JPH0983421A - スぺクトラム拡散信号受信用アナログモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる２波のスぺクトラム拡散信号をアナロ
グ信号処理することが可能なスぺクトラム拡散信号受信
用アナログモジュールを提供する。 【解決手段】 ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号は、アンテ
ナ１によって受信され、入力端子１１ａおよび分配器１
２を介してミキサ１４ａに入力され、外部からのローカ
ル信号を用いて中間周波帯信号に周波数変換される。そ
して、ＩＦ信号増幅器１６ａにより増幅され、後段の信
号処理部に出力される。一方、シュードライト局からの
ＧＰＳ信号は、当該モジュールを搭載する航空機の姿勢
に応じてアンテナ１あるいはアンテナ２によって受信さ
れ、このうち一方の受信信号が切替スイッチ１３により
選択的にミキサ１４ｂに入力され、外部からのローカル
信号を用いて中間周波帯信号に周波数変換される。そし
て、ＩＦ信号増幅器１６ｂによって増幅され後段の信号
処理部に出力されるようにしたものである。

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、例えば航空機お
よび人工衛星を含む飛翔体のＧＰＳ受信装置に用いられ
るスぺクトラム拡散信号受信用アナログモジュールに関
する。

【０００２】

【従来の技術】近時、航空機においては、ＧＰＳ（Ｇｌ
ｏｂａｌ ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信
装置を搭載し、このＧＰＳ受信装置を用いて複数のＧＰ
Ｓ衛星から送信されるスペクトラム拡散方式のＧＰＳ信
号（ＧＰＳ衛星自身の位置データと発信時刻データな
ど）を受信して、上記データを演算処理し自己の３次元
位置および移動速度を実時間で測定して、各種の運用に
供されている。

【０００３】上記ＧＰＳ受信装置は、信号入力段に図２
に示すようなスぺクトラム拡散信号受信用アナログモジ
ュールを備えている。このスぺクトラム拡散信号受信用
アナログモジュールは、入力端子１１ｃ、ミキサ１４ｃ
およびＩＦ信号増幅器１６ｃで構成される。

【０００４】ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号は、
アンテナ１０ｃで受信されたのち入力端子１１ｃを介し
てミキサ１４ｃに入力される。そして、このミキサ１４
ｃでは、外部からのローカル信号とミキシングされて中
間周波帯信号（ＩＦ信号）に周波数変換される。このＩ
Ｆ信号は、ＩＦ信号増幅器１６ｃに入力されて増幅され
る。

【０００５】以上のように上記スぺクトラム拡散信号受
信用アナログモジュールは、アンテナ１０ｃで受信され
たＧＰＳ信号をＩＦ信号に周波数変換したのち増幅し、
後段の信号処理部に出力する。

【０００６】ところで最近では、さらに安定したＧＰＳ
信号を飛翔体で受信するために、図３に示すようなシス
テムが考えられている。このシステムは、地上の既知の
定点に模擬衛星局（シュードライト局Ｂ）を設置して、
ＧＰＳ衛星Ｓ1 〜Ｓn を支援することにより、信頼性の
向上を実現している。

【０００７】すなわち、シュードライト局Ｂでは、ＧＰ
Ｓ受信装置を備えて常時ＧＰＳ衛星Ｓ1 〜Ｓn からのＧ
ＰＳ信号を受信して自身の存在する位置を計測する。そ
して、得られた位置データと、他の正確な計測方法によ
って予め計測した自身の位置データとを比較して、ＧＰ
Ｓ衛星Ｓ1 〜Ｓn による測位の誤差を検出し、ＧＰＳ衛
星Ｓ1 〜Ｓn のＧＰＳ信号の補正量（ＧＰＳ補正量デー
タ）を算出する。

【０００８】そして、シュードライト局Ｂは、ＧＰＳ衛
星Ｓ1 〜Ｓn と同様に自身の位置データおよび発信時刻
データとともに上記ＧＰＳ補正量データをＧＰＳ信号と
して送信する。なお、ＧＰＳ衛星Ｓ1 〜Ｓn のＧＰＳ信
号とシュードライト局ＢのＧＰＳ信号とでは、通常５０
ＭＨｚ程度の周波数差を有している。

