JP2643964B2 - フィルタ相互結合マトリックスを備えた衛星通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術的分野 本発明は広く、通信システムにおける信号の分野およ
び経路を定める装置に関するものであり、特に地上基地
間の送受信通信リンクとして機能する静止通信衛星を用
いるものに関する。更に、本発明は、アップリンクおよ
びダウンリンク用の周波数スペクトルが各ゾーンについ
て同じである他のゾーンの基地と、人工衛星によってサ
ービスされる１つのゾーンにおける基地と相互結合する
ため通信衛星において使用するためのフィルタ相互結合
マトリックスに関するものである。

技術的背景 通信衛星において使用されたようなマイクロ波通信シ
ステムに関して、マイクロ波チャンネルフィルタが周波
数に従う受信アンテナビーム信号を分離するために備え
られている。従来のシステムにおいては、ビームの偏波
および空間的独立が割当てられた周波数スペクトルの再
使用を許容するために用いられていた。このシステムは
しばしば２組のチャンネルフィルタによって設計された
が、そこでは与えられた偏波の受信アンテナビーム信号
は全てその偏波に対応する１組のフィルタによってフィ
ルタされる。フィルタセット中の隣接するフィルタ間の
分離を改善するため、このフィルタは２つの群へ分けら
れ、一方の群は全て奇数番号のフィルタを含み、他方の
群は全て偶数番号のフィルタを含む。しかしながら、分
離されたビームの数が増加されるとき、全てのユーザの
相互結合は非常に複雑となり、周波数スペクトルの再使
用の数を制限する要因の１つである。

上述のフィルタ装置は複数の地域上に割当てられたア
ップリンクおよびダウンリンク周波数スペクトルを再使
用し、ある１つのゾーンの小さな地上基地と他のゾーン
の基地とを相互結合することが望ましい新しい通信衛星
にはとって適切ではない。このような通信衛星の例は同
日出願のPCT/US87/01728号（特許出願公表昭64−500478
号）明細書に開示されている。その明細書に開示された
システムにおいて、通信衛星は有効な帯域幅と同様に人
工衛星EIRPを最大にする方法で多数の非常に小さな口径
の地上基地を相互結合する。このシステムは実質的にEI
RPを増加し割当てられた周波数スペクトルの多重再使用
を許容するダウンリンク上の非常に密接に隣接するビー
ムを用いる。結果として、ポイント−ポイントサービス
のために提供され得る通信の数は最大にされる。高い多
重搬送波送信器効率が、相互変調積の分散の結果として
達成され、ダウンリンクチャンネル上の雨の悪影響は貯
蔵された送信器電力の使用によって容易に克服される。
多くのユーザの相互結合はフィルタ相互結合マトリック
スと非常に方向アドレス可能なダウンリンクビームの結
合によって達成される。

発明の解決しようとする課題 このような衛星通信システムにおいて解決しなければ
ならない問題の１つは、周波数の多重使用をするときの
隣接する２つのゾーンの互いに接近して配置された２つ
の基地局が同じ受信チャンネルで異なった通信信号を受
信する混信の問題である。すなわち所望の信号の外に隣
のゾーンの近接した基地局で受信すべき意図していな
い、すなわち、妨害となる信号を受信することを阻止す
ることが必要である。

本発明の目的は、アップリンクビームとダウンリンク
ビームとを相互結合するための通信接続装置において各
ゾーンで同じ周波数を再使用する非常に多数のチャンネ
ルを有するシステムの各チャンネル間の分離を確実に行
うことのできるようにすることである。

課題解決のための手段 この目的は、本発明による衛星通信装置によって達成
される。本発明の衛星通信装置は、地上の領域に配置さ
れた複数の基地間の通信接続を行い、前記領域中の複数
のアップリンクゾーンのそれぞれ異なるものからの複数
のアップリンクビームを受信する受信手段と、複数のダ
ウンリンクビームを前記ゾーンへ送信する送信手段とを
具備している通信衛星において使用され、受信信号を前
記地上の領域内の目的基地へ導くために前記通信衛星に
おいて前記受信信号と前記送信信号とを相互接続する衛
星通信装置において、 前記アップリンクビームはそれぞれ前記ゾーン内の区
域とそれぞれ関連する複数のチャンネルを含む複数の受
信信号を含んでおり、前記ダウンリンクビームはそれぞ
れ前記ゾーン内の区域とそれぞれ関連する複数のチャン
ネルを含む複数の送信信号を含んでおり、前記受信信号
と前記送信信号は各ゾーンにおいて同じ周波数帯域であ
り、前記受信信号を受信するために前記ゾーンとそれぞ
れ対応している複数の入力部と、前記送信信号を出力す
るために前記ゾーンとそれぞれ対応している複数の出力
部と、前記入力部と前記出力部との間に結合され、前記
入力部から前記出力部に信号を導くフィルタ相互結合マ
トリックスとを具備し、 このフィルタ相互接続マトリックスは、前記受信信号
をチャンネルに分離するために各受信信号を選択的に瀘
波するための複数のグループとして配置された複数のフ
ィルタを具備し、各グループのフィルタは受信信号の電
力を第１と第２の部分に分割する分割器を介して前記入
力部の１つに結合されて受信信号の電力の第１と第２の
部分をそれぞれ瀘波する２つのサブグループを構成して
おり、各フィルタは関係する１つのチャンネルのみの瀘
波を行い、フィルタのサブグループはチャンネルの予め
定められたサブグループを形成するようにそのサブグル
ープの各チャンネルに対応するフィルタによって構成さ
れ、各サブグループのチャンネルの一部の出力は他のグ
ループのサブグループの１つのチャンネルの一部の出力
と結合されて対応するチャンネルで所望の領域に導かれ
る送信信号を前記出力部に出力することを特徴とする。

図面の簡単な説明 第１図は通信衛星の斜視図であり、アンテナサブシス
テムを示す。

第２図は第１図に示されたアンテナサブシステムの頂
部から見た図である。

第３図は第２図のライン３−３に沿って得られた断面
図である。

第４図は第２図のライン４−４に沿って得られた断面
図である。

第５図は合衆国の図であり、本発明の人工衛星によっ
てカバーされる多重の隣接する受信ゾーンを示し、適用
範囲の主要領域はハッチングで示され、競合範囲の領域
は点描によって示されている。

第６図は通信衛星のための通信用電子装置のブロック
図である。

第７図は入力を有するポイント−ポイント受信供給ホ
ーンを第６図に示された通信用電子装置へ相互結合する
結合網の概略図である。

第８図はポイント−ポイントシステムのための受信ゾ
ーンと送信ゾーンを接続するために用いられる相互結合
チャネルの基準図である。

第９図は人工衛星によってカバーされる多重隣接送信
ゾーンを示す合衆国の概略図と、合衆国にわたる、各ゾ
ーンのための相互結合されたチャンネルの地域配分の概
略図である。

