CS・BS実験実施本部

MCPC/SCPC局（本所）

　　CS実験状況の概要
　1.　衛星とう載ミッション機器の特性測定
　ミッション機器の特性は，衛星の打上げ以来ほぼ半年 ごとの定期点検において，衛星の送信電力，周波数特性， アンテナの放射特性等を測定し，経年変化をは握してい る。
　この結果，中継器（初期段階で故障した準ミリ波中継 器2台を除くマイクロ波帯2台，準ミリ波帯4台）と成 形アンテナ（マイクロ波帯・準ミリ波帯共用）は所定の 性能を有し，打ち上げ前と同等の性能であることを確認 し，精度のよい遠隔測定の手法も開発している。
　なお，昨年8月の第3回定期点検では，衛星のスピン 軸を傾げてアンテナ特性の測定を行い，少数の地球局に よっても広範囲なアンテナ特性を測定できることを確認 した。
　2.　衛星通信システムとしての伝送実験
　　(1)　通信方式の検討及び伝送品質の評価に関する実 験
　本項目では，実験参加地球局の特性及び衛星回線の基 本伝送特性の測定を行っている。
　春季及び秋季の衛星の蝕時には，地球の影に入るため 衛星の温度が急激に変化する結果，中継器の周波数変動 が予測された。しかし測定の結果，その変化は準ミリ波 帯においても数kHz以内にすぎず，通信に大きな影響 を与えないことが分かった。また，春分の前及び秋分の 後の数日間，数分間にわたって太陽が地球局のアンテナ ビーム内に入り，通信に影響を与える太陽雑音の妨害が 発生する。そこでアンテナ直径，周波数帯等のパラメー タを定量的に取り扱うことにより，妨害度を予測する技 術を確立しつつある。
　そのほか，各変調方式について基本伝送特性の測定を 行い，回線設計及び降雨マージンの設定基準を確立して いる。
　　(2)　新しい通信方式の開発に関する伝送実験
　本項目では，双方向画像通信，データ通信等の実験を 行い，良好な結果を得ている。また，多数の小規模局が 同一の中継器を共用する場合の運用条件を決定するた め，多数の送信波による干渉（相互変調積）の発生状態 を種々の動作点において測定し，共通増幅時の基本特性 を得ている。
　3.　伝搬特性の測定と評価に関する実験
　各地において準ミリ波ビーコンを受信し，電波の減衰 の時間率と降雨強度の関係を測定しているほか，テレメ トリ情報を利用して上り回線減衰特性，ダイバーシチ効 果，交差偏波識別度の劣化特性などの測定を行ってい る。これまでの結果から，下り回線の減衰が10dB及び 20dBを超える時間率は，CS主局（鹿島）においてそ れぞれ0.016％（1年間で約1時間25分）及び0.0035％ （同約18分）程度であることが分かった。
　また，約21�q離れた副固定局（横須賀）と電界強度 測定装置（横浜市杉田）の間でダイバーシチ受信を行う ことにより，減衰が10dBを超える時間率が一局受信に おける0.03％（同約2時間38分）から0.0018％（同約9 分）に改善されることが分かった。
　4.　衛星通信システムの運用技術に関する実験
　　(1)　多元接続実験
　多元接続技術として，TDMA（Time Division Multiple Access） 方式及びSCPC（Single Channel Per Carrier） 方式について試作装置を用いて実験を行って いる。
　TDMA方式については，符号誤り率特性，初期接続 特性，同期特性などについて実験を行った。準ミリ波に おいては信号品質の劣化要因としてスピンによる受信レ ベル変動の影響が大きいが，その他の諸特性については 良好であることを確認した。
　SCPC方式については，符号誤り率測定，電話及びフ ァクシミリの伝送実験を行い，符号誤り率が10^-3まで は通話に影響を与えるような劣化が生じないことを確認 した。
