JP3392502B2 - Ｋｕ帯衛星通信用ビーム可変固体化デジタル送受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は平面アンテナを用いたポ
ータブル型デジタルＳＮＧ装置に係わり、特に装置本体
を小型軽量化することにより、移動体から衛星への送受
信を可能にしてテレビ中継の機動性などを飛躍的に向上
させるＫｕ帯衛星通信用ビーム可変固体化デジタル送受
信装置に関する。

【０００２】［発明の概要］本発明は平面アンテナを用
いて、電子的にビームを可変し得るようにしたＫｕ帯衛
星通信用ビーム可変固体化デジタル送受信装置に関し、
Ｎ分割された各サブアレイアンテナをＬｃｍ×Ｌｃｍの
大きさに並べた平面アンテナの裏面に、安定で高効率な
固体電力増幅器を装着するとともに、ヒートパイプによ
ってこれら各固体電力増幅器で発生した熱を放熱して信
頼性を向上させ、さらに前記各固体電力増幅器と電源と
を分離して前記平面アンテナ部分の軽量化を図ることに
より、装置全体の小型軽量化を達成してＳＮＧ装置とし
ての機動性を高め、これによってテレビ中継用の信号を
移動体から衛星を経由して、放送局に伝送することを可
能にし、迅速な報道取材に威力を発揮するものである。

【０００３】

【従来の技術】テレビジョン信号を伝送するための平面
アンテナを用いたデジタルＳＮＧ装置はその有用性が認
められ、現在多くの報道機関や番組作成現場で必要にな
ってきている（国際電気通信連合の世界無線通信諮問委
員会、ジュネーブ会合（１９９３年４月１３〜１４日）
の議長報告、Ｄｏｃ．ＣＭＴＴ−５／６９−Ｅ、１９９
３年４月３０日付）。

【０００４】図１１はこのような平面アンテナを用いた
デジタルＳＮＧ装置を用いたテレビ中継システムの概念
図である。

【０００５】この図に示すテレビ中継システム１０１で
は、軌道上に配置された通信衛星１０２によって、地上
の放送局１０３から送信された１４ＧＨｚのビーコン波
を受けて、これを１２ＧＨｚに変換した後、中継現場側
に配置されているデジタルＳＮＧ装置１０４に伝送しな
がら、このデジタルＳＮＧ装置１０４から送信された１
４ＧＨｚでｅ．ｉ．ｒ．ｐ（実効放射電力）が５４ｄＢ
Ｗに設定された映像信号、音声信号を受けて、これを１
２ＧＨｚに変換した後、前記放送局１０３に伝送するこ
とにより、中継現場側で得られた映像信号や音声信号を
放送局１０３側に直接、伝送して迅速な報道取材を行な
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来のデジタルＳＮＧ装置１０４では、次に述べるよう
な問題があった。

【０００７】まず、現時点では、デジタル信号を低い誤
り率で、しかも隣接チャネル干渉を起こさないように考
慮した動作点で、しかも多段増幅器の励振段を効率良く
動作させる固体電力増幅器が開発されていないことか
ら、前記固体電力増幅器の発熱量が大きくなり、十分な
容量の冷却機構が必要になって形状が大きくなり、重量
が大きくなってしまうという問題があった。

【０００８】また、前記固体電力増幅器によって生じた
熱を放熱するヒートシンクや前記固体電力増幅器を動作
させるのに必要な電源容量が大きくなり過ぎて、デジタ
ルＳＮＧ装置１０４全体を小型化することができないと
いう問題があった。

【０００９】また、従来、実用化されているマイクロ波
増幅器においては、電源部と、マイクロ波増幅部とが一
体となっているため、全体の形状が大きく、かつ重いこ
とから、これら電源部およびマイクロ波増幅部を平面ア
ンテナの裏面に多数配置することができない。

【００１０】また、平面アンテナ部分が重くなり、この
部分の構造が複雑になってしまうとともに、この部分を
立てたり、回転させたりするとき、操作が難しくなって
しまうという問題があった。