第9A図は東西方向においてビームの中央からの距離に
関してポイント−ポイントシステムにおける各ゾーンの
ための送信アンテナビームの利得の変化を示すグラフで
ある。

第9B図は南北方向における利得の変化を示す第9A図と
同様のグラフである。

第10図はポイント−ポイントシステムにおいて用いら
れたフィルタ相互結合マトリックスの詳細な概略図であ
る。

第11図はポイント−ポイントシステムにおいて用いら
れたビーム形成回路網の詳細な図である。

第12図は第11図に示されたビーム形成回路網の一部の
拡大された断片図である。

第13図はポイント−ポイントシステムのための送信ア
レイの前面図であり、各送信素子における水平スロット
は図を簡潔にするため示されていない。

第14図は第13図に示されたアレイの送信素子の側図で
あり、素子のための集合供給回路網を示す。

第15図は第13図の送信アレイにおいて用いられる送信
素子の１つの斜視図である。

第16図はポイント−ポイントシステムのための受信供
給ホーンの前面図である。

第17図は送信波と、ポイント−ポイントシステムのた
めの送信供給アレイの一部との関係を示す概略図であ
る。

好ましい実施例の説明 第１図乃至第４図を参照すると、地球表面上の静止軌
道に位置する通信衛星10が示されている。以下に更に詳
細に説明されるが人工衛星のアンテナシステムは典型的
に、アンテナシステムが地面に関して一定の方向を維持
するように地球方向プラットホーム上に取付けられる。

人工衛星10は、特定の周波数帯域、例えば静止衛星サ
ービスKu帯域における２つの異なるタイプの通信サービ
スを与えるハイブリッド通信型人工衛星である。以下に
ポイント−ポイントサービスと呼ばれるようなタイプの
通信サービスは比較的狭い帯域の音声およびデータ信号
の非常に小さな口径アンテナターミナル間で送受信通信
を行う。周波数分割多重アクセス（FDMA）の使用および
割当てられた周波数スペクトルの再使用によって、数万
のこのような通信チャンネルは単一の線形偏波において
同時に適応される。人工衛星10によって提供されたほか
のタイプの通信サービスは放送サービスであり、それは
他の線形偏波で伝達される。放送サービスはまず、人工
衛星10によって提供された地球の至る所でビデオおよび
データの一方向の配給のため用いられる。このように、
送信アンテナビームは全地域をカバーする。この説明に
おいて例として、ポイント−ポイントおよび方送サービ
スの両方によってサービスされる地理的範囲がアメリカ
合衆国であると仮定する。従って、放送サービスは以下
にCONUS（Continental United State）と呼ばれる。

人工衛星10のアンテナシステムは通常の無方向性アン
テナ13および各々ポイント−ポイントおよびCONUSシス
テムを提供するための２つのアンテナサブシステムを含
む。ポイント−ポイントアンテナサブシステムが送受信
通信のため地上基地を相互通信するため設けられる。CO
NUSアンテナシステムはアメリカ合衆国全土をカバーす
る広いパターン上で地上の１以上の特定の位置によって
受信される信号を放送するトランスポンダとして機能す
る。ポイント−ポイント送信信号およびCONUS受信信号
は垂直偏波される。CONUS送信およびポイント−ポイン
ト受信信号は水平偏波される。このアンテナシステムは
２つの反射鏡12a,12bを有する大きな反射鏡アセンブリ1
2を含む。２つの反射鏡12a,12bは共通軸を中心に互いに
回転されそれらの中間点で交差する。反射鏡12aは水平
に偏波され水平偏波された信号によって動作するが、一
方、反射鏡12bは垂直に偏波されそれ故に垂直偏波され
た信号によって動作する。結果的に反射鏡12a,12bの各
々は他方の反射鏡12a,12bが送信する信号を反射する。

周波数選択スクリーン18は半分に分けられた部分18a,
18bを含んでおり、スクリーンの半分18a,18bは第２図で
最もよくわかるように人工衛星10を直径方向に通過する
中心線の反対側に配置されて支持体30を取付けられてい
る。周波数選択スクリーン18は周波数の異なる帯域を分
離するためのダイプレクサとして機能し、銅のような任
意の適切な材料から形成された分離した導電素子のアレ
イを含む。様々な種類の既知の周波数選択スクリーンが
このアンテナシステムにおいて用いられてもよい。しか
しながら、シャープな変化特性と、互いに比較的接近し
ている２つの周波数帯域を分離する能力を示す１つの適
切な周波数選択スクリーンは米国特許出願（整理番号PD
−85512号）明細書に開示されている。周波数選択スク
リーン18はCONUSおよびポイント−ポイントサブシステ
ムの両方のための送信されたおよび受信された信号を効
果的に分離する。スクリーン18の２つの半分の部分18a,
18bは水平および垂直偏波される個々の信号を分離する
ように各々適合される。

信号ビームによって全国をサービスするCONUSサブシ
ステムはこの例ではその送信機82として高電力進行波管
増幅器を各々有する８個の通常のトランスポンダを有す
る（第６図参照）。CONUS受信アンテナは垂直偏波を用
い、ポイント−ポイント送信システムと垂直偏波された
反射鏡12bを共有する。CONUS受信信号は周波数選択スク
リーンの半分の部分18bを通過し、反射鏡12bの焦点平面
28に置かれた受信供給ホーン14上に焦点を結ぶ。そのよ
うに形成されたアンテナパターンはCONUSをカバーする
ように形作られている。CONUS送信アンテナは水平偏波
を用い、ポイント−ポイント受信システムと反射鏡12a
を共有する。送信供給ホーン24からの信号放射は水平偏
波の周波数選択スクリーン18aによってその第２のパタ
ーンがCONUSをカバーするように形作られている反射鏡1
2aへ反射される。

ポイント−ポイントサブシステムは広く送信アレイ2
0,サブ反射鏡22、および受信供給ホーン16を含む。後に
更に詳細に説明されるが送信アレイ20はスクリーン18の
すぐ下の支持体30上に取付けられている。サブ反射鏡22
は送信アレイ20の前方でスクリーン18のわずかに下に取
付けられている。送信アレイ20から放射する信号はサブ
反射鏡22によってスクリーン18の一方の半分の部分18b
上へ反射される。主反射鏡12とサブ反射鏡22とは送信ア
レイ20から放出する信号のパターンを効果的に拡大し拡
張する。サブ反射鏡22から反射された信号は順次スクリ
ーン18の半分の部分18bによって大きな反射鏡12b上へ反
射され、それは順次ポイント−ポイント信号を地上へ反
射する。この装置によって、大きな口径の位相アレイの
性能が得られる。受信供給ホーン16は反射鏡12aの焦点
面26に位置される。それは第16図に示されている４個の
主ホーン50,54,58,62と３個の補助ホーン52,56,60から
成る。

