(57)【要約】【課題】  惑星探査機の惑星間通信や衛星通信等で、１つの電磁波で多重通信をする事に依り、大量の信号の送受信の時間の短縮や衛星通信のチャンネル数を増やしたり、惑星探査機や人工衛星のトランス・ポンダの数を減らして、惑星探査機や人工衛星を軽くする事等。【解決手段】  この為、この発明に於いては、惑星間通信や衛星通信で使っている円偏光を楕円偏光に替えて信号を送受信し、１つの電磁波で２つの信号を同時に送受信する多重通信をする事に依り、惑星間通信の通信時間を短縮したり、衛星通信のチャンネル数を増やしたり、人工衛星のトランス・ポンダの数を減らしたりする。楕円偏光を使う事に依り、惑星間通信の送受信の時間は約１／２に短縮できて、衛星通信の受信側は、受信した、楕円偏光している電磁波の２つの電圧比で２つの信号を識別・分離して、それぞれを信号として処理する。この偏光モードは、アナログ信号の通信でもデジタル信号の通信でも使える技術である。楕円偏光や円偏光は、電磁波の２つの電場の偏光面が垂直に９０°ずれており、楕円偏光は電場の振幅の大きさの違う２つの電場の単振動が、時間的に１振動時間の１／４だけずれており、円偏光は２つの電場の単振動の振幅が同じであり、他は楕円偏光と同じで、２つの電場の単振動が時間的に１振動時間の１／４だけずれている。１振動時間の１／４だけ時間的に電場がずれている為に、電磁波の受信面では、電場ベクトルの先端（最大振幅点）の位置が回転している様に見えて、２つの電場の時間的な前後関係で、右偏光と左偏光の電磁波があり、これ等の偏光した電磁波の受信面での電場の変化は、円偏光では円形であり、楕円偏光では楕円に見える。楕円偏光した電磁波を放射する人工衛星が回転すると、楕円が回転して見えて、受信面での電場の楕円の軸の方向は定まっていない。楕円偏光を惑星探査機や人工衛星との衛星通信に使う場合、大気や電離層、水蒸気での電磁波の減衰を考慮すると、パラボラ・アンテナの受信点での信号を使う場合、楕円の縦、横の軸の電圧比を使って送信されて来た信号を分離・識別すれば良く、受信点での電場ベクトルの先端は、時間的に楕円の周囲を廻っており、物理現象的には、パラボラ・アンテナの受信点の、楕円偏光の電磁波の電場に依る起電力は時間的に変化しており、楕円の縦、横の電場の軸による起電力は、その最大値と最小値であり、デジタル信号やアナログ信号の最小単位の信号送出時間（信号送出時の振動の数）で、受信点の起電力を検出すれば良い。起電力の最大値・最小値は、増幅した信号を２つに分離して、一つはそのままでピーク電圧を検出し、もう一つはトランジスターで反転してバイアス電圧を加減し、この電圧のピーク電圧を検出する事で、楕円偏光の電場に依る起電力の最大値と最小値の電圧を検出する。この電圧検出動作を信号の送出最小単位時間ごとに行う事で、ＦＭ変調の掛かった電磁波でも時系列に、ピーク電圧の最大値と最小値の電圧変化を追う事で、一つの電磁波で時分割する事無く、同時に惑星探査機や人工衛星から送信されて来る２つの信号を分離・識別する事が出来る。信号の送出最小単位時間で、起電力の最大値と最小値を検出する事で、電磁波のフェージング等に依る起電力の変化を吸収していて、��つの信号が何の信号かは、送信されて来た信号に含まれている識別コード等で判断する事が出来る。  また、この発明の利点は、一つの周波数の電磁波を時分割する事無く、同時に２つの信号を楕円偏光に依って送受信する事が出来る点であり、２つの信号を同時に送受信する必要が無ければ、今までの円偏光の衛星通信と同じ様に、片方の電場で一つの信号を送受信すれば良い。もう一方の電場に信号を乗せなければ、受信側は、起電力のピーク電圧が時間的に電圧変化をしない為に、無信号の電磁波として扱う事が出来る。今までの円偏光の電磁波は、２つの電場の振幅が同じであり、２つの電場に依る起電力の、時間的なピーク電圧の変化も同じなので、出力される２つの信号は同一であり、この場合には「円偏光の電磁波を受信した」として、２つの電場に依る起電力を出力電圧として作動増幅で比較して、作動増幅の出力電圧が０の場合には、片方の電圧出力のみを信号として取り出せば良い。【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円偏光を使って、１つの電磁波で同時に２つの信号を多重通信する方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、通信分野に関する物である。
【発明の概要】
【０００２】  この発明は、惑星探査機の惑星間通信や衛星通信等で、１つの電磁波で同時に２つの信号を多重通信する為に楕円偏光を使う方法で、１つの電磁波で２つの信号を同時に送受信する事が出来るので、大量の信号の送受信の時間を短縮したり、衛星通信用のトランス・ポンダの数を減らす事が出来て、惑星探査機や人工衛星を軽くする事や、逆に、衛星放送のチャンネル数を増やす事が出来る。
【背景技術】