　　（2）　車載局及び八丈島局による回線設定実験
　準ミリ波車載局及びマイクロ波車載局は，それぞれ 京都，尾鷲，青森をはじめ宮古島等の離島へも移動し， 回線設定実験を行った。この結果，それぞれ基本特性は 良好であること，マイクロ波車載局のような小型地球局 からのカラーテレビ信号伝送が十分可能であることが明 らかになった。また，離島との通信を想定して八丈島局 と副固定局の間で実験を行い，十分な品質の電話及びカ ラーテレビ回線が設定できること等を確認した。
　　5.　衛星運用管制技術に関する実験
　衛星の追跡，状態監視及び制御は，CS主局及び副固 定局により，宇宙開発事業団と密接な連絡を保ちながら 実施している。
　衛星の軌道決定に必要な追尾データは，衛星までの距 離及び衛星の方位データがあり，開発した数種類の距 離測定の方式はいずれも十分な精度を持ち，方位測定に おげる地球局のアンテナの角度データは，光学観測デー タ等と比較した結果，十分精密であることが確かめられ た。また，複数の地球局を用いることにより，小規模局 （アンテナ直径2m）による簡易な方式によっても十分 実用的な測定データが得られることが分かった。衛星を 決められた静止位置（東西，南北それぞれ±0.1°以内） に保つため，地上からのコマンドにより軌道制御実験を 行っている。この結果，当所と日本電信電話公社がそれ ぞれ独自に開発した衛星運用管制システムの機能が正常 に動作し，ほぼ目的どおりの制御が行えることを確認し た。また，衛星の姿勢も±0.1°以内に保持できることを 確認した。
　衛星の管制用として，衛星の軌道及び姿勢を決定する ためのプログラムの規模が，従来の1／10程度になるソフ トウェアシステムを開発し，静止衛星の運用上十分な精 度を持つことを確認した。この結果，小型のコンピュー タによっても十分精密な制御が行えるようになった。
　そのほか，衛星の管制ソフトウェアの汎用化も行った。
　　BS実験状況の概要
　1.　放送衛星システムの基本的技術に関する実験
　　(1)　受信可能区域及び全国各地の受信評価
　晴天時の受信評価は，国内の大部分の地点では直径1 m，椎内等では直径1.6m，また，小笠原，南大東，与 那国等では，直径4.5m程度のアンテナで，当初の計画 どおり良好な映像及び音声が得られた。
　都市での受信評価については，BSからの電波の仰角 が大きいこと，指向性の鋭いアンテナを使用すること等 により，建造物，移動体等から受ける妨害範囲は地上放 送と比較して著しく狭いことが分かりた。
　太陽雑音妨害は，発生時刻は予測どおりであり，ま た，テレビの率品質は若干劣化したが，その継続時間 は，降雨による減衰と比較すると十分小さいことが分か った。
　また，積雪したアンテナでは受信評価がときとして劣 化することが分かった。このため，積雪対策として安価 なレドームの開発などの検討が必要である。
　一方，全国各地へ移動した可搬型送受信局から送信し た場合のBS電波の画質と伝送特性は，いずれも良好で あり，実際の放送への適用は可能であることが明らかと なった。
　　(2)　基本伝送特性とミッション機器の特性
　衛星中継器の伝送特性は，いずれも設計値あるいは打 上げ前の測定値とほぼ一致しており，また打上げから一 年半までの間に大きな経年変化はないことが分かった。
　テレビ信号伝送特性は，BSの初期点検及び半年ごと の定期点検時に測定を行い，映像，音声共に衛星中継器 による特性の劣化はほとんどないことが分かった。
　　(3)　特殊方式伝送特性