次に第13図乃至第15図を参照すると、送信アレイ20は
第13図に示されるように、アレイを形成するため平行関
係で配置された複数の、例えば40個の送信導波管素子10
6を含む。送信導波管素子106の各々は垂直偏波信号を発
生する複数の、例えば26個の水平で、垂直に間隔を置か
れたスロット108を含む。第14図に示されるように、送
信アレイ20は、４つの場所114でアレイ素子を励振する
全体番号110によって示された集合供給回路設によって
送信信号を供給される。集合供給回路網110の目的は送
信導波管素子106に対して広帯域を整合を行うことであ
る。導波管開口112への信号入力は、スロット励振が南
北方向における偏平パターンを与えるように設計される
ようにアレイスロット108を励振する。

水平偏波ポイント−ポイント受信システムによって供
給されたほぼ方形のビーム適用範囲が示されている第５
図を参照する。この特定の例において、ポイント−ポイ
ントシステムによってサービスされる領域はアメリカ合
衆国である。ポイント−ポイント受信システムは４つの
アップリンクゾーン32,34,36,38からそれぞれ人工衛星
へ放射する４つのビームR1,R2,R3,R4を含み、ビームR1
乃至R4の各々は各ゾーン32,34,36,38において個々の位
置（site）から発する複数の個々のアップリンクビーム
から成り、その位置から個々の信号を伝達する。個々の
位置からのアップリンクビーム信号は各ゾーンのための
複数のチャンネルへ配列される。例えば、ゾーン32はゾ
ーン32で対応するアップリンク位置から数百の個々のビ
ーム信号を伝達するこのようなチャンネルの各々によっ
て複数の、例えば16個の27MHzチャンネルを含んでもよ
い。

各々符号32,34,36,および38によって示されている４
つのビームパターン輪郭の各々についての信号強度はそ
れら各ビームのピークからおよそ3dB下である。アンテ
ナビームはハンチング範囲39,41,43,45において周波数
スペクトルの４倍の再使用を可能にするためそれらの間
で充分な分離を達成するように設計されている。点描範
囲40,42,および44において、この分離は隣接するゾーン
において発する同じ周波数の信号間の識別には不十分で
ある。これらの範囲で発する各信号は２つのダウンリン
ク信号を発生し、一方は予定されたものでありもう一方
は臨時的なものである。これらの領域において臨時信号
の発生については以下に更に詳細に論議される。

ビーム32,34,36,38によってカバーされた４つのゾー
ンは幅が等しくない。ビーム32によってカバーされる東
海岸ゾーンはおよそ1.2度の広がりである。ビーム34に
よってカバーされる中央ゾーンはおよ1.2度の広がりで
ある。ビームパターン36によってカバーされる西中央ゾ
ーンはおよそ2.0度の広がりである。ビームパターン38
によってカバーされる西海岸ゾーンはおよそ2.0度の広
がりである。４つの受信ゾーン32,34,36および38の各々
の幅は基地数および国の様々な範囲での人口密度によっ
て決定される。従って、ビームパターン32は合衆国の東
部における比較的高い人口密度に適応するために比較的
狭く、一方、ビームパターン36は山岳地帯における比較
的狭い人口密度のため比較的広い。各ゾーンが全周波数
スペクトルを用いるので、ゾーンの幅は人口密度の高い
地域においてはチャンネル使用についての高い要求に適
応させるため狭くされている。

第９図に示されるように、ポイント−ポイント送信シ
ステムは各々４つの送信ゾーン31,33,35,37をカバーす
る４つのビームT1,T2,T3,T4から成り、その各ビームT1
乃至T4はそれぞれ各ゾーン31,33,35,37の個々のダウン
リンク位置について予定された複数の個々のダウンリン
クビームからなり、個々の信号をその位置へ伝達する。
個々のダウンリンク位置で受信されるように予定された
ダウンリンクビーム信号は各ゾーンのための複数のチャ
ンネルへ配列される。例えば、ゾーン31は数百の個々の
ビーム信号をゾーン32の対応するダウンリンク位置へ伝
達するこのようなチャンネルの各々による複数の、例え
ば16個の27MHzチャンネルを含んでもよい。

幅の等しくない多重ダウンリンクゾーンおよびダウン
リンクゾーンの使用は、相互変調積の大部分が地上基地
で受信されることが妨げられるように地理的に分散され
るよう以下に論議される固体電力増幅器によって発生す
る相互変調積の生成を助ける。真の効果は、システムが
更に相互変調積を黙認できるので、増幅器が更に効果的
に動作されることである。送信ゾーン31,33,35,37の幅
が受信ゾーンR1,R2,R3,R4のそれらとほぼ同じであるけ
れども、２つの組の小さな差はシステムの容量を最良に
するために発見された。

個々の送信ビーム29の電力が半分になる位置のビーム
の幅は実質的に、送信ゾーン31,33,35,37の幅よりも狭
い。このことは所望された高利得を生じ、受信ゾーン配
列を特徴とする競合範囲のゾーン40,42,44を避ける。こ
れらの個々のビーム29は個々の目的基地の方法でダウン
リンクEIRPを最大化するためゾーン中に向けられなけれ
ばならない。送信ポイント−ポイント周波数アドレス可
能狭帯域29は、その見掛けの大きさが主反射鏡12bおよ
びサブ反射鏡22を含む２つの同じ焦点のパラボラによっ
て拡大されるアレイ20によって生成される。各ビーム29
の東西方向は送信素子20のアレイ106に沿ってその信号
の位相経過によって決定される（第13図および第15
図）。この位相経過は以下に論議されるビーム形成回路
網98によって確立され、信号周波数の関数である。送信
アレイ素子20の各々は後に論議される固体電力増幅器に
よって駆動される。アレイ素子106へ供給される電力は
均一ではなくその代わりに10dB以上低いエッジ素子まで
次第に弱くなっている。次第に弱くなるビーム29は送信
アレイ素子20の位置に従って送信利得を調節することに
よって達成される。励起パターンは第9A図に示された送
信の２次パターンの特徴を決定する。第９図を参照する
と、送信ゾーン31,33,35,37の間の最も接近した空間ゾ
ーン31と33の間に発生し、それはおよそ1.2度である。
このことは特定の周波数を用いるゾーン33へアドレスさ
れる信号がそのビーム中心から1.2度のサイドローブに
よってゾーン31において同じ周波数を用いる信号と干渉
することを意味する。しかしながら、個々の送信利得は
低いサイドローブレベルを提供するように調節され、そ
れによって隣接するゾーンにおける周波数再使用を許容
する。第9A図を参照すると、ビーム中央からこの角度で
のサイドローブが更に30dB以上小さく、そのためこのよ
うな干渉が無視してよい程度に小さいことがわかる。ゾ
ーン35および37における同じ周波数使用は更に角度が移
動され、この故にこれらのゾーンにおけるサイドローブ
の干渉は一層小さい。

