JPH03158006A - 衛星通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば音声や画像あるいはデータ等の通信サ
ービスを目的とした衛星通信方式に関する。

（従来の技術） 一般に衛星通信方式は、例えば通信衛星２号（Ｃｓ−２
）や通信衛星３号（Ｃ８−３）にみられるように、軌道
上の静止位置から第３図に実線あるいは点線の囲みで示
すように日本国領域を覆う成形ビームにより、同報性と
広域性と転回時に有する通信サービスを提供している。

この第３図に示す衛星通信方式は、静止軌道上にある１
機の通信衛星によって例えば日本全国という広域をカバ
ーできるため、多数の地上局を設置しネットワークを形
成して全国的に通信サービスを行う他の方式よりコスト
を低廉化できるという特徴を有している。しかし衛星搭
載のアンテナではビーム幅を拡げているためアンテナの
利得が低下し、　Ｅ　Ｉ　ＲＰ　（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ
　　ｌ５ｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙＲａｄｉａｔｅｄ　Ｐ
　ｏｖｅｒ　：実効等方放射電力）が下がり、大容量デ
ータを伝送しにくいという欠点を有する。

従ってこれを受ける地上局側でもＧ／Ｔ　（受信性能指
数）やＥＩＲＰを向上させる必要があり、地上局でのコ
ストが高額になるという欠点があった。

そこで、これらの欠点を補うためにマルチビームアンテ
ナ通信方式が検討されている。マルチビームアンテナ通
信方式は衛星搭載アンテナの反射鏡を大型化し、第４図
に示すようにマルチビームにより例えば日本全国を覆う
ものであり、個々のビームはスポット照射となるから、
成形ビームに比較して衛星側のＥＩＲＰは向上される。

従ってこの方式により、伝送容量の増加が可能となると
ともに、地上局の負担を軽減化できるという特長をもっ
ている。しかし衛星搭載の中継器の構成はそのマルチビ
ームのビーム数と同数必要となるため、衛星設計におけ
る重量や消費電力の設定条件に与える影響が大きく、衛
星が大型化するという欠点があった。

また、第５図に示すように、実際に人口衛星による通信
サービス領域の中には、大都市等の高トラヒツク（ｔｒ
ａｆｆｉｃ）地域と人口等の少ない郊外地等低トラヒツ
ク地域が存在する。ところが、第４図に示す方式では、
マルチビームが照射する特定のビームエリア内でトラヒ
ックＡ密度が小さいエリアに対しても、中継器を搭載す
ることになるから、中継器の有効利用が十分に図れない
という欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように従来の衛星通信方式では利用効率が良
く、コンパクトな通信システムは構成されなかった。

そこで本発明は上記の欠点を除去すべくなされたもので
、同一のアンテナにより高トラヒツク密度地域に対して
はスポットビームにより、その他の低トラヒツク密度地
域に対しては成形ビームによりサービスを提供可能とし
、中継器をはじめ衛星搭載機器を高効率で利用できると
ともに、サービス性の高い衛星通信方式を提供すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、−次放射器と反射鏡との組合わせからなるア
ンテナを人口衛星に搭載して、広域エリアに通信サービ
スを行う衛星通信方式において、１個の反射鏡に対し、
複数の一次放射器が対向配置されるとともに、前記反射
鏡からは成形ビームとスポットビームとが形成されるよ
うにアンテナを構成したことを特徴とする。

（作用） 本発明の衛星通信方式では、反射鏡からは成形ビームと
スポットビームとが共に形成されることによって、高ト
ラヒツク密度地域に対しては、スポットビームの高利得
アンテナにより照射することによりトラヒック密度に見
合う大容量データを伝送でき、低トラヒツク密度地域に
対しては成形ビームにより例えば日本全国の広い領域を
カバーして対応するので中継器等の搭載台数を減少させ
、重量、消費電力を少なく押えることができる。

（実施例） 以下、この発明による衛星通信方式の一実施例を第１図
ないし第２図を参照し詳細に説明する。

即ち、第１図は本発明衛星通信方式において人口衛星に
搭載されるアンテナ及び中継器等の構成を示すもので、
第２図に示すように、低トラヒツク密度地域を全て含む
１つの成形ビーム又と、４か所の高トラヒツク密度地域
に夫々対応させた４つのスポットビームＹ１〜Ｙ４とを
、１個の反射鏡１と７個の一次放射器２１〜２７とを利
用して形成する回路を示している。

