JPH01197640A - スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置 - Google Patents
スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置Info
- Publication number
- JPH01197640A JPH01197640A JP2120288A JP2120288A JPH01197640A JP H01197640 A JPH01197640 A JP H01197640A JP 2120288 A JP2120288 A JP 2120288A JP 2120288 A JP2120288 A JP 2120288A JP H01197640 A JPH01197640 A JP H01197640A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の属する技術分野の説明
本方式は電磁波が電離層を通過するときに生じる遅延時
間を測定する方式である。電磁波の電離層での遅延時間
τｉｏｎは、次式で表される。
間を測定する方式である。電磁波の電離層での遅延時間
τｉｏｎは、次式で表される。
ｒ １ｏｎ＝Ｆ・４０．５Ｎｔ／（Ｖｃｆ２）但し
Ｆニスラント・ファクター Ｎｔ：全電子数（個／ｍ２） シＣ：光速 ｆ：信号周波数（Ｈ２） 周波数が異なっていると電離層での遅延時間も異なる。
Ｆニスラント・ファクター Ｎｔ：全電子数（個／ｍ２） シＣ：光速 ｆ：信号周波数（Ｈ２） 周波数が異なっていると電離層での遅延時間も異なる。
この性質を利用し、ＧＰＳ （Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉ
ｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ 、 米国の汎地球測位
システム）では電離層での遅延時間を補正する目的でＬ
ｌ（１５７５，４２ＭＨ２）、Ｌ ２ （１２２７，６
ＭＨｚ）の２つの周波数に同時に同一の拡散変調コード
（以下Ｐコードと称する。）で変調した信号を送信して
いる。
ｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ 、 米国の汎地球測位
システム）では電離層での遅延時間を補正する目的でＬ
ｌ（１５７５，４２ＭＨ２）、Ｌ ２ （１２２７，６
ＭＨｚ）の２つの周波数に同時に同一の拡散変調コード
（以下Ｐコードと称する。）で変調した信号を送信して
いる。
（２）従来の技術の説明
第１図はこのＧＰＳ受信機で従来用いられた電磁波の電
離層遅延時間を測定する部分の説明図である。アンテナ
［１］で受信したスペクトラム拡散変調の掛かった信号
は周波数変換器［２コで中間周波数に変換し、次にキャ
リア再生器［４コによりキャリアを再生する。次に受信
時刻測定器［６］と受信局の基準時計［７］により［４
コで再生したキャリアの受信時刻を測定し、データ蓄積
器［９コにデータを蓄積する。Ｌｌ、Ｌ２、画周波数に
ついて同様な測定を同時に行うので［３コ、［５コ、
［８］、 ［１０コでも同様の操作を行う。
離層遅延時間を測定する部分の説明図である。アンテナ
［１］で受信したスペクトラム拡散変調の掛かった信号
は周波数変換器［２コで中間周波数に変換し、次にキャ
リア再生器［４コによりキャリアを再生する。次に受信
時刻測定器［６］と受信局の基準時計［７］により［４
コで再生したキャリアの受信時刻を測定し、データ蓄積
器［９コにデータを蓄積する。Ｌｌ、Ｌ２、画周波数に
ついて同様な測定を同時に行うので［３コ、［５コ、
［８］、 ［１０コでも同様の操作を行う。
次に計算機［１１コにより蓄積したデータを読み取り受
信時刻の差を求め、電離層での遅延時間を算出する。こ
の方式は複雑な２系統の受信回路を必要とし高価である
、計算機の使用頻度が多いという欠点がある。
信時刻の差を求め、電離層での遅延時間を算出する。こ
の方式は複雑な２系統の受信回路を必要とし高価である
、計算機の使用頻度が多いという欠点がある。
（３）発明の目的
本発明は同一のコードでスペクトラム拡散変調した２つ
の周波数同士を掛け合わせることによりキャリアを再生
するのが特１敞であって、その目的は簡単な回路構成で
