビームＡを確実にテレ
スコープ４へ送るためのボインティングが行なわれる。The polarization driver 12 sweeps the laser beam B until an electric signal is sent from the capturing receiver 11, that is, until the laser beam B is captured by the capturing receiver 11.
Search for. Once the laser beam B is found, a track mode is entered in which an optimum point is searched based on the electrical signal sent from the capturing light receiver 11. By doing this, pointing is performed to reliably send the laser beam A to the telescope 4.
つまり、衛星１から衛星２へのリンクが完成することに
なる。衛星２から衛星１へのリンクは上記手法と全く同
様にして作ることができる。In other words, the link from satellite 1 to satellite 2 is completed. A link from satellite 2 to satellite 1 can be created in exactly the same manner as described above.
しかして、両方からのレーザビームが互いに相手のテレ
スコープを照射していることを確認した上で、変調入力
端子１６から送信信号を入力し、変調器８により変調を
行なった上で、サーキュレータ９、ダイクロイックプリ
ズム１０、偏光器１３、レンズ系１４、カセグレインア
ンテナ１５へとレーザビームを送り、レーザ通信を開始
する。一方、相手側から送られてくる送信レーザビーム
は、即ちテレスコープ４よシ発射された送信レーザビー
ムは、カセグレインアンテナ１５、レンズ系１４、偏光
器１３と入力され、ダイクロイックプリズム１０を透過
して信号用受光器１６へと送られる。After confirming that the laser beams from both sides are irradiating each other's telescopes, a transmission signal is input from the modulation input terminal 16, modulated by the modulator 8, and then the circulator 9 , a laser beam is sent to the dichroic prism 10, the polarizer 13, the lens system 14, and the Cassegrain antenna 15, and laser communication is started. On the other hand, the transmitted laser beam sent from the other party, that is, the transmitted laser beam emitted from the telescope 4, is input to the Cassegrain antenna 15, the lens system 14, and the polarizer 13, and is transmitted through the dichroic prism 10. and is sent to the signal receiver 16.
そして、信号用受光器１６において光信号から電気信号
へと変換され、データ信号として出力端子１Ｔより得ら
れるようになる。また、レーザ通信が開始された時点で
、信号用受光器１６へ入力される受光信号の一部を用い
て光入射角の誤差信号を作ることができ、この誤差信号
を偏光ドライバ１２へ送ることによってレーザビームの
ボインティングの微調整を行なうことができ、捕捉用受
光器１１から送られてくる電気信号を用いずともボイン
ティングの調整が行なわれる。尚、レーザ発振器７は変
調器８を介してフィードバックがかかつており、安定発
振するようになっている。Then, the optical signal is converted into an electrical signal by the signal receiver 16, and the signal is obtained as a data signal from the output terminal 1T. Furthermore, when laser communication is started, a part of the light reception signal input to the signal receiver 16 can be used to create an error signal of the light incident angle, and this error signal can be sent to the polarization driver 12. This enables fine adjustment of the pointing of the laser beam, and the adjustment of the pointing can be performed without using the electric signal sent from the capturing light receiver 11. Note that the laser oscillator 7 is fed back via a modulator 8, so that it oscillates stably.
以上説明したように、本実施例によるレーザ通信装置に
よると、衛星１から衛星２へのフォワードリンクを先ず
完成させ、次のステップとして衛星２から衛星１へのリ
ターンリンクを完成させるという確実な手順を踏むこと
ができる。更に、本システムでは、片リンクだけでも動
作させることができるという大きな長所を持っている。As explained above, according to the laser communication device according to this embodiment, the forward link from satellite 1 to satellite 2 is first completed, and the next step is to complete the return link from satellite 2 to satellite 1. You can step on it. Furthermore, this system has the great advantage of being able to operate with only one link.