第9B図は南北方向の送信ビームパターンの説明であ
る。各送信導波管素子106の26個のスロット108はほぼ平
坦な南北パターンを形成するように励振され、南北照準
方向からプラスマイナス1.4度のカバーされた範囲に広
がる。

ポイント−ポイントおよびCONUSシステムの両方は同
じアップリンクおよびダウンリンク帯域を用い、ポイン
ト−ポイントシステムはそのアップリンク偏波のため水
平偏波を用い、CONUSシステムは先に記述されたように
垂直偏波を用いる。例えば両方のサービスは同時に、1
1.7GHzと12.2GHzの間の全500MHzダウンリンク周波数帯
域と、14GHzと14.5GHzの間の全500MHzアップリンク周波
数帯域とを持いる。ポイント−ポイントサービスを用い
る受信ゾーン32,34,36,38と送信ゾーン31,33,35,37の各
々は全周波数スペクトル（即ち500MHz）を用いる。更
に、この総周波数スペクトルは複数のチャンネル、例え
ば各々が27MHzの有効な帯域幅と30MHzの間隔を有する16
のチャンネルへ分割される。次に、16個のチャンネルの
各々はおよそ800のサブチャンネルを適用してもよい。
この故に、およそ12,500（16チャンネル×800サブチャ
ンネル）の各ゾーンで32キロビット毎秒のチャンネルが
任意の与えられた瞬間で適応される。以下に説明される
ように、ポイント−ポイントシステムの通信構成は任意
の基地が任意のその他の基地と直接通信することを許容
する。従って、単一偏波中で、合計50,000のサブチャン
ネルが全国的に適応される。

第１図、第２図、第６図、第７図、および第16図を特
に参照すると、ポイント−ポイント受信供給アレイ16は
７個の受信ホーン50乃至62を用いる。ホーン50,54,58,
および62は各々ゾーン32,34,36,および38から信号を受
信する。ホーン52,56および60は競合範囲40、42および4
4から信号を受信する。一連のハイブリッドカップまた
は電力分割器C₁乃至C₉を用いて、ホーン50乃至62によっ
て受信された信号は４つの出力64乃至70へ結合される。
例えば、競合範囲44の領域から発し、ホーン60によって
受信される信号はカップラC₂によって分割され、分割さ
れた信号の部分はカップラC₁およびカップラC₄へ各々分
割され、分割された信号はそれぞれホーン58,62によっ
て受信された入力信号と結合される。同様に、競合範囲
42の領域から発し、ホーン56によって受信される信号は
カップラC₅によって分割される。分割された信号の一部
はカップラC₃によってカップラC₄の信号出力と結合さ
れ、一方、分割された信号の残りの部分はカップラC₇に
よってホーン54によって受信された信号と結合される。

CONUSおよびポイント−ポイントシステムの両方のた
めの信号の受信および送信用の電子装置をブロック図で
表す第６図が特に注目される。ポイント−ポイント受信
信号64−70（第７図参照）は第７図のポイント−ポイン
ト受信供給回路網から得られ、一方CONUS送信信号72はC
ONUS受信供給ホーン14から得られる（第１図およひ第３
図）。ポイント−ポイントおよびCONUS受信信号は５つ
の対応する受信器と入力ライン64−72を選択的に接続す
るスイッチング回路網76へ入力され、８個のその受信器
は全体を74で示される。受信器74は通常設計のものであ
り、そのうちの３個は余分に備えられたものであり、受
信器の１個の故障を起こさない限り通常は用いられない
ものである。故障の発生において、スイッチング回路網
74はバックアップ受信器74を適切な入力ライン64−72に
再接続する。受信器74はフィルタ相互結合マトリックス
90中のフィルタを駆動するように機能する。ライン64−
70と接続されている受信器74の出力は第２のスイッチン
グ回路網78によって４つの受信ラインR1−R4を経てフィ
ルタ相互結合マトリックス90へ結合される。以下に論議
されるように、フィルタ相互結合マトリックス（FIM）
は受信ゾーン32,34,36,38と送信ゾーン31,33,35,37との
間に相互結合を提供する。上述された500MHzにおける動
作が16個の27MHzチャンネルへ分離された周波数スペク
トルを割当てられるので、16個のフィルタの４組が用い
られる。16個のフィルタの各組は全部で500MHzの周波数
スペクトルを使用し、各フィルタは27MHzの帯域幅を有
する。後述するように、フィルタ出力T1−T4は４つの群
で配列され、各群は４つの送信ゾーン31,33,35,37の１
つに予定される。

送信信号T1−T4は各々、スイッチング回路網94を経て
６個の駆動増幅器92のうちの４個へ接続され、このよう
な増幅器92のうち２個は故障の発生においてバックアッ
プ用に備えられているものである。増幅器92のうち１個
の故障の発生において、バックアップ増幅器92の１個が
スイッチング回路網92によって対応する送信信号T1−T4
へ再接続される。同様にスイッチング回路網96は増幅器
92の増幅された出力をビーム形成回路網98へ結合する。
以下に更に詳細に説明されるように、ビーム形成回路網
98は４つの遅延ラインに沿って等しい間隔で接続された
複数の伝送遅延ラインから成る。遅延ラインのこれらの
間隔および幅は所望された中央帯域ビームスキントと、
サービスされる対応する送信ゾーン31,33,35,37用の周
波数を有するビーム走査速度を与えるように選択され
る。４つの遅延ラインから結合された送信信号は第11図
および第12図に示されるようなビーム形成回路網98にお
いて固体電力増幅器100へ入力を供給するために合算さ
れ、それはポイント−ポイントシステムの送信アレイ20
に埋め込まれてもよい。以下に論議された実施例におい
て、40個の固体電力増幅器（SSPA）100が備えられてい
る。SSPA100の各々はビーム形成回路網98によって形成
された40の信号の対応する１つを増幅する。SSPA100は
先に説明された次第に弱くなるアレイ励振を提供するた
め異なる電力容量を有する。SSPA100の出力は送信アレ
イ20の素子の１つの入力112（第14図）へ接続される。