電磁波の電離層での遅延時間の差に比例した電圧を直接
検出することである。
の周波数同士を掛け合わせることによりキャリアを再生
するのが特１敞であって、その目的は簡単な回路構成で
電磁波の電離層での遅延時間の差に比例した電圧を直接
検出することである。
（４）発明の構成及び作用の説明
第２図は本発明の原理図であってアンテナ［１コ、周波
数変換器［２コ、 ［３コは第１図と同様であるが、こ
のあとのキャリア再生部以降が従来方式と異なる。Ｐコ
ードでスペクトラム拡散変調したままの信号同士を掛け
合わせる掛け算器［１２コ、その出力から希望信号のみ
を得るための帯域ろ波器［１３コ、信号成分の大きさを
検出する振幅検波器［１４］により構成される。以下図
に従い、本発明の作用について詳細に説明する。
数変換器［２コ、 ［３コは第１図と同様であるが、こ
のあとのキャリア再生部以降が従来方式と異なる。Ｐコ
ードでスペクトラム拡散変調したままの信号同士を掛け
合わせる掛け算器［１２コ、その出力から希望信号のみ
を得るための帯域ろ波器［１３コ、信号成分の大きさを
検出する振幅検波器［１４］により構成される。以下図
に従い、本発明の作用について詳細に説明する。
Ｌｌの受信°信号をＰｌ、Ｌ２の受信信号をＰ２として
Ｌｌ、Ｌ２のスペクトラム拡散信号を次のように記述す
る。
Ｌｌ、Ｌ２のスペクトラム拡散信号を次のように記述す
る。
Ｐｉ（ｔ）＝ｓｉｎ（２πｆｉｔ） Ｃ（ｔ）＋Ｎ１（
ｔ）Ｐ２（ｔ）＝ｓｉｎ（２πｆ２ｔ＋φ”） ｃ（ｔ
）＋Ｎ２（ｔ）但し Ｃ（ｔ） ：共通のＰコード ｆｌ、ｆ２：Ｌ １． Ｌ ２の周波数Ｎ１．Ｎ２：
それぞれの帯域内雑音 φ ：Ｌｌ、Ｌ２の位相遅延差 そして掛け算器［１２コにより次式の位相係数Ｒ（τ）
を求めようとするものである。
ｔ）Ｐ２（ｔ）＝ｓｉｎ（２πｆ２ｔ＋φ”） ｃ（ｔ
）＋Ｎ２（ｔ）但し Ｃ（ｔ） ：共通のＰコード ｆｌ、ｆ２：Ｌ １． Ｌ ２の周波数Ｎ１．Ｎ２：
それぞれの帯域内雑音 φ ：Ｌｌ、Ｌ２の位相遅延差 そして掛け算器［１２コにより次式の位相係数Ｒ（τ）
を求めようとするものである。
上式でＬｌ、Ｌ２の位相遅延差φが零のときは相関出力
は最大となり、位相遅延差が有れば相関出力は減少する
。この出力は遅延時間の差に比例した電圧である。アン
テナで受信したＬｌ、Ｌ２の信号はそれぞれ周波数変換
器［２］、［３コで中間周波数に変換する。次に両者の
信号を掛け算器［１２コにより掛け合わせＬｌ、Ｌ２の
相関を得る。この出力を帯域ろ波器［１３コを通すこと
により希望する信号のみを取り出す。次に、この信号を
振幅検波器［１４］を通し信号の大きさを検出する。こ
の出力はＬｌ、Ｌ２の遅延時間の差に比例した電圧が得
られる。
は最大となり、位相遅延差が有れば相関出力は減少する
。この出力は遅延時間の差に比例した電圧である。アン
テナで受信したＬｌ、Ｌ２の信号はそれぞれ周波数変換
器［２］、［３コで中間周波数に変換する。次に両者の
信号を掛け算器［１２コにより掛け合わせＬｌ、Ｌ２の
相関を得る。この出力を帯域ろ波器［１３コを通すこと
により希望する信号のみを取り出す。次に、この信号を
振幅検波器［１４］を通し信号の大きさを検出する。こ
の出力はＬｌ、Ｌ２の遅延時間の差に比例した電圧が得
られる。
第３図は本発明の実施例であって、第２図の構成にさら
に、スペクトラム拡散変調のクロック周波数の１チツプ
相当の時間を遅延させる遅延回路［１５コ、掛け算器［
１６］、帯域ろ波器［１７］、［１４］と逆開性の振幅
検波器［１８コ、合成器［１９］を加えた構成で、第２
図の場合に比べ遅延時間の差の検出範囲の拡大及び直線
性の改善をしたものである。説明を分かりやすくするた
め第３図の点線で示すように第一系統、第２系統と分け
て説明する。本実施例では特性の改善のため［２］及び
［３コの出力信号を２分岐し、それぞれ第一系統、第２
系統に加える。第一系統の［１２コ、［１３コ、 ［１
４］の動作は第２図の説明と同じである。第２系統によ
り次のような操作を行う。Ｌｌの信号である［２］の出
力信号をスペクトラム拡散変調のクロック周波数の１チ
ップ分の遅延回路［１５］に加える。その出力信号と［
３コの出力信号を２分岐した信号を［１６コで掛け合わ
せ、その出力信号の中から［１７］により希望信号を取
り出す。その出力信号を［１４コと逆の極性の振幅検波