【００１１】そして、上述した各種の事情から、固体電
力増幅器を用いた実用的なポータブル型のデジタルＳＮ
Ｇ装置は、未だ開発されていない。

【００１２】本発明は上記の事情に鑑み、デジタル信号
を電力増幅する電力増幅部の効率を高めて、この部分の
消費電力を小さくして発熱量を小さくし、これによって
冷却機構を小型、軽量化することができるとともに、前
記電力増幅部に電源を供給する電源部を小さく、かつ前
記電力増幅部と分離可能にして平面アンテナ部分の軽量
化を達成し、操作性を大幅に向上させることができ、こ
れによって携帯を容易にして機動性を大幅に向上させる
ことができるＫｕ帯衛星通信用ビーム可変固体化デジタ
ル送受信装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項１のＫｕ帯衛星通信用ビーム可変
固体化デジタル送受信装置では、携帯し得る大きさに形
成される送受信装置筐体と、この送受信装置筐体に対
し、可動自在に取り付けられる平面アンテナ部とを備
え、平面アンテナ部を衛星の方向に向けながら、電子的
にビーム方向を調節して前記衛星と通信を行なう携帯用
ＳＮＧ装置において、平面アンテナ部を構成するＮ個の
サブアレイアンテナ素子の裏面に装着される複数の固体
電力増幅器を構成する各増幅器のうち、終段増幅器の前
段に配置され、この終段増幅器を励振するのに十分な電
力を発生させるバイアスに設定されて高い効率で前記終
段増幅器を励振する前段増幅器を備えたことを特徴とし
ている。

【００１４】また、請求項２のＫｕ帯衛星通信用ビーム
可変固体化デジタル送受信装置では、携帯し得る大きさ
に形成される送受信装置筐体と、この送受信装置筐体に
対し、可動自在に取り付けられる平面アンテナ部とを備
え、平面アンテナ部を衛星の方向に向けながら、電子的
にビーム方向を調節して前記衛星と通信を行なう携帯用
ＳＮＧ装置において、前記平面アンテナ部に設けられて
いる各固体電力増幅器側に設けられ、前記各固体電力増
幅器に対する給電停止後の所定時間、前記各固体電力増
幅器のゲートバイアスを保持するゲートバイアス保持回
路と、前記送受信装置筐体内に配置され、直流電圧を生
成して前記平面アンテナ部に設けられている各固体電力
増幅器に給電する電源部とを備えたことを特徴としてい
る。

【００１５】また、請求項３のＫｕ帯衛星通信用ビーム
可変固体化デジタル送受信装置では、携帯し得る大きさ
に形成される送受信装置筐体と、この送受信装置筐体に
対し、可動自在に取り付けられる平面アンテナ部とを備
え、平面アンテナ部を衛星の方向に向けながら、電子的
にビーム方向を調節して前記衛星と通信を行なう携帯用
ＳＮＧ装置において、前記平面アンテナ部を構成するＮ
個のサブアレイアンテナ素子に装着された複数の固体電
力増幅器に対し、列単位または行単位で設けられ、前記
各固体電力増幅器で発生した熱を集めて放熱するヒート
パイプを備えたことを特徴としている。

【００１６】また、請求項４では、請求項１〜３記載の
Ｋｕ帯衛星通信用ビーム可変固体化デジタル送受信装置
において、固体電力増幅器としてＫｕ帯５ワット級固体
電力増幅器を使用し、また各増幅器として初段ＦＥＴ、
２段目ＦＥＴ、３段目ＦＥＴ、終段ＦＥＴを使用し、ま
た終段増幅器として最終段ＦＥＴを使用し、また前段増
幅器として３段目ＦＥＴを使用し、また電源部として、
固体電力増幅部用電源部を使用することを特徴としてい
る。

【００１７】

【作用】上記の構成において、請求項１では、平面アン
テナ部を構成するＮ個のサブアレイアンテナ素子の裏面
に装着される複数の固体電力増幅器を構成する各増幅器
のうち、終段増幅器の前段に、この終段増幅器を励振す
るのに十分な電力を発生させるバイアスに設定した前段
増幅器を配置し、この前段増幅器によって前記終段増幅
器を高い効率で励振することにより、デジタル信号を電
力増幅する固体電力増幅器の効率を高めて、この部分の
消費電力を小さくして発熱量を小さくし、これによって
冷却機構を小型、軽量化するとともに、前記固体電力増
幅器に電源を供給する電源部を小さく、かつ前記固体電
力増幅器と分離可能にして平面アンテナ部分の軽量化を
達成し、さらに操作性を大幅に向上させ、携帯を容易に
して機動性を大幅に向上させる。