　将来多様化，高度化する放送需要にそなえて新しい放 送システムや放送技術についての可能性を調査するた め，音声多重信号の伝送実験，文字多重信号の伝送実 験，商品位テレビ信号の輝度信号（Y信号）／色信号（C 信号）分離方式による伝送実験，静止画放送信号の伝送 実験，高精度の時刻及び周波数標準の分配方式の実験， PCM伝送方式による高品質ステレオ音声信号の伝送実 験を実施し，それぞれの有効性を裏付ける基礎資料を得 た。例えば，Y／C分離伝送方式の実験では走査線数 1125本の高品位テレビ信号をFM伝送し，東京及び大阪 で受信画質の評価を行った結果，1.6m程度の小型アン テナによっても高品位テレビ信号の受信が可能であるこ とが分かった。
　　(4)　電波伝搬特性
　BSでは12GHz帯を使用しており，受信品質に対す る降雨減衰の影響が予想されるため，地域条件，気象条 件を考慮して全国各地に配置した受信専門局においてB S電波を受信し，それぞれの地点での降雨減衰と降雨強 度の関係についての資料を得た。また，BS主局（鹿島） においては，ビーコン信号を受信して，降雨減衰特性， 交差偏波特性等の測定を実施し，これらの特性と降雨強 度の関係についての資料を得た。
　　(5)　周波数共用
　下り回線干渉は，BSの下り回線と地上SHF放送波 との干渉実験を行った結果，衛星放送周波数と地上SH F放送周波数は，かなり接近して使用できること及び周 波数が重なった場合でも，衛星放送受信アンテナの仰角 が大きく，またアンテナ特性が鋭いので，妨害が生ずる ことはほとんどないことが明らかになった。
　上り回線干渉は，放送衛星相互間の干渉，放送衛星回 線と固定衛星回線の間の干渉について測定し，有用な結 果を得た。
　　(6)　地上施設の特性
　BS主局，可搬A局（組立て型）及び可搬B局（車載 型）について定期的に特性測定を実施しているが，高調 波特性，ベースバンド特性とも経年変化はほとんど認め られず，安定に動作している。
　受信専門局及び簡易受信装置は，これまで3回にわた り全装置一斉に性能確認，経年変化の調査，受信画質評 価等を実施し，ほぼ予想どおりの良好な結果を得てい る。
　2.　衛星管制の運用と技術
　　(1)　運用管制
　衛星の追跡，状態監視及び制御は，BS主局のKバン ド追跡管制（TT＆C）システムを使用し，主として実 験のために必要な項目について宇宙開発事業団と1密接な 連絡を保ちながら実施している。定常的にはテレメトリ データを常時取得して，BSの状態監視を行い，BSの 追跡及び距離測定を行うとともに，中継器切替え等のコ マンド送信を行い，放送衛星の運用についての貴重なデ ータを得ている。
　　(2)　運用管制技術
　1局追跡と複数局追跡による軌道決定比較では，複数 局の場合，測距データのみで十分可能であるが，1局だ げの場合，測距データのみでは不十分なので，分解能の 高い角度データを併用する可能性について検討を行って いる。また，送信するテレビ信号に含まれているテレビ 同期信号を利用した測距方式は，放送衛星の軌道決定に とって十分な精度を持つことが分かった。
　3.　衛星放送システム運用制御技術
　地上送信局の送信電力を，降雨減衰を補償するように 制御し，衛星の受信入力レベルを一定にすることを目的 とする地上送信局の電力制御実験が行われ，簡単な装置 により容易に実現可能であることが分かった。
　全国各地の送信局からテレビジョン信号を順次円滑に 切り替えて送信するための制御装置の性能確認を実施 し，視覚上問題のない切替えが可能であることが確認さ れた。
　なお，本報告は，本年初頭までのものであり，本年5 月及び6月に生じたBSトランスポンダの不具合に関す る調査検討結果は含まれていない。