【０００９】これに対し、飛翔体Ｐでは、ＧＰＳ衛星Ｓ
1 〜Ｓn からのＧＰＳ信号と、上記シュードライト局Ｂ
からのＧＰＳ信号とを受信する。そして、ＧＰＳ衛星Ｓ
1 〜Ｓn からのＧＰＳ信号を前述のＧＰＳ補正量データ
に基づいて補正したのち、両ＧＰＳ信号の位置データお
よび発信時刻データを演算処理して自己の３次元位置お
よび移動速度を実時間で測定するようにしている。

【００１０】したがって、このシステムによれば、シュ
ードライト局ＢをＧＰＳ衛星Ｓ1 〜Ｓn と等化的に使用
することができるため、シュードライト局Ｂの守備する
エリア内においては飛翔体Ｐが受信できるＧＰＳ信号が
増えるだけでなく、ＧＰＳ衛星Ｓ1 〜Ｓn からのＧＰＳ
信号を補正してより正確な上記測定を行なうことが可能
となる。

【００１１】しかしながら、上記システムでは従来のス
ぺクトラム拡散信号受信用アナログモジュールを用いた
場合、ＧＰＳ衛星Ｓ1 〜Ｓn からの受信を主眼とした１
波のＧＰＳ信号しかアナログ信号処理できない。さら
に、受信アンテナが搭載される１方向のみの視野しか得
ることができないため、図３に示したシステムの安定し
たＧＰＳ信号を飛翔体Ｐに送信できるという利点を生か
せないという問題がある。そこで、上記アナログモジュ
ールにあっては、上記シュードライト局Ｂを備えたシス
テムを実現し得るように改良することが要請されてい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来のスぺクトラム拡
散信号受信用アナログモジュールでは、ＧＰＳ衛星から
のＧＰＳ信号の受信を主眼とした１波のスぺクトラム拡
散信号しか受信できず、また受信アンテナが搭載される
１方向のみの視野しか得ることができないため、模擬衛
星局を用いたシステムの安定したＧＰＳ信号を飛翔体に
送信できるという利点を生かせないという問題があっ
た。

【００１３】この発明は上記の問題を解決すべくなされ
たもので、２波のスぺクトラム拡散信号をアナログ信号
処理することが可能で、なおかつ１波のスぺクトラム拡
散信号については２系統の入力から選択的にアナログ信
号処理することが可能なスぺクトラム拡散信号受信用ア
ナログモジュールを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係るスぺクトラム拡散信号受信用アナ
ログモジュールは、互いに異なる搬送波周波数で送信さ
れる第１および第２のスぺクトラム拡散信号を入力する
ための第１の入力手段と、第２のスぺクトラム拡散信号
を入力するための第２の入力手段と、第１の入力手段に
入力される第１および第２のスぺクトラム拡散信号を２
分配する分配器と、この分配器で分配された一方のスぺ
クトラム拡散信号をローカル信号を用いて周波数変換す
る第１の周波数変換手段と、分配器で分配された他方の
スぺクトラム拡散信号と、第２の入力手段に入力される
第２のスぺクトラム拡散信号とが入力され、この２つの
スぺクトラム拡散信号のうち、一方のスぺクトラム拡散
信号を外部からの切替制御信号に応じて選択的に出力す
る切替スイッチ手段と、この切替スイッチ手段の出力す
るスぺクトラム拡散信号をローカル信号を用いて周波数
変換する第２の周波数変換手段と、第１の周波数変換手
段にて周波数変換された信号のうち、第１のスぺクトラ
ム拡散信号に基づく信号を増幅する第１の信号増幅手段
と、前記第２の周波数変換手段にて周波数変換された信
号のうち、第２のスぺクトラム拡散信号に基づく信号を
増幅する第２の信号増幅手段とを具備して構成するよう
にした。