【００１８】また、請求項２では、平面アンテナ部に設
けられている各固体電力増幅器側に設けられたゲートバ
イアス保持回路によって、前記各固体電力増幅器に対す
る給電が停止してもある程度の時間、前記各固体電力増
幅器のゲートバイアスを保持するとともに、送受信装置
筐体内に配置された電源部によって、直流電圧を生成し
て前記平面アンテナ部に設けられている各固体電力増幅
器に給電することにより、デジタル信号を電力増幅する
固体電力増幅器の信頼性を高めるとともに、前記固体電
力増幅器に電源を供給する電源部を小さく、かつ前記固
体電力増幅器と分離可能にして平面アンテナ部分の軽量
化を達成し、さらに操作性を大幅に向上させ、携帯を容
易にして機動性を大幅に向上させる。

【００１９】また、請求項３では、平面アンテナ部を構
成するＮ個のサブアレイアンテナ素子に装着された複数
の固体電力増幅器に対し、列単位または行単位でヒート
パイプを設け、これらの各ヒートポンプによって前記各
固体電力増幅器で発生した熱を集めて放熱することによ
り、冷却機構を小型、軽量化して、平面アンテナ部分の
軽量化を達成し、操作性を大幅に向上させるとともに、
携帯を容易にして機動性を大幅に向上させる。

【００２０】また、請求項４では、固体電力増幅器とし
てＫｕ帯５ワット級固体電力増幅器を使用し、また各増
幅器として初段ＦＥＴ、２段目ＦＥＴ、３段目ＦＥＴ、
終段ＦＥＴを使用し、また終段増幅器として最終段ＦＥ
Ｔを使用し、また前段増幅器として３段目ＦＥＴを使用
し、また電源部として、固体電力増幅部用電源部を使用
することにより、現存する技術で、請求項１〜３の効果
を実現する。

【００２１】

【実施例】

《装置全体の説明》図１は本発明によるＫｕ帯衛星通信
用ビーム可変固体化デジタル送受信装置の一実施例を示
す斜視図である。

【００２２】この図に示すＫｕ帯衛星通信用ビーム可変
固体化デジタル送受信装置１は上面の一部が開口し、携
帯に便利な程度の寸法に形成される箱状の送受信装置筐
体２と、この送受信装置筐体２の側板を貫通するように
配置される中間周波数入力ケーブル３と、前記送受信装
置筐体２内の底部分に配置され、前記中間周波数入力ケ
ーブル３を介して供給された中間周波数のデジタル信号
を増幅するローレベル信号用励振増幅部５と、前記送受
信装置筐体２の上部に形成された開口部に出没自在に収
納され、衛星を介して放送局と通信を行なうとき、図１
に示す如く引き出されて衛星方向に向けられる平面アン
テナ部６とを備えている。

【００２３】さらに、このＫｕ帯衛星通信用ビーム可変
固体化デジタル送受信装置１は前記平面アンテナ部６の
裏面に設けられ、前記ローレベル信号用励振増幅部５に
よって増幅されたデジタル信号を電力増幅して前記平面
アンテナ部６から電波として出射させる固体電力増幅部
７と、この固体電力増幅部７に設けられ、この固体電力
増幅部７で発生した熱を放熱させる熱冷却部８と、前記
送受信装置筐体２内の底部分に配置され、前記固体電力
増幅部７を動作させるのに必要な直流電圧を生成する固
体電力増幅部用電源部９と、この固体電力増幅部用電源
部９によって得られた直流電圧を前記固体電力増幅部７
に導く複数の直流電源ケーブル１０と、前記固体電力増
幅部用電源部９によって前記固体電力増幅部７を制御し
たり、監視したりするのに必要なコントロールケーブル
１１とを備えている。

【００２４】そして、中継現場側に設けられたテレビジ
ョンカメラによって得られた画像信号や音声信号を放送
局側に伝送するとき、Ｋｕ帯衛星通信用ビーム可変固体
化デジタル送受信装置１が中継現場側に携帯されて、台
上などに送受信装置筐体２が載置されるとともに、この
送受信装置筐体２内に収納されている平面アンテナ部６
が引き出されて、軌道上に配置された通信衛星方向に向
けられる。

【００２５】この後、軌道上に配置された通信衛星によ
って、地上の放送局から送信された１４ＧＨｚのビーコ
ン波が１２ＧＨｚに変換されて出射されたとき、これを
受信して、このビーコン波を基準とし平面アンテナ部６
から出射されるビームの方向を電子的に調整しながら、
前記テレビジョンカメラによって得られた映像信号や音
声信号を取込み、これを１４ＧＨｚでｅ．ｉ．ｒ．ｐが
５４ｄＢＷのビームにして通信衛星に伝送し、放送局側
に伝達する。