器［１８］により信号の大きさを検出する。この第２系
統で検出した信号はＬｌ、Ｌ２の電波の電離層で生じた
遅延時間の差と遅延回路［１５コの遅延時間が等しくな
った時最大出力となる第一系統と極性が逆の出力電圧で
ある。次に、第一系統と第２系統の両川力信号同士を合
成器［１９コにより合成する。第一系統の出力はＬｌ、
Ｌ２の遅延時間の差が大きくなるに従い相関係数が小い
さくなり出力が小さくなっていき、それと同時に第２系
統の出力は増大する。従って合成器［１９］の出力はＬ
ｌ、Ｌ２の遅延時間の差に比例した出力電圧の得られる
直線性のよいＳ字特性となる。
に、スペクトラム拡散変調のクロック周波数の１チツプ
相当の時間を遅延させる遅延回路［１５コ、掛け算器［
１６］、帯域ろ波器［１７］、［１４］と逆開性の振幅
検波器［１８コ、合成器［１９］を加えた構成で、第２
図の場合に比べ遅延時間の差の検出範囲の拡大及び直線
性の改善をしたものである。説明を分かりやすくするた
め第３図の点線で示すように第一系統、第２系統と分け
て説明する。本実施例では特性の改善のため［２］及び
［３コの出力信号を２分岐し、それぞれ第一系統、第２
系統に加える。第一系統の［１２コ、［１３コ、 ［１
４］の動作は第２図の説明と同じである。第２系統によ
り次のような操作を行う。Ｌｌの信号である［２］の出
力信号をスペクトラム拡散変調のクロック周波数の１チ
ップ分の遅延回路［１５］に加える。その出力信号と［
３コの出力信号を２分岐した信号を［１６コで掛け合わ
せ、その出力信号の中から［１７］により希望信号を取
り出す。その出力信号を［１４コと逆の極性の振幅検波
器［１８］により信号の大きさを検出する。この第２系
統で検出した信号はＬｌ、Ｌ２の電波の電離層で生じた
遅延時間の差と遅延回路［１５コの遅延時間が等しくな
った時最大出力となる第一系統と極性が逆の出力電圧で
ある。次に、第一系統と第２系統の両川力信号同士を合
成器［１９コにより合成する。第一系統の出力はＬｌ、
Ｌ２の遅延時間の差が大きくなるに従い相関係数が小い
さくなり出力が小さくなっていき、それと同時に第２系
統の出力は増大する。従って合成器［１９］の出力はＬ
ｌ、Ｌ２の遅延時間の差に比例した出力電圧の得られる
直線性のよいＳ字特性となる。
（５）効果の説明
以上のように従来方式に比べ、キャリア再生器、受信時
刻検出器、データ蓄積器、計算機、基準時計が不用とな
るため非常に簡単な構成であり、廉価で装置が小型とな
る。また、電離層での遅延時間に比例した出力が直接得
られるのでデータ処理が簡単である。衛星通信や、最近
急速に発達している衛星を利用した時刻比較システム、
測位システムでは電離層での遅延時間の補正が不可欠で
あるが、本発明の方式によれば、大幅に装置の構成を簡
単にすることができ小型化される。また、従来電離層の
活動の観測は大掛かりな送受信装置が必要であったが本
発明により同様に簡単に観測ができる。本発明は電離層
での遅延時間を検出するものであるが、２つの周波数に
同一コードでスペクトラム拡散変調した信号同士を掛け
合わせることにより拡散復調する方式は、新しい通信方
式として他に応用も可能である。
刻検出器、データ蓄積器、計算機、基準時計が不用とな
るため非常に簡単な構成であり、廉価で装置が小型とな
る。また、電離層での遅延時間に比例した出力が直接得
られるのでデータ処理が簡単である。衛星通信や、最近
急速に発達している衛星を利用した時刻比較システム、
測位システムでは電離層での遅延時間の補正が不可欠で
あるが、本発明の方式によれば、大幅に装置の構成を簡
単にすることができ小型化される。また、従来電離層の
活動の観測は大掛かりな送受信装置が必要であったが本
発明により同様に簡単に観測ができる。本発明は電離層
での遅延時間を検出するものであるが、２つの周波数に
同一コードでスペクトラム拡散変調した信号同士を掛け
合わせることにより拡散復調する方式は、新しい通信方
式として他に応用も可能である。
第１図は従来の電離層遅延時間測定法の説明図、第２図
は本発明の遅延時間検出部の原理図、第３図は本発明の
遅延時間検出部の特性を改善した実施例の説明図で、１
・・・アンテナ、２．３・・・周波数変換器、４．５・
・・キャリア再生器、６，８・・・受信時刻検出器、７
・・・基準時計、９，１ｏ・・・データ蓄積器、１１・