（衛星通信部　主任研究官　山田勝啓）

若井　登・古濱　洋治

（企画部長・電波部　超高周波伝搬研究室長）

皆越　尚紀

シンポジウムの開会式

　この種のシンポジウムは，国際電波科学連合（URSI） の第16回総会（1969年オタワ）で出された，電離層観測 手段としての衛星ビーコン電波の有用性に対する考察と 勧告がきっかけで，1970年西ドイツのリンダウで開かれ たのが最初である。その後，1974年以来衛星ビーコン電 波の利用に興味をもつ専門家グループ （COSPARBeacon Satellite Group）が音頭を取り，およそ2年毎に 主要題目を選定し，宇宙空間研究委員会（COSPAR）と URSIの後援を受けてシンポジウムを開いている。
　今回は5回目に当たり参加者は18ヶ国からの52名で， （内訳を表1に示す）表2に示すように5つの主要題目 にわたる37件の論文発表と，その他に Satellite Beacon Groupの将来についての討論，未来衛星のビーコン電 波による電離層研究の問題についての報告とパネル討論 が行われた。

表１　シンポジウム参加国と人数

表２　シンポジウムの主要題目と発表論文数／プログラム論文数

　Session �T，�Oでは伝搬の遅延時間の予報，電波干渉 計の評価，宇宙航行の補正など，電離層電子が及ぼす悪 影響についての議論が多かったが，ビーコン電波をHF 加熱などによる電離層変調の診断に利用する提案も出さ れた。�Uでは日変化季節変化特性，地磁気・太陽活動と の相関などmorphologyに関する報告が大部分だった。 �V，�[の多くは地磁気嵐に関するものであったが，移動 性電離層嵐（TID）との関連や変動の周期成分に着目 したものもあった。�Wではビーコン電波を利用した陽子 圏電子数の測定方法と従来のホイッスラー観測方法の比 較検討，観測結果に基づく電離圏と陽子圏の結合の解析 などが発表され，データの蓄積につれてこの研究は今後 発展するように思えた。�X，�Zでは，やはり赤道地域の 電離層不規則構造の研究が最も盛んで，種々の観測手段 を用いた総合観測によって，その発生機構が一層明らか になりつつある。一方中緯度地域は，まだ観測データが 少なく遅れているようだ。オ-ストリアのDr.Leitiner は，中緯度地域での長期間の連続観測の必要性を総 括論文で強調していた。今後の研究課題のひとつとし て，アメリカのDf.Linらによる，電離層通過電波の 振幅，位相情報から不規則構造を再生する試みはおもし ろいと思った。総電子数やシンチレーションの morphologyに関する報告では，インドの研究者がETS-�U の136MHz波を利用して精力的に観測しているのが目 についた。ETS-�Uの電波はアジア地域が主体であるが， かなりの国の研究者が利用しており，利用者はもとより 参加者の多くがETS-�Uの今後の運用には強い関心を持 ち，会議の席でも質問を受けた。
　筆者は1977年以来，主にETS-�Uを利用して定常的に 観測している電離層シンチレーションとファラデー回転 に関する研究成果と，1979年3月に発生した地磁気嵐に 伴う大シンチレーションの観測結果を，それぞれ Session�U及び�Zで発表した。日本からは，1970年の最初 のシンポジウムに中田第二特別研究室長（当時）が参加 して以来ということもあって，筆者の拙い英語にもかか わらず，反応は非常に好意的であった。
　はじめての外国出張で，言葉の不自由さはもとより， 生活環境習慣の違いに緊張して大変疲れたが，最新の世 界情勢を知ることができた上，この分野の長老や著名な 研究者達と親しく討論したり歓談できたことは，有意義 かつ貴重な体験であった。すがすがしい緑と落着いた石 造りの建物，そしてショパンの生家訪問や，豪華な館で の宴会（banquet）など開催者の親切なもてなし，…… 短いながらも思い出深いポーランド滞在であった。
　終りに今回のシンポジウムに出席する機会を与えて下 さった所長をはじめ幹部の方々に深謝致します。また出 張の事務手続等でお世話になった総務，企画，電波各部 の担当官に厚くお礼申し上げます。

（第一特別研究室　主任研究官）