【００２６】《平面アンテナ部６の詳細な説明》平面ア
ンテナ部６は一辺の長さが予め設定されている所定の長
さ、例えば１５ｃｍに形成される所定枚数、例えば１６
枚のサブアレイアンテナ素子１２が所定のレイアウト
（例えば、４×４）となるように配置された平面アンテ
ナ３４と、この平面アンテナ３４を前記送受信装置筐体
２の開口部に出没自在に収納させるとともに、この送受
信装置筐体２から引き出されたとき、前記平面アンテナ
３４を回転自在、傾倒自在に保持して衛星方向を向けさ
せる連結機構４とを備えており、Ｋｕ帯衛星通信用ビー
ム可変固体化デジタル送受信装置１が携帯されるとき、
平面アンテナ部６が前記送受信装置筐体２の開口部内に
収納され、Ｋｕ帯衛星通信用ビーム可変固体化デジタル
送受信装置１によって通信衛星を介し、放送局に映像信
号や音声信号を送信するとき、前記送受信装置筐体２の
開口部から平面アンテナ部６が引き出されて、ビーコン
波が来る方向（衛星方向）に向けられる。

【００２７】《固体電力増幅部７の詳細な説明》固体電
力増幅部７は前記平面アンテナ部６を構成する各サブア
レイアンテナ素子１２の裏面に、各々取り付けられるＮ
個（例えば、１６個）のＫｕ帯５ワット級固体電力増幅
器１３を備えており、前記ローレベル信号用励振増幅部
５によって増幅されたデジタル信号を取込み、これを利
得２５ｄＢ、効率２０％で電力増幅して、出力電力５Ｗ
級のデジタル信号にした後、前記平面アンテナ部６を構
成する各サブアレイアンテナ素子１２のうち、対応する
サブアレイアンテナ素子１２に各々、供給する。

【００２８】前記各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１
３は図２に示す如く前記ローレベル信号用励振増幅部５
によって増幅されたデジタル信号を取込み、これを電力
増幅して出力電力０．３Ｗ級のデジタル信号にする初段
ＦＥＴ１４と、この初段ＦＥＴ１４から出力されるデジ
タル信号を取込み、これを電力増幅して出力電力１Ｗ級
のデジタル信号にする２段目ＦＥＴ１５と、この２段目
ＦＥＴ１５から出力されるデジタル信号を取込み、これ
を電力増幅して出力電力２Ｗ級のデジタル信号にする３
段目ＦＥＴ１６と、この３段目ＦＥＴ１６から出力され
るデジタル信号を取込み、これを電力増幅して出力電力
５Ｗ級のデジタル信号にする終段ＦＥＴ１７とによって
構成されている。

【００２９】そして、このＫｕ帯５ワット級固体電力増
幅器１３を作製する場合、次に述べる手順で作成され
る。

【００３０】まず、図３に示す如く周辺部分に複数の取
付け孔１８が形成された長板状の筐体１９を作成すると
ともに、導体損が小さい銅を蒸着した後、所定間隔毎
で、バイアス給電回路２５を配置した比誘電率が約１０
となる複数のアルミナ基板２４を作成し、これを前記筐
体１９上に配置する。これによって、従来のテフロン基
板を使用したものと比較して、バイアス給電回路２５を
約５０％程度小さくして、Ｋｕ帯５ワット級固体電力増
幅器１３全体を小型化する。

【００３１】また、前記各アルミナ基板２４の間に、入
力側アイソレータ２０、初段ＦＥＴ１４、２段目ＦＥＴ
１５、３段目ＦＥＴ１６、終段ＦＥＴ１７、出力側アイ
ソレータ２２を配置した後、図４（ａ）、（ｂ）に示す
如く矩形状に形成された複数の金属ブロック２３を使用
して、初段ＦＥＴ１４、２段目ＦＥＴ１５、３段目ＦＥ
Ｔ１６、終段ＦＥＴ１７をネジ固定する。これによっ
て、初段ＦＥＴ１４、２段目ＦＥＴ１５、３段目ＦＥＴ
１６の発振を抑制し、かつ製作を容易にする。

