福井工業大学 アンテナ地上システム

GSNワークショップ@UNISEC総会2011, 07/23
小型衛星データ受信
地上局ネットワークの
充実に向けて
ー福井工業大学地上局の現状報告ー
福井工業大学
電気電子情報工学科
福井工業大学の紹介
あわらキャンパス（IKONOS、true color）
10mパラボラシステムをUNISECの活動
に生かすことを目的として、今年2月に
UNISECに加盟
10.26m
あわら市
福井市
受信実績



L-band
気象衛星 NOAA
S-band
オーロラ観測衛星 “あけぼの”（EXOS-D）
2003年9月より定常受信（ほぼ毎日）
X-band
地球観測衛星 Terra / Aqua
2003年9月より定常受信（ほぼ毎日）
3
地上局の重要性
宇宙局
アップリンク
（衛星の制御）
ダウンリンク
（データ受信）
衛星通信システムは、
衛星と地上局で構成さ
れる。
しっかりした地上局が
あるからこそ、衛星は
実力を発揮できる。
地上局の仕様で、衛星
のスペックが決まる。
地上局
地上局
ネットワーク
常に使用可能で、優秀
な地上局が、小型衛星
プロジェクトの発展に
不可欠
“しっかりした地上局”とは
ちゃんと衛星と通信できる地上局
受信性能
確実性
信号を検出できる
アンテナの性能
アンテナ径、鏡面精度
システムの受信感度
アンテナ径、ケーブル
減衰、初段の増幅器
衛星の可視範囲
立地環境
アンテナの駆動速度
信号を復調できる
受信機の機能/性能
対応可能な変調方式
ドップラー対策
衛星を追尾できる
ポインティング精度
アンテナの駆動速度
システムの状態を
すぐに把握できる
状態のコールバック
しっかりした組織
情熱×時間×人数×お金
アンテナ径と
トレードオフ、
モーター、基礎お
よび土台、
Auto Track機能
制御PCによるシステム
状態の把握、テスト信
号によるハードウェア
のチェック
システム概要
項 目
アンテナ
性 能
アンテナ直径
10.26m
鏡面精度
0.51mm
周波数帯
L帯 ： 1.67 - 1.7 GHz (パラボラ１次焦点)
S帯 ： 2.2 - 2.3 GHz (パラボラ１次焦点)
X帯 ： 8.0 - 8.5 GHz (カセグレン焦点)
偏波
L/S帯：RH、LHの切り替え方式
X帯 ：RHのみ
ビーム幅
(3dB幅)
L/S帯 ： ±0.8度
X帯
： ±0.25度
システムG／T
(受信感度)
L帯 ： 16.8 dB/K
S帯 ： 22.0 dB/K
X帯 ： 34.4 dB/K
受信機、
対応可能な
変調方式
L/S帯 ： 1.67-1.72, 2.2-2.3 GHz受信機,
BPSK/QPSK/PM/FM対応
X帯 ： 720MHz IF, BPSK/QPSK対応
アンテナ
駆動速度
方位角 ： 14度/秒
仰 角 ：
６度/秒
アンテナ制御
パソコンより制御。
2 line elementsの登録による自動制御。
信号受信室
6
ブロック図
FSSによるL/S帯とX帯の同時受信
１次焦点：S/Lバンド受信
FSSの採用により、S/Lバンド
とXバンドの同時受信が可能
Frequency
Selectable
Surface
カセグレン焦点：
Xバンド受信
L/S帯の給電部
Auto Track機能のため
信号切替器
受信信号
出力
方向性結合器
テスト信号
入力
アンテナが
５個配置
・ 衛星のauto track
・ 増幅器以降の動作テスト
が可能。
S/L帯受信機：MRB-700(Mycrodyne社)
✔３段スーパーヘテロダイ
ン方式。20MHzにダウン
コンバート。
✔L帯、S帯用に１台ずつ。
✔BPSK/QPSK/PM/FM
に対応。
✔ドップラー対策として、
周波数・位相自動調整機能
を搭載。±300kHz以内
の周波数偏移は補正可能。
（高度700㎞の衛星で
±50kHz以内）
ブロック図
S帯信号受信の様子
✔
衛星：
日時：
SPRITE-SAT
2011/05/16（月）
13:51:39－14:04:26(JST)
最大仰角：25度
搬送波周波数：2.285GHz(S帯)
✔
スペクトルアナライザの雑音に対し
て、30～40dB@RBW=1kHz
✔
数秒のタイムスケールの受信強度の
変動は、衛星起源
仰角が約１～２度以上でデータ
受信が可能。
200kHz
スペクトル・アナライザ
の雑音
X帯信号受信の様子
✔
衛星：
日時：
TERRA
2011/07/11（月）
11:58:18－12:10:03(JST)
最大仰角：15度
✔
720MHzに周波数変換
✔
背景雑音に対して、
約25dB@RBW=3MHz
Auto Trackが機能
仰角が１～２度以上でデータ受
信が可能。
5度以上でAuto Trackが機能。
1GHz
福井工業大学・地上局の特徴
✔
L、S、X帯の3つの周波数帯で同時受信が可能。
BPSK、QPSKなど基本的な変調方式に対応している。
信号を分岐しているので、複数の衛星計画に参加可能。
✔
確実にデータ受信を行うために、
（１）Auto Track機能を持っている。
（２）テスト信号の入力が簡単に行える。
電波天体を用いたG/Tの測定が簡単に可能。
（３）システムのあらゆる状態を、コンピュータで常に
監視している。
（４）L/S帯受信機は、ドップラー効果を補正する機能
を持っている。
✔
信号の受信は、仰角2度以上で可能。仰角5度以上で
Auto Track機能による、より正確な追尾が可能。
スケジュール
衛星名
プロジェクト名
衛星開発
打ち上げ時期
周波数帯
RAIKO
和歌山大・
東北大・東大
2012年9月以降
Sバンド
ほどよし衛星
プロジェクト
東大・東北大
グループ
2012年12月から
2013年にかけて
Xバンド
TSUBAME
東工大
2012年12月
Sバンド
RISING-2
東北大
2013年
Sバンド
ご清聴ありがとうございました。
ぜひ一度、あわらキャンパスにお越しください。
（11月～2月：越前蟹の季節）