水野 貴秀

観測センサの能力向上に伴い,質量50kgクラスの超小型衛星においても100Mbps以上の高速ダウンリンク通信が求められている.小型衛星の限られた電力,質量等のリソースで高速通信を実現するため,これまでに小型・軽量で低消費電力のXバンド送信機,衛星搭載アンテナ,及び地上の受信設備を開発してきた.パワーアンプには新たに開発した出力2Wの高効率GaN-HEMTデバイスを採用している.開発したシステムは質量64kgの超小型衛星「ほどよし4号」に搭載して打ち上げられ,3.8mの地上アンテナとの間で348Mbpsの高速ダウンリンク通信に成功した.本稿では開発した通信システムの概要,通信実験,更なる高速化に向けた取り組みについて報告する.

観測センサの能力向上に伴い,質量50kgクラスの超小型衛星においても100Mbps以上の高速ダウンリンク通信が求められている.小型衛星の限られた電力,質量等のリソースで高速通信を実現するため,これまでに小型・軽量で低消費電力のXバンド送信機,衛星搭載アンテナ,及び地上の受信設備を開発してきた.パワーアンプには新たに開発した出力2Wの高効率GaN-HEMTデバイスを採用している.開発したシステムは質量64kgの超小型衛星「ほどよし4号」に搭載して打ち上げられ,3.8mの地上アンテナとの間で348Mbpsの高速ダウンリンク通信に成功した.本稿では開発した通信システムの概要,通信実験,更なる高速化に向けた取り組みについて報告する.

A high-speed downlink communications system is required to meet various applications for nano/small satellites. It is essential to implement a transmitter with small weight and power in such satellites. We have developed a compact 348Mbps transmitter incorporating a powerful error correction on ground station receiver. This system has been demonstrated a high-speed down link communication system at "Hodoyoshi-4" satellite with 50 kg mass.

近年、50-100kgの小型衛星による分解能1-5mの地球観測が現実のものとなってきている。このような小型衛星の運用のためには、広いビーム角が得られる衛星運用のためのS帯送受信機能に加えて、観測データの数10〜数100Mbpsの高速ダウンリンク通信が可能なX帯受信機能を備えた、直径3-4mの2周波共用アンテナが適している。小型衛星の運用と高速観測データのダウンリンクを可能とする、小型で低コストなS/X帯共用アンテナ局の開発を行い、その受信性能を簡易的なコリメーション試験や雑音温度計測により評価したので報告する。

惑星探査機の測距の現状と将来計画をレビューし、日本のHAYABUSA-2 LIDARと地球間測距実験の可能性をONE-WAY UP/DOWN LINK回線とTWO-WAYでの測距、検出確率の観点から述べる。要求仕様および地上局として必要となる装備の要件,国際協力局などの課題について議論する。

A high-speed downlink communication system is required to meet different applications for nano/small satellites. Therefore, it is essential to implement a power- and weight-limited transmitter in such satellites. Our recent research has focused on an efficient system adopting CCSDS 131.0-R signaling formats with the limited transmitter incorporating a powerful ground station receiver. To overcome signal distortion at the cost of some limitations of the transmitter, an SCCC turbo equalization system equipped with nonlinear distortion compensation techniques in the receiver has been developed. We simulate the system using practical distortion models to determine the performances of BER and synchronization.

さまざまな応用が可能な小型衛星が注目されており,各方面で研究開発が進んでいる.応用範囲を広げるには,小型衛星で撮像した画像データなどの情報を高速に伝送するダウンリンク通信システムが必要になる.これまでの小型衛星用通信システムは,データレート100kbps程度の低速方式または大型衛星用を採用するのが一般的で非効率であった.そこで,搭載送信機と地上局受信機の通信システムを統合設計することで衛星搭載機器の負担を軽減し,それらの代償となる波形歪みを地上局受信機で補償し,伝送レート100Mbps以上を実現する小型衛星用通信システムの開発を行っている.従来方式に比ペて波形歪みやISIは増加するが,多値変調対応ブラインドターボ等化を採用することで特性改善を図れる.さらに,新たに考案した非線形歪み補正法や収束判定法を用いることで,小型衛星の通信システムへの実装が可能になる.これらの基本特性について,計算機シミュレーションで評価を行ったので報告する.

The Institute of Space and Astronautical Science JAXA is developing a landing radar comprising a radio altimeter and a velocity meter, which are two of the mandatory navigation sensors for a planetary Lander. A BBM of the landing radar has been evaluated on natural terrains by using a helicopter. This paper introduces the BBM hardware and discusses the dynamic performance in field experiments.

月惑星を対象とした着陸機を使った本格的な科学観測を行うためには,分散誤差100m程度のピンポイント着陸技術が要求される.本研究で開発している着陸レーダはC帯のマイクロ波パルスを使用して機体の高度及び速度を測定するセンサで,ピンポイント着陸を実現する上で必須の航法センサである.本稿では,着陸レーダBBMをヘリコプタに搭載して実施したフィールド試験において近距離測定に関する問題点と原因について報告する.