【００３２】また、３段目ＦＥＴ１６を終段ＦＥＴ１７
の励振段として使用して、この終段ＦＥＴ１７を効率良
く励振するとともに、前記３段目ＦＥＴ１６のバイアス
を深くしてこれを非線形動作させることにより、これを
線形領域で使用したときよりも、８％程度、効率を改善
し、これら３段目ＦＥＴ１６および終段ＦＥＴ１７を高
効率にして、Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３全体
の消費電力に占めるこれら３段目ＦＥＴ１６および終段
ＦＥＴ１７の消費電力の割合を低くする。

【００３３】そして、以上に述べた手順で作成したＫｕ
帯５ワット級固体電力増幅器１３の特性を確認するた
め、このＫｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３に入力さ
れるデジタル信号の電力を変化させて、その出力電力を
測定したとき、図５に示す入力電力−出力電力特性を得
ることができた。

【００３４】この入力電力−出力電力特性図から明らか
なように、出力電力が５Ｗとなる点（３７ｄＢｍとなる
点）で、効率を２０％にすることができた。この理由と
しては、従来の線形動作点のバイアスを用いた固体電力
増幅器では、出力電力が５Ｗとなったとき、終段ＦＥＴ
１７のみが非線形動作するのに比べて、この実施例のＫ
ｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３では、終段ＦＥＴ１
７のみならず、３段目ＦＥＴ１６も１ｄＢ利得圧縮点近
傍で動作させる非線形動作型にし、これによって約３％
程度、効率を改善しているためである。

【００３５】そして、このように、２段のデバイス、す
なわち３段目ＦＥＴ１６と、終段ＦＥＴ１７とを非線形
動作させると、Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３に
よってデジタル信号の歪みが大きくなる恐れがあること
から、このＫｕ帯衛星通信用ビーム可変固体化デジタル
送受信装置１で使用する伝送ビットレートが約１７Ｍｂ
ｐｓのＱＰＳＫ信号を本実施例のＫｕ帯５ワット級固体
電力増幅器１３に入力して、その出力を測定したとこ
ろ、図６に示すＱＰＳＫ信号誤り率特性を得ることがで
きた。

【００３６】このＱＰＳＫ信号誤り率特性図から明らか
なように、誤り率が１０^-4の場合、本実施例のＫｕ帯５
ワット級固体電力増幅器１３を通さないときと比較し
て、等価Ｃ／Ｎ劣化量を０．８ｄＢにすることができ、
デジタル通信においても、十分な性能を持っていること
が判った。

【００３７】また、本実施例のＫｕ帯５ワット級固体電
力増幅器１３から信号の電力（出力電力）が５Ｗとなる
とき、図７に示す出力スペクトル波形を得ることができ
た。

【００３８】この出力スペクトル波形図から明らかなよ
うに、スプリアスを２５ｄＢにすることができ、実用に
対して、十分な周波数特性を得ることができた。

【００３９】以上の説明から分かるように、本実施例の
Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３では、Ｋｕ帯衛星
通信用ビーム可変固体化デジタル送受信装置１で使用す
るＱＰＳＫ信号を実用上、十分な信号誤り率および周波
数特性で高効率に電力増幅することができる。

【００４０】《固体電力増幅部用電源部９の詳細な説
明》固体電力増幅部用電源部９は図８に示す如く前記送
受信装置筐体２内の底部分に配置される電源筐体２６
と、この電源筐体２６内に配置され、入力されたＡＣ１
００Ｖの交流電圧を整流平滑してプラス直流電圧を生成
し、これを直流電源ケーブル１０の１つを介して固体電
力増幅部７内の各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３
に供給するプラス電源回路２７と、前記電源筐体２６内
に配置され、入力されたＡＣ１００Ｖの交流電圧を整流
平滑してマイナス直流電圧を生成し、これを直流電源ケ
ーブル１０の１つを介して固体電力増幅部７内の各Ｋｕ
帯５ワット級固体電力増幅器１３に供給するマイナス電
源回路２８と、前記電源筐体２６内に配置され、前記固
体電力増幅部７内に配置されているゲートバイアス回路
２９、すなわち各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３
を構成する初段ＦＥＴ１４、２段目ＦＥＴ１５、３段目
ＦＥＴ１６、終段ＦＥＴ１７のゲート直近に設けられた
コンデンサ３０、抵抗３１およびダイオード３２によっ
て構成される回路から出力されるモニタ信号をコントロ
ールケーブル１１を介して取り込んで、このモニタ信号
や電源投入スイッチの操作内容に基づいて前記プラス電
源回路２７およびマイナス電源回路２８の動作を制御す
るコントロール回路３３とを備えている。