【００１５】上記構成によるスぺクトラム拡散信号受信
用アナログモジュールによれば、第１のスぺクトラム拡
散信号は、第１の入力手段によって入力され、分配器を
介して第１の周波数変換手段に入力され、ローカル信号
を用いて周波数変換される。そして、この周波数変換さ
れた第１のスぺクトラム拡散信号が第１の信号増幅手段
によって増幅される。一方、第２のスぺクトラム拡散信
号は、第１の入力手段あるいは第２の入力手段によって
入力される当該信号のうち、一方の第２のスぺクトラム
拡散信号が切替スイッチ手段により選択的に第２の周波
数変換手段に入力され、周波数変換される。そして、こ
の周波数変換された第２のスぺクトラム拡散信号が第２
の信号増幅手段によって増幅されるようにしたものであ
る。

【００１６】したがって、第１および第２のスぺクトラ
ム拡散信号のそれぞれを同時に周波数変換して増幅する
ことが可能で、なおかつ第２のスぺクトラム拡散信号に
あっては、第１の入力手段と第２の入力手段とから入力
され、選択的に一方の第２のスぺクトラム拡散信号を周
波数変換して増幅することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】まず、図１を参照してこの発明に
係るスぺクトラム拡散信号受信用アナログモジュールの
実施の形態を説明する。アンテナ１０ａおよび１０ｂ
は、例えば航空機の上面部と下面部というように、互い
のアンテナ視野ができるだけ重複しないように設置され
る。このうちアンテナ１０ａは、ＧＰＳ衛星からのＧＰ
Ｓ信号とシュードライト局からのＧＰＳ信号とを受信可
能な２周波共用アンテナで、受信したＧＰＳ信号を入力
端子１１ａに入力する。他方、アンテナ１０ｂは、シュ
ードライト局からのＧＰＳ信号を専用に受信するもの
で、航空機がある程度の高度を飛行しているときにＧＰ
Ｓ信号を受信して入力端子１１ｂに入力する。

【００１８】入力端子１１ａは、分配器１２の入力端子
に接続され、アンテナ１０ａにて受信したＧＰＳ信号を
分配器１２に入力する。この分配器１２では、上記ＧＰ
Ｓ信号を２分配してミキサ１４ａと切替スイッチ１３の
第１の入力端子１３１に入力する。

【００１９】入力端子１１ｂは、切替スイッチ１３の第
２の入力端子１３２に接続され、アンテナ１０ｂにて受
信したＧＰＳ信号を切替スイッチ１３の第２の入力端子
１３２に入力する。切替スイッチ１３は、外部からの切
替制御信号に応じて選択的に第１の入力端子１３１ある
いは第２の入力端子１３２に入力されるＧＰＳ信号をミ
キサ１４ｂに入力する。

【００２０】ミキサ１４ａは、分配器１２でより分配供
給されたＧＰＳ信号を後述するローカル信号とミキシン
グして中間周波帯信号（ＩＦ信号）に周波数変換する。
このＩＦ信号は、ＩＦ信号増幅器１６ａに入力される。

【００２１】同様に、ミキサ１４ｂは、切替スイッチ１
３からのＧＰＳ信号を上記ローカル信号とミキシングし
て中間周波帯信号（ＩＦ信号）に周波数変換し、ＩＦ信
号増幅器１６ｂに入力する。

【００２２】ＩＦ信号増幅器１６ａは、ミキサ１４ａか
らのＩＦ信号のうちＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づ
くＩＦ信号のみを増幅して後段の信号処理部に出力す
る。また、ＩＦ信号増幅器１６ｂは、ミキサ１４ｂから
のＩＦ信号のうちシュードライト局からのＧＰＳ信号に
基づくＩＦ信号のみを増幅して後段の信号処理部に出力
する。

【００２３】一方、ローカル信号Ｌｏは、例えば外部で
生成されて分配器１５に供給され、この分配器１５で２
分配されて、上記ローカル信号としてミキサ１４ａ，１
４ｂに入力される。