ライン72上のCONUS用受信信号はスイッチング回路網7
6,78によって適切な受信器74へ接続される。CONUS信号
と接続された受信器の出力は上述されたように８個のチ
ャンネルのために提供された入力マルチプレクサ80へ出
力される。入力マルチプレクサ80の目的は、サブ信号が
個々に増幅されることができるようにサブ信号へ１つの
低レベルCONUS信号を分割することである。CONUS受信信
号はCONUS送信信号が非常に小さな地上基地へ分配され
るように高度に増幅される。入力マルチプレクサ80の出
力はスイッチング回路網84を経て12個の高電力進行波管
増幅器（TWTA）82のうちの８個へ接続され、そのうちの
４個のTWTA82は故障の発生においてバックアップのため
に用いられる。８個のTWTA82の出力は別のスイッチング
回路網86を経て、１つのCONUS送信信号へ８つの増幅さ
れた信号を再結合する出力マルチプレクサ88ヘ接続され
る。マルチプレクサ88の出力はCONUS送信器24の送信ホ
ーンへの導波管を経て送られる（第２図および第３
図）。

フィルタ相互結合マトリックスFIM90（第６図）を詳
細に示す第10図に注目する。先に論議されたように、FI
M90は、任意の受信ゾーン32,34,36,38中の任意のターミ
ナル（第５図）と任意の送信ゾーン31,33,35,37の任意
のターミナルとを効果的に相互結合する。FIM90は受信
信号R1,R2,R3,およびR4をそれぞれ受信するための４つ
の導波管入力120,122,124および126を含む。先に説明さ
れたように、対応する受信ゾーン32,34,36,38（第５
図）から発生する受信信号R1乃至R4の各々は割当てられ
た全周波数スペクトル（例えば500MHz）を含み、複数の
チャンネル（例えば16個の27MHzチャンネル）へ分離さ
れる。チャンネルは複数のサブチャンネルへ更に分離さ
れ、サブチャンネルの各々は対応するアップリンク位置
から信号を伝達する。FIM90は64個のフィルタを含み、
その１つが参照番号102によって示されている。各フィ
ルタ102はチャンネルの１つに対応するパスバンド（例
えば1403乃至1430MHz）を有する。フィルタ102はそれぞ
れ各受信ゾーン32,34,36,38のための４つの群において
配列され、各群はサブグループ当り８個のフィルタの２
つのバンクまたはサブグループを含む。フィルタ102の
１つのサブグループは偶数番号のチャンネルのためこれ
らのフィルタを含み、各群のその他のグループは奇数番
号のチャンネルのため８個のフィルタを含む。従って、
たとえば、受信信号R1用のフィルタ群は奇数チャンネル
用フィルタ102のサブグループ104と偶数チャンネル用フ
ィルタ102のサブグループ106を含む。以下の表はそれら
のフィルタサブ群に対する受信信号およびゾーンに関す
るものである。

受信信号R1−R4がフィルタされるとき、フィルタされ
た出力は送信信号を形成するため結合されるような独特
な方法でフィルタはグループにされている。送信信号T1
−T4もまた割当てられた全周波数スペクトル（例えば50
0MHz）を用いる。説明した実施例において、送信信号T1
−T4の各々は16個の27MHz幅のチャンネルを有し、４個
の受信ゾーン32−38の各々から４個のチャンネルを含む
（第５図）。

入力する受信信号R1−R4は、50％の信号電力を各サブ
グループへ効果的に向ける各関連するハイブリッドカッ
プラ128−134によって対応するサブグループへ分割され
る。したがって、例えば導波管120でのR1信号入力の半
分はフィルタ102のサブグループをサービスする送信ラ
イン136へ導かれ、R1信号の残りの半分はフィルタ102の
サブグループ106をサービスする送信ライン138へ導かれ
る。同様の方法で、フィルタ102のサブグループ104−11
8の各々はライン136および138と同様の、対応する分配
ラインによって供給される。

サブグループ104の構成について更に詳細に説明す
る。残りのサブグループ106−118はサブグループ104と
構造が同じである。送信ライン136に沿って間隔を置い
て、８個のフェライトサーキュレータ140があり、それ
ぞれ１つが奇数番号のチャンネルフィルタ102と関連す
る。サーキュレータ140の機能は送信ライン136をロスの
ない方法で奇数チャンネルの各々へ接続することであ
る。従って、例えば、R1信号は第１のサーキュレータ14
0aへ入り、チャンネル１に対応する27MHzの帯域の信号
をサーキュレータ142へ通すように反時計方向にそれを
循環する。全てのその他の周波数は反射される。これら
の反射された信号はサーキュレータを経て処理が繰返さ
れる次のフィルタへ伝播される。この処理によって、R1
受信信号はR1信号に対応する16個のフィルタ104−108に
よって16個のチャンネルへフィルタされる。このよう
に、チャンネル１の範囲の周波数を有するR1信号は第１
のフェライトサーキュレータ140aを通過し、グループ10
4のフィルタ１によってフィルタされる。

フィルタサブグループ104−118からの出力は、十文字
パターンでフィルタ102の隣接グループからの出力を合
計するフェライトサーキュレータ142の第２の組によっ
て選択的に結合される。例えば、グループ104のチャン
ネルフィルタ1,5,9および13の出力はフィルタグループ1
12のチャンネルフィルタ3,7,11および15の出力と合計さ
れる。この合計はT1用出力端子114に現われる。第８図
を参照すると、これらの信号は受信ゾーンR1とR3間の結
合および送信ゾーンT1に対応する。

送信および受信信号が任意のターミナル間の送受信通
信を許容するためFIM90によっていかにして相互結合さ
れるかを示す第８図および第９図を注目する。特に、第
８図はいかにして受信および送信ゾーンが相互結合チャ
ンネルによって一緒に結合されるかを示す表を与え、一
方第９図はいかにしてこれらの相互結合チャンネルが送
信ゾーン31,33,35,37にわたって地理的に分配されるか
を示す。第８図において、受信信号R1−R4は相互結合チ
ャンネルの行毎に読み出され、送信信号T1−T4は相互結
合チャンネルの列毎に読み出される。送信信号T1−T4の
各々は各々４つの群に配列された16個のチャンネルから
生成され、各群が受信信号R1−R4の１つと関連している
ことが第８図から迅速に認められる。本発明の人工衛星
通信システムは、パケット交換信号を経て地上基地間の
通信を調整する人工衛星ネットワーク制御センタと呼ば
れる地上基地と関連して使用される。ネットワーク制御
センタは所望されるダウンリンクの位置に基づいたアッ
プリンク周波数をアップリンクユーザに割当て、ダウン
リンク経度が目的地のそれに最も近い有効な周波数を割
当てる。周波数アドレス可能なダウンリンク送信ビーム
29に従ってアップリンク信号の周波数によってアドレス
される。この方法はダウンリンク信号の利得を最大にす
る。