第１図において、前記４つのスポットビーム対象地域Ｙ
１〜Ｙ４を例えばＹｌ：東京地区、Ｙ２：名古屋地区、
Ｙ３：大阪地区、Ｙ４：北九州地区とし、これらに順次
対応したスポットビーム用−次放射器２１〜２４、及び
これら−次放射器２１〜２４とともに成形ビームＸを形
成する成形ビーム用−次放射器２５〜２７が、反射鏡１
に対向して設けられている。

上記各−次放射器２１〜２７のうち、スポットビーム用
−次放射器２１〜２７は、反射鏡１面金体に有効に電波
が照射されるように開口が広く形成され、他方成形ビー
ム用−次放射器２５〜２７は逆に開口を小さくして、反
射鏡１の一部にのみ照射されるようにして広いビーム幅
が得られるように構成される。

上記反射鏡１及び−次放射器２１〜２７は可逆性を有し
、地上局に対して送受共用アンテナを構成する。また、
この場合、成形ビームＸの周波数と各スポットビームＹ
１〜Ｙ４の周波数とは互いに異なることが必要であるが
、各スポットビーム７１〜７４間では、互いに干渉する
ことがないから同一周波数を使用して周波数利用効率を
高めることができる。

第１図に示す構成において、反射鏡１及び−次放射器２
１〜２７を介して、地上局から受けた電波は。

電力合成分配器（ＣＯＭＢ）３１〜３５を経て送受分合
波器（ＤＩＰ）４１〜４５に供給される。なお、電力合
成分配器３１〜３５及び送受分合波器４１〜４５は、と
もに個々のスポットビーム用−次放射器２１〜２４用（
３１〜３４．４１〜４４）と、成形ビーム用−次放射器
２５〜２７用を含む全ての一次放射器２１〜２７の共通
用（３５，４５）とに分けられる。

送受分合波器４１〜４５からの信号は受信器５に供給さ
れ、周波数変換等が行われた後、ＦＥＴ（ｆｔ界効果ト
ランジスタ）等によるＩＰ（中間周波）スイッチマトリ
ックス回路６を経て、各トラヒックに対応した中継器７
１〜７５に供給される。

中継器７１〜７５は、ＴＷＴ等による信号増幅回路を含
み、必要な最終送信電力まで増幅されて、順次送受分合
波器４１〜４５．電力合成分配器３１〜３５゜−次放射
器２１〜２７９反射鏡１を介して地球局向は中継送信さ
れる。

このように１本発明による衛星通信方式は、広い範囲の
サービスエリアの内、高トラヒッ、り密度地域にのみス
ポットビームを対応させるようにアンテナを構成したの
で、その限られたスポットビーム数だけの中継器７１〜
７４を増設するだけで、トラヒック密度の状況に対応し
た高効率の通信が可能となる。

従って、衛星設計において、重電や消費電力の増加は抑
制され、構成機器の有効利用度が高められる優れた効果
が得られる。

なお、上記実施例では、通信対象を地球の固定局として
説明したが、勿論サービスエリア内での洋上の船舶や航
空機等移動体との通信でも同様しこ適用できるものであ
る。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明によれば、高トラヒツク密度地域
に対してはスポットビーム、その地の低トラヒツク密度
地域に対してはサービスエリア全域を覆う成形ビームに
よりサービスを行うことによって、トラヒック要求に密
接に対応できるとともに、中継器をはじめ、衛星搭載機
器の効率的構成及び利用が可能な衛星通信方式を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による衛星通信方式の一実施例を示す構
成回路図、第２図は第１図に示す衛星通信方式で形成さ
れたビームパターン図、第３図及び第４図は従来の衛星
通信方式で形成されるビームパターン図、第５図はトラ
ヒック密度の差異を説明するモデル図である。 １・・・反射鏡、　　　２１〜２７・・・−次反射器、
３１〜３５・・・電力合成分配器、 ４１〜４５・・・送受分合波器、　５・・・受信器。 ６・・・ＩＦスイッチマトリックス回路、７１〜７５・
・・中継器、　　　　　Ｘ・・・成形ビーム、Ｙ１〜Ｙ
４・・・スポットビーム。 １　：　　Ｆｔ射’ｌｌＬ　　　　　　　　　　：３１
〜３Ｓ−ｔ、ｈｅ収＊ａｉｌＪ２１〜２７：−；疋１５
馳り益 第　　１　　口 ブライ」ズニ８　　　（ｄｅｑ　） 第　　３　　因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一次放射器と反射鏡との組合わせからなるアンテナを人
   口衛星に搭載して、広域エリアに通信サービスを行う衛
   星通信方式において、１個の反射鏡に対し、複数の一次
   放射器が対向配置されるとともに、前記反射鏡からは成
   形ビームとスポットビームとが形成されるようにアンテ
   ナを構成したことを特徴とする衛星通信方式。