【００２４】次に、上記構成のスぺクトラム拡散信号受
信用アナログモジュールの動作を以下に説明する。ま
ず、アンテナ１０ａによりＧＰＳ衛星とシュードライト
局の両方のＧＰＳ信号が受信可能な場合、あるいは例え
ば航空機が着陸体制にはいっている時のようにアンテナ
１０ａでしかＧＰＳ信号を受信できないような場合に
は、外部からの切替制御信号により切替スイッチ１３が
第１の入力端子１３１を選択するようにしておく。

【００２５】このように切替スイッチ１３を設定する
と、アンテナ１０ａで受信したＧＰＳ衛星とシュードラ
イト局の両方のＧＰＳ信号は、分配器１２で分配され、
それぞれミキサ１４ａ，１４ｂに入力される。

【００２６】そして、分配器１２より分配供給されるＧ
ＰＳ信号は、ミキサ１４ａおよび１４ｂによって周波数
変換されてＩＦ信号となり、それぞれＩＦ信号増幅器１
６ａ、ＩＦ信号増幅器１６ｂに入力される。

【００２７】ＩＦ信号増幅器１６ａに入力されたＩＦ信
号は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号のみが増幅されて後
段の信号処理部に入力される。一方、ＩＦ信号増幅器１
６ｂに入力されたＩＦ信号は、シュードライト局からの
ＧＰＳ信号のみが増幅されて後段の信号処理部に入力さ
れる。

【００２８】以上のように、切替スイッチ１３が第１の
入力端子１３１を選択するように設定した場合には、ア
ンテナ１０ａにて受信されるＧＰＳ信号のうちＧＰＳ衛
星からのＧＰＳ信号がＩＦ信号増幅器１６ａによって増
幅されて後段の信号処理部に入力され、シュードライト
局からのＧＰＳ信号がＩＦ信号増幅器１６ｂによって増
幅されて後段の信号処理部に入力される。

【００２９】また、例えば航空機がある程度の高度を飛
行している時のようにアンテナ１０ｂによりシュードラ
イト局のＧＰＳ信号が受信可能な場合には、外部からの
切替制御信号により切替スイッチ１３を第２の入力端子
１３２を選択するようにしておく。

【００３０】このように切替スイッチ１３を設定した場
合には、アンテナ１０ａで受信したＧＰＳ信号（主にＧ
ＰＳ衛星からのＧＰＳ信号）は、分配器１２を介してミ
キサ１４ａに入力され、一方、アンテナ１０ｂで受信し
たＧＰＳ信号（シュードライト局からのＧＰＳ信号）
は、切替スイッチ１３を介してミキサ１４ｂに入力され
る。

【００３１】そして、上記アンテナ１０ａで受信したＧ
ＰＳ信号は、ミキサ１４ａによって周波数変換されてＩ
Ｆ信号となり、ＩＦ信号増幅器１６ａによりＧＰＳ衛星
からのＧＰＳ信号のみが増幅されて後段の信号処理部に
入力される。

【００３２】一方、上記アンテナ１０ｂで受信したシュ
ードライト局からのＧＰＳ信号は、ミキサ１４ｂによっ
て周波数変換されてＩＦ信号となり、ＩＦ信号増幅器１
６ｂにより増幅されて後段の信号処理部に入力される。

【００３３】以上のように、切替スイッチ１３が第２の
入力端子１３２を選択するように設定した場合には、ア
ンテナ１０ａにて受信されるＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信
号が、ＩＦ信号増幅器１６ａによって増幅されて後段の
信号処理部に入力され、シュードライト局からのＧＰＳ
信号が、アンテナ１０ｂによって受信され、ＩＦ信号増
幅器１６ｂによって増幅されて後段の信号処理部に入力
される。

【００３４】したがって、上記スぺクトラム拡散信号受
信用アナログモジュールによれば、ＧＰＳ衛星からのＧ
ＰＳ信号だけでなくシュードライト局からのＧＰＳ信号
についてもアナログ信号処理することが可能で、なおか
つシュードライト局からのＧＰＳ信号については２方向
のアンテナ視野を選択することができるため、模擬衛星
局を用いたシステムの安定したＧＰＳ信号を飛翔体に送
信できるという利点を十分生かすことが可能となる。