第９図に示されるように、アメリカ大陸は４つの基本
的なゾーン33,33,35,37に分割される。ゾーン31は東海
岸ゾーンと呼ばれ、ゾーン33は中央ゾーンと呼ばれ、ゾ
ーン35は山岳ゾーンと呼ばれ。ゾーン37は西海岸ゾーン
である。先に説明されたように、ゾーン31,33,35,37の
各々は割当てられた全周波数スペクトル（例えば500MH
z）を用いる。従って、500MHzの割当て周波数帯域の場
合、ゾーン31,33,35,37の各々に防護帯域を加えた16個
の27MHzチャンネルが存在する。

第９図のビーム29で４回繰返された番号１−16はその
ように番号を付けられたチャンネルの中心周波数に対応
するビームの経度を示す。ビームの周波数感度のため、
チャンネルの最も低い周波数狭帯域信号と最も高い周波
数狭帯域信号との間の経度スパンはおよそ１チャンネル
幅である。各ビームはその電力が半分になる点の間で0.
6度の幅であり、即ち、東海岸と中央ゾーンにおけるゾ
ーン幅の半分で、山岳ゾーンと西海岸ゾーンにおけるゾ
ーン幅のほぼ３分の１である。アンテナビーム29は互い
に高信号密度を確立するためオーバーラップする。即ち
ビームが更にオーバーラップすればするほど、与えられ
た領域のチャンネル容量は大きくなる。従って、東海岸
ゾーン31において、東海岸ゾーン31の信号量が山岳ゾー
ン35のそれよりかなり大きいので山岳ゾーン35において
よりも大きなオーバーラップがある。

上述された相互結合スキーマについて、異なるゾーン
の基地間の典型的な通信を例として説明する。この例に
おいて、ミシガン州のデトロイトの発信者がカリフォル
ニア州のロサンジェルスの基地へ電話をしようとすると
仮定する。従って、中央ゾーンに位置するミシガン州の
デトロイトはアップリンク位置であり、西海岸ゾーン37
に位置するカリフォルニア州のロサンジェルスはダウン
リンク目的地である。第９図に示されるように、アメリ
カ大陸における各地理的位置は特定のゾーンなおける特
定のチャンネルと関連されることができる。従って、ロ
サンジェルスは送信ゾーン37のチャンネル14と15の間に
位置を定められている。

特に第５図、第８図、および第９図を同時に参照する
と、受信および送信ゾーンR1とT1は東海岸ゾーン32と31
に存在し、R2とT2は中央ゾーン34と33に存在し、R3とT3
は山岳ゾーン36と35に存在し、R4とT4は西海岸ゾーン38
と37に存在する。デトロイトは中央またはR2ゾーン34に
存在するので、信号が西海岸まはT4ゾーン37へ送信され
ることができるチャンネルはチャンネル1,5,9および13
であることがわかる。これは行R2および列T4の交差によ
って第８図の表において決定される。それ故、デトロイ
トから、アップリンクユーザはチャンネル1,5,9または1
3のいずれかのアップリンクであり、これらのチャンネ
ルのいずれもダウンリンク目的地に最も接近している。
ロサンジェルスがチャンネル14と15との間に位置するの
で、ネットワーク制御センタはチャンネル13がチャンネ
ル14に最も近いためチャンネル13の信号をアップリンク
する。ダウンリンクビーム幅はロサンジェルスで高利得
を与えるのに充分広い。

反対に、アップリンク位置がロサンジェルスにあり、
ダウンリンク目的地がデトロイトにあるなら、第８図の
行R4および列T2が考慮されなければならない。この交差
は信号がチャンネルがダウンリンク位置に最も近いこと
を依存してチャンネル1,5,9または13上に送信されるこ
とができることを表す。チャンネル９が、デトロイトへ
最も近いチャンネル11へ最も近いので、ネットワーク制
御センタはチャンネル９上でロサンジェルスから信号を
アップリンクする。

第10図を参照すると、受信信号の送信信号への転換
は、アップリンク位置がデトロイトに、ダウンリンク位
置がロサンジェルスにあるという上述の例と関連して説
明される。デトロイトから送信されたアップリンク信号
は受信信号R2によって伝達されたチャンネル13に送信さ
れる。従って、R2受信信号は送信ライン122へ入力さ
れ、このような入力信号の一部はハイブリッドカップラ
130によってフィルタ102のサブグループ108の入力ライ
ンへ導かれる。サブグループ108は奇数チャンネル用の
８個のフィルタバンクを含み、チャンネル13を含む。従
って、入力する信号はフィルタ13によってフィルタさ
れ、サブ群108と116からその他の信号と一緒にライン16
4上で出力される。チャンネル13のライン164上に存在す
る信号はハイブリッドカップラ158によって結合され、
信号はサブグループ106と114から発し、出力ライン150
上にT4信号を形成する。送信信号T4はそれからロサンジ
ェルスへダウンリンクされる。

27MHz幅チャンネルが実際に多数の小さなチャンネ
ル、例えば32KHzの帯域幅の800のサブチャンネルから成
るので、ネットワーク制御センタが27MHz帯域幅ではな
く特定のチャンネルを割当てるため、上記例はやや簡潔
化されている。

第５図、第８図および第９図を再び参照すると、アッ
プリンク信号が競合範囲の領域40,42,44（第５図）から
発生する場合に、このような信号はその所望されるダウ
ンリンク目的地へ送信されるのみでなく、無視できない
程度の信号が他の地理的領域へ送信される。例えば、ア
ップリンク信号が競合範囲42の領域にあるイリノイ州の
シカゴから発生し、この信号がカリフォルニア州のロサ
ンジェルスへ向けられると仮定する。競合範囲42はゾー
ン34および36を形成するビームのオーバーラップによっ
て生成される。この故に、アップリンク信号は受信信号
R2またはR3として送信され得る。ネットワーク制御セン
タはアップリンク通信が受信信号R2またはR3のいずれに
よって伝達されるかを決定する。この実施例において、
シカゴがゾーン36により近いので、アップリンク通信は
受信信号R3上で伝達される。

先に論議されたように、ダウンリンク目的地、即ちロ
サジェルスはゾーン37に位置し、チャンネル14と15との
間に存在する。第８図に示されるように、R3の列T4との
交差部分は通信が発送され得るチャンネルを生ずる。従
って、シカゴアップリンク信号はチャンネル2,6,10ある
いは14のいずれか１つで送信される。ロサンジェルスが
チャンネル14へ最も近いので、チャンネル14はアップリ
ンクチャンネルとしてネットワーク制御センタによって
選択される。しかしながら、所望されない信号がまたチ
ャンネル14上でゾーン34から送信されることが注目され
る。所望されない信号がどこにダウンリンクされるかを
決定するため、第８図の表が考慮される。第８図の表は
R2ゾーン34のチャンネル14上を伝達されるアップリンク
信号がT1送信ゾーン31へダウンリンクされることを表
す。所望された信号はロサンェルスへ送信され、所望さ
れない信号（即ち無関係な信号）は東海岸（即ちゾーン
31）は送信される。ネットワーク制御センタは周波数割
当てをするとき、これらの無関係な信号の軌跡を維持す
る。これらの無関係な信号の影響はシステムの容量をわ
ずかに減少することである。