すなわち、上記フォワードリンクがデータ伝送で、リタ
ーンリンクがコマンドとする場合で、もしリターンリン
クがダウンした場合、そのシステムは支障なくミッショ
ンの遂行が可能である。これは、ａ常コマンドラインの
ビットレートを高くする必要が々いため、従来のＳバン
ドの回線で充分対応可能であることによる。That is, in the case where the forward link is used for data transmission and the return link is used for commands, if the return link goes down, the system can carry out the mission without any problem. This is because it is necessary to increase the bit rate of a regular command line, which can be adequately handled by a conventional S-band line.
また、捕捉のクローズループは、データ伝送時にも作動
可能であり、一番クリテイカルと言われているボインテ
ィングのクローズループを冗長構成にすることができ、
確実なレーザビームの捕捉が可能で、しかもレーザビー
ムのボインティング系を高信頼性にすることができる。In addition, the acquisition closed loop can also operate during data transmission, making it possible to create a redundant configuration of the Bointing closed loop, which is said to be the most critical.
It is possible to securely capture the laser beam, and the laser beam pointing system can be made highly reliable.
以上説明したように本発明によるレーザ通信装置による
と、レーザビームを発射する送信機能とレーザビームを
受光する受信機能とを有するテレスコープの発射するレ
ーザビームを、レーザ通信用反射鏡を用いて入射方向へ
反射し、この反射鏡によって反射されるレーザビームを
前記テレスコープにおいて捕捉するようにしたので、こ
のテレスコープの捕捉するレーザビームを基に、レーザ
ビームのボインティングを行なうことができ、従来考え
られていた方法に比して、衛星間レーザ通信を確実に行
なうことができる。As explained above, according to the laser communication device according to the present invention, a laser beam emitted by a telescope having a transmitting function for emitting a laser beam and a receiving function for receiving a laser beam is incident on the laser communication reflector. Since the laser beam reflected by the mirror is captured by the telescope, it is possible to perform laser beam pointing based on the laser beam captured by the telescope. Compared to previously considered methods, inter-satellite laser communication can be performed more reliably.
第１図は本発明に係るレーザ通信装置の一実施例を示す
システム構成図、第２図はとのレーザ通信装置のブロッ
ク構成図である。
１．２−−ψ・衛星、３，４・・・・テレスコープ、５
，６・・・・レーザ通信用反射鏡、Ｔ・拳・・レーザ発
振器。FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a laser communication device according to the present invention, and FIG. 2 is a block configuration diagram of the laser communication device. 1.2--ψ・satellite, 3,4...telescope, 5
, 6... Reflector for laser communication, T fist... Laser oscillator.
Claims (1)
する受信機能とを有するテレスコープと、このテレスコ
ープの発射するレーザビームを入射方向へ反射するレー
ザ通信用反射鏡とを備え、前記反射鏡によって反射され
るレーザビームを前記テレスコープにおいて捕捉するよ
うにしたことを特徴とするレーザ通信装置。The telescope has a transmitting function for emitting a laser beam and a receiving function for receiving the laser beam, and a laser communication reflector that reflects the laser beam emitted by the telescope in the direction of incidence, and the laser beam is reflected by the reflector. A laser communication device characterized in that the laser beam transmitted by the user is captured by the telescope.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177442A JPS6238042A (en) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | Laser communication equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177442A JPS6238042A (en) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | Laser communication equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238042A true JPS6238042A (en) | 1987-02-19 |
Family
ID=16031019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60177442A Pending JPS6238042A (en) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | Laser communication equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6238042A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6439139A (en) * | 1987-08-05 | 1989-02-09 | Nat Space Dev Agency | Optical communication system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497168A (en) * | 1972-05-12 | 1974-01-22 | ||
| JPS59174035A (en) * | 1983-03-23 | 1984-10-02 | Yagi Antenna Co Ltd | Space optical demodulator |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP60177442A patent/JPS6238042A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497168A (en) * | 1972-05-12 | 1974-01-22 | ||
| JPS59174035A (en) * | 1983-03-23 | 1984-10-02 | Yagi Antenna Co Ltd | Space optical demodulator |
Cited By (1)
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