・・計算機、１２．１６・・・掛け算器、１３．１７・
・・帯域ろ波器、１４．１８・・・振幅検波器、１５・
・・遅延回路、１９・・・合成器である。 特許出願人 郵政省電波研究所長
は本発明の遅延時間検出部の原理図、第３図は本発明の
遅延時間検出部の特性を改善した実施例の説明図で、１
・・・アンテナ、２．３・・・周波数変換器、４．５・
・・キャリア再生器、６，８・・・受信時刻検出器、７
・・・基準時計、９，１ｏ・・・データ蓄積器、１１・
・・計算機、１２．１６・・・掛け算器、１３．１７・
・・帯域ろ波器、１４．１８・・・振幅検波器、１５・
・・遅延回路、１９・・・合成器である。 特許出願人 郵政省電波研究所長
Claims (1)
- 同一コードで同時にスペクトラム拡散変調している２つ
の信号同士を掛け合わせることによりスペクトラム拡散
している信号のキャリアを再現させることを特徴とする
スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝播遅延時間測定
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021202A JPH0746138B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63021202A JPH0746138B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197640A true JPH01197640A (ja) | 1989-08-09 |
| JPH0746138B2 JPH0746138B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=12048392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63021202A Expired - Lifetime JPH0746138B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746138B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111580092A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-25 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种雷达收发时序可变的电离层测高仪数控系统及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01107180A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Koden Electron Co Ltd | Ｇｐｓ航法装置 |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP63021202A patent/JPH0746138B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01107180A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Koden Electron Co Ltd | Ｇｐｓ航法装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111580092A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-25 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种雷达收发时序可变的电离层测高仪数控系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0746138B2 (ja) | 1995-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
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