第６図を再び参照すると、ビーム形状回路網98は送信
信号T1−T4を受信し、各信号用の送信アンテナビームが
形成されるようにこれらの送信信号中の個々の通信信号
の全てを一緒に結合するように機能する。割当てられた
周波数スペクトルが500MHzである上述された例におい
て、総計および50,000のオーバーラップアンテナビーム
は、システムが狭帯域信号によって完全に負荷されると
きビーム形成回路網98によって形成される。各アンテナ
ビームは、それがシステムの特性を最良にする方向に向
けられるような方向で形成される。隣接する素子間の増
加位相シフトはアンテナビームの方向を決定する。この
位相シフトが信号周波数によって決定されるので、この
システムはアドレスされた周波数と呼ばれる。

ビーム形成回路網98の詳細を示す第11図および第12図
が注目される。第11図で全体を符号98で示されたビーム
形成回路網は一般的に弧状に配置されており、通常人工
衛星の通信棚（図示されず）に取付けられている。ビー
ム形成回路網98の弧状形状は、信号通過路が正しい長さ
であることを確実にした装置が容易に得られるようにす
るものである。

ビーム形成回路網98は第１の組の円周方向に伸びてい
る伝送遅延ライン168,170、遅延ライン168と170から放
射方向に距離を隔てている第２の組の伝送遅延ライン17
2,174、および複数の放射状に伸びる導波管アセンブリ1
76を含む。説明された実施例において、40の導波管アセ
ンブリ176が備えられ、送信アレイ20の素子106の各々に
対して１個づつ設けられている（第13図）。導波管アセ
ンブリ176は遅延ライン168−174の各々を交差し等しい
角度間隔で配置されている。

各導波管アセンブリ176は放射方向に伝達される各送
信信号のための合算器を構成しており、遅延ライン168
−174の各々と交差する。第12図に示されるように、交
差点で、放射方向ライン合算器176と伝送遅延ライン168
−174の間に、十字形結合器180が備えられている。十字
形結合器180は放射方向ライン合算器176と遅延ライン16
8−174とを接続する。十字形結合器180の機能について
は以下に更に詳細に論議される。

４つの遅延ライン168乃至174は４つの送信ゾーンT1−
T4のために各々備えられている（第９図）。したがっ
て、送信信号T1は遅延ライン170の入力へ供給され、T2
は遅延ライン168の入力へ供給され、T3は遅延ライン174
の入力へ供給され、T4は遅延ライン172の入力へ供給さ
れる。第12図に示されるように、放射方向ライン合算器
間の距離は文字“L"で示され、各遅延ラインの幅は文字
“w"で示される。放射方向ライン合算器176は遅延ライ
ン168−174に沿った等しい角度間隔で位置しているけれ
ども、遅延ライン168−174が互いに放射状に位置してい
るためそれらの間の距離は遅延ラインから遅延ラインへ
と変化する。従って、放射方向ライン合算器176によっ
て形成される弧状形状の中心から離れるほど、それらが
遅延ライン168−174と交差する点における放射方向ライ
ン合算器176間の距離は大きくなる。言替えると、遅延
ライン168についての放射方向ライン合算器176の間の間
隔“L"は遅延ライン174についての隣接する放射方向ラ
イン合算器176間の間隔より小さい。“L"と“w"の大き
さについて典型的な値を以下にあげる。遅延ライン 信号 L,インチ w,インチ 168 T2 1.66 0.64 170 T1 1.72 0.66 172 T4 2.45 0.74 174 T3 2.55 0.76 遅延ライン168−174の幅“W"および隣接する放射方向
ライン合算器間の距離“L"は、ビームポインティングが
各チャンネルについて正しいように所望された中央ビー
ムスキントおよびビーム走査速度を与えるため選択され
る。このことは送信ゾーンT1−T4の各々のため所望され
た始点および終点を生じる。

第12図は特に参照すると、送信信号T2は第１の放射方
向ライン合算器176へ到達する点で、正確な距離で遅延
ライン168を伝播する。T2信号の一部は、送信信号T2の
送信電力の１パーセントが放射方向ライン合算器176の
下へ引出されるような、例えば20dBカップラの十字形結
合器180を通過する。この引出されたエネルギは対応す
る固体電力増幅器100に向けて導波管176を伝播する（第
６図および第11図）。この過程は遅延ライン170を伝播
する信号T1について繰返される。十字形結合器180によ
って引出された信号T1およびT2の一部は放射方向ライン
合算器176中で合計され、結合された信号0.01（T1＋T
2）は次の組の遅延ライン172,174へ向けて放射状に外側
へ伝播する。この同じカップリング過程が遅延ライン17
4と172の各々で信号T3とT4に対して繰返される。即ち、
0.01の信号T3とT4は十字形結合器180を経て放射方向ラ
イン合算器176へ結合される。合成結合信号0.01（T1＋T
2＋T3＋T4）は送信のための伝播において増幅される関
連する固体状態電力増幅器100へ放射状に外方へ伝播す
る。

第１の放射方向ライン合算器176に遭遇した後で、信
号T1−T4の残余0.99は信号の別の１パーセントが合算器
176へ引出される第２の放射方向ライン合算器へ伝播す
る。信号T1−T4の１パーセントを引出すこの過程は放射
方向ライン合算器176の各々に対して繰返される。

放射方向ライン合算器176を通ってSSPAに向けて伝播
する信号は４つの送信信号T1−T4の全ての混合されたも
のである。しかしながら、送信信号T1−T4の各々は12,5
00のサブ信号を含む。結果的に、放射方向ライン合算器
176を経て伝播する40の信号は、割当てられた周波数ス
ペクトルが500MHzの幅であるという上述の実施例の場合
は50,000の信号全ての混合であってもよい。それ故、SS
PA100の各々は複数の導波管アセンブリ176の各々から発
信する50,000の信号の全てを増幅する。