【００４１】そして、電源スイッチが投入されたとき、
コントロール回路３３によってこれを検知してマイナス
電源回路２７を動作させて、固体電力増幅部７を構成す
る各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３にマイナス直
流電圧の供給を開始するとともに、コントロールケーブ
ル１１を介してゲートバイアス保持回路２９から出力さ
れるモニタ信号を取り込んで、各Ｋｕ帯５ワット級固体
電力増幅器１３にマイナス直流電圧が供給されているか
どうかを確認する。

【００４２】次いで、各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅
器１３にマイナス直流電圧が供給されていることを確認
すると、コントロール回路３３によって予め設定されて
いる一定時間だけ遅くれて、プラス電源回路２８を動作
させて、固体電力増幅部７を構成する各Ｋｕ帯５ワット
級固体電力増幅器１３にプラス直流電圧の供給を開始す
る。

【００４３】また、電源スイッチが切断されたとき、コ
ントロール回路３３によってプラス電源回路２７の動作
を停止させて、固体電力増幅部７を構成する各Ｋｕ帯５
ワット級固体電力増幅器１３に対するプラス直流電圧の
供給を停止させ、この後予め設定されている一定時間だ
け遅れて、マイナス電源回路２８の動作を停止させて、
固体電力増幅部７を構成する各Ｋｕ帯５ワット級固体電
力増幅器１３に対するマイナス直流電圧の供給を停止さ
せる。

【００４４】また、各直流電源ケーブル１０などに何ら
かの障害が発生して、各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅
器１３にマイナス直流電圧が供給されなくなれば、コン
トロールケーブル１１を介してゲートバイアス保持回路
２９から出力されるモニタ信号を取り込んでいるコント
ロール回路３３によって、これが検知されて、直ちにプ
ラス電源回路２７の動作を停止させて、固体電力増幅部
７を構成する各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３に
対するプラス直流電圧の供給を停止させる。

【００４５】この間、ゲートバイアス保持回路２９のダ
イオード３２が逆バイアスされてコンデンサ３０に充電
されているマイナス直流電圧を各Ｋｕ帯５ワット級固体
電力増幅器１３を構成する初段ＦＥＴ１４、２段目ＦＥ
Ｔ１５、３段目ＦＥＴ１６、終段ＦＥＴ１７などに供給
し続けて、これら初段ＦＥＴ１４、２段目ＦＥＴ１５、
３段目ＦＥＴ１６、終段ＦＥＴ１７などの損傷を防止す
る。

【００４６】これによって、平面アンテナ部６を動かす
ことにより、各直流電源ケーブル１０が断線しても、こ
れを検知して前記平面アンテナ部６に設けられている各
Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３に対する給電を停
止し、固体電力増幅部７を構成する各Ｋｕ帯５ワット級
固体電力増幅器１３が破壊されるのを防止し、装置全体
の信頼性を向上させる。

【００４７】《熱冷却部８の詳細な説明》熱冷却部８は
図９に示す如く前記各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器
１３を列単位、または行単位で貫通するように配置さ
れ、前記各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３で発生
した熱を集める複数のヒートパイプ３５と、これの各ヒ
ートパイプ３５の各一端に集められた熱を外部に放出し
て前記各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３を均一に
冷却するラジエタ３６とを備えており、各ヒートパイプ
３５によって各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３の
熱を収集するとともに、ラジエタ３６によって前記各ヒ
ートパイプ３５で収集された熱を外部に放熱する。

【００４８】この場合、平面アンテナ部６の裏面をＮ分
割し、各分割領域毎にＫｕ帯５ワット級固体電力増幅器
１３を設置すると、中央の分割領域に配置されたＫｕ帯
５ワット級固体電力増幅器１３を放熱することが難しく
なり、このＫｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３の温度
が上昇して出力電力や利得が減少する恐れがある。そこ
で、このような不都合を無くすため、従来の熱冷却部と
同様に、これら各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３
をヒートシンクやファンで冷却することもできるが、こ
のようにすると、装置全体が大きくなり、ＳＮＧ装置と
しての機能が損なわれてしまう。