【０００３】  今までの惑星探査機や人工衛星の衛星通信は、地球大気の熱圏に電離層が在る為に、ラジオやＶＨＦ、ＵＨＦのテレビの放送用の電磁波の直線偏波と違い、衛星通信用の電磁波には円偏光を使っていて、その為に衛星放送のアンテナは平面状の八木アンテナとは違い、円形のパラボラ・アンテナが必要である。ただ、信号を送受信する電磁波の偏光モードに円偏光を使っている為に、同時には、１つの電磁波で１つの信号しか送受信できず、大量の信号の送受信に時間が掛かっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  惑星探査機の惑星間通信や衛星通信等で、１つの電磁波で多重通信をする事に依り、大量の信号の送受信の時間の短縮や衛星通信のチャンネル数を増やしたり、惑星探査機や人工衛星のトランス・ポンダの数を減らして、惑星探査機や人工衛星を軽くする事等。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  この為、この発明に於いては、惑星間通信や衛星通信で使っている円偏光を楕円偏光に替えて信号を送受信し、１つの電磁波で２つの信号を同時に送受信する多重通信をする事に依り、惑星間通信の通信時間を短縮したり、衛星通信のチャンネル数を増やしたり、人工衛星のトランス・ポンダの数を減らしたりする。楕円偏光を使う事に依り、惑星間通信の送受信の時間は約１／２に短縮できて、衛星通信の受信側は、受信した、楕円偏光している電磁波の２つの電圧比で２つの信号を識別・分離して、それぞれを信号として処理する。この偏光モードは、アナログ信号の通信でもデジタル信号の通信でも使える技術である。
【発明の効果】
【０００６】  この発明に依り、惑星探査機の惑星間通信の通信時間を約１／２に短縮できたり、衛星放送のチャンネル数を増やしたり、トランス・ポンダの数を減らす事に依って、惑星探査機や人工衛星を軽くしたり、１つの電磁波で同時に２つの信号を送受信できるので、予備の衛星通信回線にも使える。
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月15日(2018.3.15)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】  この為、この発明に於いては、惑星間通信や衛星通信で使っている円偏光を楕円偏光に替えて信号を送受信し、１つの電磁波で２つの信号を同時に送受信する多重通信をする事に依り、惑星間通信の通信時間を短縮したり、衛星通信のチャンネル数を増やしたり、人工衛星のトランス・ポンダの数を減らしたりする。楕円偏光を使う事に依り、惑星間通信の送受信の時間は約１／２に短縮できて、衛星通信の受信側は、受信した、楕円偏光している電磁波の２つの電圧比で２つの信号を識別・分離して、それぞれを信号として処理する。この偏光モードは、アナログ信号の通信でもデジタル信号の通信でも使える技術である。
楕円偏光や円偏光は、電磁波の２つの電場の偏光面が垂直に９０°ずれており、楕円偏光は電場の振幅の大きさの違う２つの電場の単振動が、時間的に１振動時間の１／４だけずれており、円偏光は２つの電場の単振動の振幅が同じであり、他は楕円偏光と同じで、２つの電場の単振動が時間的に１振動時間の１／４だけずれている。１振動時間の１／４だけ時間的に電場がずれている為に、電磁波の受信面では、電場ベクトルの先端（最大振幅点）の位置が回転している様に見えて、２つの電場の時間的な前後関係で、右偏光と左偏光の電磁波があり、これ等の偏光した電磁波の受信面での電場の変化は、円偏光では円形であり、楕円偏光では楕円に見える。楕円偏光した電磁波を放射する人工衛星が回転すると、楕円が回転して見えて、受信面での電場の楕円の軸の方向は定まっていない。
楕円偏光を惑星探査機や人工衛星との衛星通信に使う場合、大気や電離層、水蒸気での電磁波の減衰を考慮すると、パラボラ・アンテナの受信点での信号を使う場合、楕円の縦、横の軸の電圧比を使って送信されて来た信号を分離・識別すれば良く、受信点での電場ベクトルの先端は、時間的に楕円の周囲を廻っており、物理現象的には、パラボラ・アンテナの受信点の、楕円偏光の電磁波の電場に依る起電力は時間的に変化しており、楕円の縦、横の電場の軸による起電力は、その最大値と最小値であり、デジタル信号やアナログ信号の最小単位の信号送出時間（信号送出時の振動の数）で、受信点の起電力を検出すれば良い。起電力の最大値・最小値は、増幅した信号を２つに分離して、一つはそのままでピーク電圧を検出し、もう一つはトランジスターで反転してバイアス電圧を加減し、この電圧のピーク電圧を検出する事で、楕円偏光の電場に依る起電力の最大値と最小値の電圧を検出する。この電圧検出動作を信号の送出最小単位時間ごとに行う事で、ＦＭ変調の掛かった電磁波でも時系列に、ピーク電圧の最大値と最小値の電圧変化を追う事で、一つの電磁波で時分割する事無く、同時に惑星探査機や人工衛星から送信されて来る２つの信号を分離・識別する事が出来る。信号の送出最小単位時間で、超電力の最大値と最小値を検出する事で、電磁波のフェージング等に依る超電力の変化を吸収していて、２つの信号が何の信号かは、送信されて来た信号に含まれている識別コード等で判断する事が出来る。
また、この発明の利点は、一つの周波数の電磁波を時分割する事無く、同時に２つの信号を楕円偏光に依って送受信する事が出来る点であり、２つの信号を同時に送受信する必要が無ければ、今までの円偏光の衛星通信と同じ様に、片方の電場で一つの信号を送受信すれば良い。もう一方の電場に信号を乗せなければ、受信側は、起電力のピーク電圧が時間的に電圧変化をしない為に、無信号の電磁波として扱う事が出来る。
今までの円偏光の電磁波は、２つの電場の振幅が同じであり、２つの電場に依る起電力の、時間的なピーク電圧の変化も同じなので、出力される２つの信号は同一であり、この場合には「円偏光の電磁波を受信した」として、２つの電場に依る起電力を出力電圧として作動増幅で比較して、作動増幅の出力電圧が０の場合には、片方の電圧出力のみを信号として取り出せば良い。