【００３５】尚、この発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。上記実施例では、特に航空機に搭載さ
れるＧＰＳ受信装置について説明したが、スぺクトラム
拡散信号受信用アナログモジュールを用いた他の受信装
置に用いても同様の効果を得られる。その他、この発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に
実施可能であることはいうまでもない。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
２波のスぺクトラム拡散信号をアナログ信号処理するこ
とが可能で、なおかつ１波のスぺクトラム拡散信号につ
いては２系統の入力から選択的にアナログ信号処理する
ことが可能なスぺクトラム拡散信号受信用アナログモジ
ュールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るスぺクトラム拡散信号受信用ア
ナログモジュールの一実施例の構成を示す図。

【図２】従来のスぺクトラム拡散信号受信用アナログモ
ジュールの構成を示す図。

【図３】模擬衛星局を用いたＧＰＳシステムを説明する
ための概念図。

【符号の説明】

Ｓ1 〜Ｓn …ＧＰＳ衛星 Ｂ…シュードライト局 Ｐ…飛翔体 １０ａ〜１０ｃ…アンテナ １１ａ〜１１ｃ…入力端子 １２，１５…分配器 １３…切替スイッチ １３１…第１の入力端子 １３２…第２の入力端子 １４ａ〜１４ｃ…ミキサ １６ａ〜１６ｃ…ＩＦ信号増幅器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに異なる搬送波周波数で送信される
   第１および第２のスぺクトラム拡散信号を入力するため
   の第１の入力手段と、 前記第２のスぺクトラム拡散信号を入力するための第２
   の入力手段と、 前記第１の入力手段に入力される第１および第２のスぺ
   クトラム拡散信号を２分配する分配器と、 この分配器で分配された一方のスぺクトラム拡散信号を
   ローカル信号を用いて周波数変換する第１の周波数変換
   手段と、 前記分配器で分配された他方のスぺクトラム拡散信号
   と、前記第２の入力手段に入力される第２のスぺクトラ
   ム拡散信号とが入力され、この２つのスぺクトラム拡散
   信号のうち、一方のスぺクトラム拡散信号を外部からの
   切替制御信号に応じて選択的に出力する切替スイッチ手
   段と、 この切替スイッチ手段の出力するスぺクトラム拡散信号
   をローカル信号を用いて周波数変換する第２の周波数変
   換手段と、 前記第１の周波数変換手段にて周波数変換された信号の
   うち、第１のスぺクトラム拡散信号に基づく信号を増幅
   する第１の信号増幅手段と、 前記第２の周波数変換手段にて周波数変換された信号の
   うち、第２のスぺクトラム拡散信号に基づく信号を増幅
   する第２の信号増幅手段とを具備したことを特徴とする
   スぺクトラム拡散信号受信用アナログモジュール。
2. 【請求項２】 前記第１の入力手段は、前記第１および
   第２のスぺクトラム拡散信号を空間から受信する第１の
   アンテナを有し、 前記第２の入力手段は、第１のアンテナとは異なるアン
   テナ視野を有し、前記第２のスぺクトラム拡散信号を空
   間から受信する第２のアンテナを有することを特徴とす
   る請求項１に記載のスぺクトラム拡散信号受信用アナロ
   グモジュール。
3. 【請求項３】 前記第１および第２のスぺクトラム拡散
   信号は、受信側の測位に用いられるＧＰＳ信号であるこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスぺクト
   ラム拡散信号受信用アナログモジュール。
4. 【請求項４】 前記第１のスぺクトラム拡散信号は、Ｇ
   ＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号であって、 前記第２のスぺクトラム拡散信号は、基準局から送信さ
   れるＧＰＳ信号であって、前記ＧＰＳ衛星から送信され
   るＧＰＳ信号の誤差を補正する補正データが搬送される
   ことを特徴とする請求項３に記載のスぺクトラム拡散信
   号受信用アナログモジュール。