【００４９】これに対し、この実施例の熱冷却部８のよ
うに、各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３を列単
位、または行単位で貫通するように配置された複数のヒ
ートパイプ３５によって前記各Ｋｕ帯５ワット級固体電
力増幅器１３で発生した熱を集めて、これを送受信装置
筐体２の外壁部に集め、ラジエタ３６によって集中的に
放熱するようにしているので、必要最小限の容量を持つ
ラジエタ３６によって各Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅
器１３を均一に冷却し、これによってこれら各Ｋｕ帯５
ワット級固体電力増幅器１３の出力電力や利得を低下さ
せることなく、安定した送受信を行なわせることができ
る。

【００５０】このようにこの実施例において、Ｎ分割さ
れた各サブアレイアンテナ素子１２をＬｃｍ×Ｌｃｍの
大きさに並べた平面アンテナ部６に対し、安定で高効率
なＫｕ帯５ワット級固体電力増幅器を、直接、装着する
とともに、ヒートパイプ３５によってこれら各Ｋｕ帯５
ワット級固体電力増幅器１３で発生した熱を放熱して信
頼性を向上させ、さらに前記各Ｋｕ帯５ワット級固体電
力増幅器１３と固体電力増幅部用電源部９とを分離して
前記平面アンテナ部６の軽量化を図るようにしたので、
デジタル信号を電力増幅する固体電力増幅部７の効率を
高めて、この部分の消費電力を小さくして発熱量を小さ
くし、これによって熱冷却部８を小型、軽量化すること
ができるとともに、前記固体電力増幅部７に電源を供給
する固体電力増幅部用電源部９を小さく、かつ前記固体
電力増幅部７と分離可能にして平面アンテナ部６の軽量
化を達成し、操作性を大幅に向上させることができ、こ
れによって携帯を容易にして機動性を大幅に向上させる
ことができる。

【００５１】また、上述した実施例においては、図８に
示す如く抵抗３１、コンデンサ３０およびダイオード３
２によってゲートバイアス保持回路２９を構成するよう
にしているが、図１０に示す如くバッテリィ３９と、ダ
イオード３２とによってゲートバイアス保持回路２９を
構成するようにしても良い。

【００５２】このようにしても、各Ｋｕ帯５ワット級固
体電力増幅器１３を構成する初段ＦＥＴ１４、２段目Ｆ
ＥＴ１５、３段目ＦＥＴ１６、終段ＦＥＴ１７などで
は、ゲート電流が殆ど流れないことから、バッテリィ３
９によって常にゲートバイアスを掛けることができ、各
Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器１３を構成する初段Ｆ
ＥＴ１４、２段目ＦＥＴ１５、３段目ＦＥＴ１６、終段
ＦＥＴ１７などに対し、固体電力増幅部用電源部９のマ
イナス電源回路２８からマイナス直流電圧が供給されな
くなっても、これら初段ＦＥＴ１４、２段目ＦＥＴ１
５、３段目ＦＥＴ１６、終段ＦＥＴ１７などを保護し
て、信頼性を大幅に向上させることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１〜３では、デジタル信号を電力増幅する電力増幅
部の効率を高めて、この部分の消費電力を小さくして発
熱量を小さくし、これによって冷却機構を小型、軽量化
することができるとともに、前記電力増幅部に電源を供
給する電源部を小さく、かつ前記電力増幅部と分離可能
にして平面アンテナ部分の軽量化を達成し、操作性を大
幅に向上させることができ、これによって携帯を容易に
して機動性を大幅に向上させることができる。

【００５４】また、請求項４では、現存する技術によっ
て請求項１〜３の効果を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＫｕ帯衛星通信用ビーム可変固体
化デジタル送受信装置の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１に示す固体電力増幅部を構成するＫｕ帯５
ワット級固体電力増幅器の詳細な回路構成例を示すブロ
ック図である。

【図３】図２に示すＫｕ帯５ワット級固体電力増幅器の
具体的な構成例を示す上面図である。

【図４】図３に示す金属ブロックを上面側および側面側
から見たときの図である。

【図５】図３に示すＫｕ帯５ワット級固体電力増幅器の
入力電力−出力電力特性例を示す図である。

【図６】図３に示すＫｕ帯５ワット級固体電力増幅器の
ＱＰＳＫ信号誤り率特性例を示す図である。

【図７】図３に示すＫｕ帯５ワット級固体電力増幅器の
出力スペクトル例を示す図である。

【図８】図１に示す固体電力増幅部用電源部およびＫｕ
帯５ワット級固体電力増幅器の詳細な回路構成例を示す
ブロック図である。

【図９】図１に示す熱冷却部の詳細な構成例を示す平面
図である。

【図１０】本発明によるＫｕ帯衛星通信用ビーム可変固
体化デジタル送受信装置の他の実施例で使用される固体
電力増幅部用電源部およびＫｕ帯５ワット級固体電力増
幅器の詳細な回路構成例を示すブロック図である。