SSPA100の各々が国の全範囲について予定される50,00
0の信号の全てを増幅するので、全ての狭い高利得ダウ
ンリンクビームは送信器の共通プール即ち全てのSSPA10
0から形成される。この装置は、全国をカバーする各ダ
ウンリンクビームが全SSPA100を用いて生成されるの
で、電力の全国的なプールを効果的に与えると考えられ
る。結果的に、他のビームの信号電力を実質的に減少す
ることなく個々のベースで特定の不利なダウンリンクユ
ーザを適応させるため、電力のこの全国的なプールの一
部を転換できる。例えば、ダウンリンクユーザはビーム
の信号強度を減衰するダウンリンク目的地における雨に
よって“不利”にされる。このような雨によって不利と
なるユーザは対応するアップリンクビームの信号強度を
増加することによって個々に調整される。このことは不
利なダウンリンクビームへ、全国的な送信電力のプール
から電力の小さな部分（即ちSSPAによって供給された電
力の小部分）を分けて与えることによって達成される。
個々のアップリンクビームの電力は対応するダウンリン
クビームのそれに比例している。結果的に、ダウンリン
クビームの電力を増加するため、アップリンクビームの
電力を増加することが単に必要であるにすぎない。

実際、先に説明されたネットワーク制御センタは雨が
降っている国のそれらの範囲の全ての軌跡を維持し、ど
のアップリンクユーザが雨の影響を受ける地域において
ダウンリンク目的地へ通信を送るかを決定する。ネット
ワーク制御センタはそれから、パケット交換信号を用い
て、雨の影響を受けた地域について予定されたそれらの
信号のためそのアップリンク電力を増加するために、こ
れらの各アップリンクユーザを指示する。アップリンク
ユーザ信号電力の増加は雨の影響を受けた地域に対応す
るダウンリンクビームを生じるため、SSPA100によって
これらの信号の更に集合的な増幅を生じ、それは雨の減
衰を補うため充分に増加された電力レベルを有する。典
型的に、雨の影響を受けた地域について予定された信号
の数はSSPA100の総プールによって取扱われる信号の総
数に比例して小さい。従って、雨の影響を受けていない
ゾーンにおけるその他のダウンリンクユーザは、それら
の信号において発生する小さな損失が何千ものユーザに
及ぶので実質的な信号損失を受けることはない。

SSPA100（第８図および第11図）が、例えば人工衛星
の通信棚（図示せず）の縁に取付けられても良い。SSPA
100によって増幅された信号は送信アレイ20の対応する
素子106へ供給される（第13図および第14図）。

先に説明されたように、増加位相シフトは40の放射方
向ライン合算器176において結合される信号間で達成さ
れる。したがって、ビーム形成回路網98は送信アレイ20
から発するアンテナビーム（第１図、第２図および第13
図）が周波数割当てによって方向を定められることを許
容する。増加位相シフトは周波数と同様に導波管176の
間の時間遅延に関連する。40の送信アレイ素子106の４
つの概略図およびそれから発する電波の波面を示す第17
図が注目され、ここでは“d"は送信アレイ素子106の間
の間隔に等しい。合成アンテナビームはΘの角度の傾斜
を有し、ここではΘはビーム走査角度として定められ
る。このことはΘが送信ビームの中心の法線からの角度
である。遅延ライン装置によって生じる増加位相シフト
はΔΦである。ΔΦとΘの関係は以下の式によって与え
られる。

ΔΦ＝（２πd/λ）sinΘ 式中、 λ＝信号波長 Θ＝ビーム走査角度 ｄ＝アレイ素子間の間隔 従って、アンテナビームの東西方向はビーム形成回路
網98の４つの遅延ライン168−174に対して異なっている
増加位相シフトによって決定され、先に記述された４つ
の送信ゾーンT1−T4を生じる。

以上本発明について説明されたが、当業者が技術に対
するこの貢献の技術的範囲を外れることなく本発明を説
明するため選択された好ましい実施例に様々な修正およ
び付加がなされても良いことが認められる。従って、請
求の範囲に記載された事項および本発明の技術的範囲に
含まれる全ての等価物に対して保護が求められることが
理解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トンプソン，ジェームス・デイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90266 マンハツタン，ビーチ，マリ ネ・アベニュー424，アパートメント エー (56)参考文献 特開 昭60−62739（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地上の領域に配置された複数の基地間の通
   信接続を行い、前記領域中の複数のアップリンクゾーン
   のそれぞれ異なるものからの複数のアップリンクビーム
   を受信する受信手段と、複数のダウンリンクビームを前
   記ゾーンへ送信する送信手段とを具備している通信衛星
   において使用され、受信信号を前記地上の領域内の目的
   基地へ導くために前記通信衛星において前記受信信号と
   前記送信信号とを相互接続する衛星通信装置において、 前記アップリンクビームはそれぞれ前記ゾーン内の区域
   とそれぞれ関連する複数のチャンネルを含む複数の受信
   信号を含んでおり、前記ダウンリンクビームはそれぞれ
   前記ゾーン内の区域とそれぞれ関連する複数のチャンネ
   ルを含む複数の送信信号を含んでおり、 前記受信信号と前記送信信号は各ゾーンにおいて同じ周
   波数帯域であり、 前記受信信号を受信するために前記ゾーンとそれぞれ対
   応している複数の入力部と、 前記送信信号を出力するために前記ゾーンとそれぞれ対
   応している複数の出力部と、 前記入力部と前記出力部との間に結合され、前記入力部
   から前記出力部に信号を導くフィルタ相互結合マトリッ
   クスとを具備し、 このフィルタ相互接続マトリックスは、 前記受信信号をチャンネルに分離するために各受信信号
   を選択的に瀘波するための複数のグループとして配置さ
   れた複数のフィルタを具備し、 各グループのフィルタは受信信号の電力を第１と第２の
   部分に分割する分割器を介して前記入力部の１つに結合
   されて受信信号の電力の第１と第２の部分をそれぞれ瀘
   波する２つのサブグループを構成しており、 各フィルタは関係する１つのチャンネルのみの瀘波を行
   い、 フィルタのサブグループはチャンネルの予め定められた
   サブグループを形成するようにそのサブグループの各チ
   ャンネルに対応するフィルタによって構成され、 各サブグループのチャンネルの一部の出力は他のグルー
   プのサブグループの１つのチャンネルの一部の出力と結
   合されて対応するチャンネルで所望の領域に導かれる送
   信信号を前記出力部に出力することを特徴とする衛星通
   信装置。
2. 【請求項２】前記フィルタ相互結合マトリックスはサブ
   グループの各フィルタの入力部に結合された第１の複数
   のサーキュレータを具備し、１つのサブグループの各サ
   ーキュレータは関係するフィルタと結合され、また次に
   隣接するフィルタのサーキュレータに結合され、受信信
   号が各サーキュレータ対によって各チャンネルに分配さ
   れる請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】前記フィルタ相互結合マトリックスは各サ
   ブグループのフィルタの出力部にそれぞれ結合された第
   ２の複数の相互接続されたサーキュレータを具備し、前
   記サブグループのサーキュレータは別のサブグループの
   フィルタの出力部の少なくともいくつかのサーキュレー
   タと相互接続されている請求項１または２記載の装置。