【図１１】平面アンテナを用いたデジタルＳＮＧ装置を
用いたテレビ中継システムの概念図である。

【符号の説明】

１ Ｋｕ帯衛星通信用ビーム可変固体化デジタル送受信
装置 ２ 送受信装置筐体 ３ 中間周波数入力ケーブル ４ 連結機構 ５ ローレベル信号用励振増幅部 ６ 平面アンテナ部 ７ 固体電力増幅部 ８ 熱冷却部 ９ 固体電力増幅部用電源部（電源部） １０ 直流電源ケーブル １１ コントロールケーブル １２ サブアレイアンテナ素子 １３ Ｋｕ帯５ワット級固体電力増幅器（固体電力増幅
器） １４ 初段ＦＥＴ（増幅器） １５ ２段目ＦＥＴ（増幅器） １６ ３段目ＦＥＴ（前段増幅器） １７ 終段ＦＥＴ（終段増幅器） ２９ ゲートバイアス回路（ゲートバイアス保持回路） ３４ 平面アンテナ ３５ ヒートパイプ ３６ ラジエター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−174431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−250203（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−170206（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−156105（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−267585（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−65308（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−7812（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−10613（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 23/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯し得る大きさに形成される送受信装
   置筐体と、この送受信装置筐体に対し、可動自在に取り
   付けられる平面アンテナ部とを備え、平面アンテナ部を
   衛星の方向に向けながら、電子的にビーム方向を調節し
   て前記衛星と通信を行なう携帯用ＳＮＧ装置において、 前記平面アンテナ部を構成するＮ個のサブアレイアンテ
   ナ素子の裏面に装着される複数の固体電力増幅器を構成
   する各増幅器のうちで終段増幅器の前段に配置され、こ
   の終段増幅器を励振するのに十分な電力を発生させるバ
   イアスに設定されて高効率で前記終段増幅器を励振する
   前段増幅器を備えたことを特徴とするＫｕ帯衛星通信用
   ビーム可変固体化デジタル送受信装置。
2. 【請求項２】 携帯し得る大きさに形成される送受信装
   置筐体と、この送受信装置筐体に対し、可動自在に取り
   付けられる平面アンテナ部とを備え、平面アンテナ部を
   衛星の方向に向けながら、電子的にビーム方向を調節し
   て前記衛星と通信を行なう携帯用ＳＮＧ装置において、 前記平面アンテナ部に設けられている各固体電力増幅器
   側に設けられ、前記各固体電力増幅器に対する給電停止
   後の所定時間、前記各固体電力増幅器のゲートバイアス
   を保持するゲートバイアス保持回路と、 前記送受信装置筐体内に配置され、直流電圧を生成して
   前記平面アンテナ部の各固体電力増幅器に給電する電源
   部と、 を備えたことを特徴とするＫｕ帯衛星通信用ビーム可変
   固体化デジタル送受信装置。
3. 【請求項３】 携帯し得る大きさに形成される送受信装
   置筐体と、この送受信装置筐体に対し、可動自在に取り
   付けられる平面アンテナ部とを備え、平面アンテナ部を
   衛星の方向に向けながら、電子的にビーム方向を調節し
   て前記衛星と通信を行なう携帯用ＳＮＧ装置において、 前記平面アンテナ部を構成するＮ個のサブアレイアンテ
   ナ素子に装着された複数の固体電力増幅器に対し、列単
   位または行単位で設けられ、前記各固体電力増幅器で発
   生した熱を集めて放熱するヒートパイプ、 を備えたことを特徴とするＫｕ帯衛星通信用ビーム可変
   固体化デジタル送受信装置。
4. 【請求項４】 固体電力増幅器としてＫｕ帯５ワット級
   固体電力増幅器を使用し、また各増幅器として初段ＦＥ
   Ｔ、２段目ＦＥＴ、３段目ＦＥＴ、終段ＦＥＴを使用
   し、また終段増幅器として最終段ＦＥＴを使用し、また
   前段増幅器として３段目ＦＥＴを使用し、また電源部と
   して、固体電力増幅部用電源部を使用する請求項１、
   ２、３記載のＫｕ帯衛星通信用ビーム可変固体化デジタ
   ル送受信装置。