JPS5970031A - マルチビ−ム中継器 - Google Patents

マルチビ−ム中継器

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Publication number
JPS5970031A
JPS5970031A JP17958282A JP17958282A JPS5970031A JP S5970031 A JPS5970031 A JP S5970031A JP 17958282 A JP17958282 A JP 17958282A JP 17958282 A JP17958282 A JP 17958282A JP S5970031 A JPS5970031 A JP S5970031A
Authority
JP
Japan
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phase
matrix
input
amplitude
variable
Prior art date
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Pending
Application number
JP17958282A
Other languages
English (en)
Inventor
Seizo Hirose
広瀬 晴三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP17958282A priority Critical patent/JPS5970031A/ja
Publication of JPS5970031A publication Critical patent/JPS5970031A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/204Multiple access
    • H04B7/2041Spot beam multiple access

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

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】 この発明は、受信及び送信に、アレー形のマルチビーム
アンテナを有するマルチビーム中継器に関するものであ
る。
通常0通信衛星等に搭載される通信用中継器は。
周波数の有効利用のためマルチビーム方式とし。
要求される2点間に対応するビーム間を、中継器内の交
差接続スイッチを介して接続する方式となッテイル。ビ
ーム数が比較的多い場合や、ビームが近接する場合には
、マルチビームアンテナトシて、アレー形のアンテナと
ビーム形成回路を組合せた構成が多く用いられる。
まず、従来のアレー形マルチビーム中継器の構成につい
て1図を用いて簡単忙説明する。
第1図において、A1.〜A1、は、受信アレーアンテ
ナ素子、F11〜F1工  は受信周波数変換器。
B1 は受信ビーム形成回路、  B2は送信ビーム形
成回路、F2.〜F2Jは送信周波数変換器、A21ゝ
A2Jは送信アレーアンテナ素子、Sはスイッチマトリ
クス、  alはスイッチ制御回路である。ここで。
工は受信アレーアンテナ素子数、Jは送信アレーアンテ
ナ素子数である。
またe  al〜alは受信ビーム形成回路の入力端子
+  b1〜bMは回出カ端子、c1〜cNは送信ビー
ム形成回路の入力端子、d1〜d、は回出カ端子である
。受信ア1.・−アンテナ素子A11〜A1工と、受信
周波数変換器F11〜FII及び受信ビーム形成回路B
1により1M個のビームをもつ、受信側のマルチビーム
アンテナを形成する。一方、送信ビーム形成回路B2と
、送信周波数変換器F21〜F2J及び送信アレーアン
テナ素子A21〜A2JによりN個のビームをもつ送信
側のマルチビームアンテナを形成する。一般に、受信周
波数と送信周波数に応じて、受信又は送信側の周波数変
換器F11〜FII又はF21〜F2Jが不要になる場
合や、アレーアンテナ素子A11〜AIIとA2.〜A
2Jを、一つのアレーアンテナで共用する場合がある。
M個の受信ビームとN個の送信ビームは、スイッチマト
リクスSにより、所要のビーム間接続を行って中継経路
を構成することができる。接続は。
スイッチ制御器C1からの制御信号により行なわれる。
スイッチマトリクスSを高速で制御することで、衛星通
信のS S −T D M A (Satellite
Switch −Time Domain Multi
ple Access )方式の運用も可能である。
アレーアンテナを用いたマルチビームアンテナでは1位
相合成によりビームを形成する方法が用いられる。受信
ビーム形成回路B1及び送信ビーム形成回路B2の位相
を、第2図及び第3図に示す。第2図において、(1)
は受信ビーム形成回路B1の入力端子a1と出力端子’
D I  間の位相差、(2)は入力端子a1と出力端
子b2間の位相差である。
これらの位相差fil及び(2)はアレーアンテナ素子
配列と、ビーム配列から定まるものである。同様に第3
図において(3)は送信ビーム形成回路B2の入力端子
 C1と出力端子61間の位相差、(4)は入力端子C
2と出力端子61間の位相差である。今。
スイッチマトリクスSにより出力端子b1と、入力端子
C1が、又出力端子b2と入力端子C2が接続された状
態を考える。第4図は、このときの入力端子a1と出力
端子61間の関係を示したものである。第4図において
(5)は第1図の端子a1→b1→C1→d1  を経
た信号の位相偏移、(6)は同様に端子a、→b2→c
2→d2を経た信号の位相偏移。
(7)はそれらの合成信号の位相偏移、(8)は合成信
号の振幅を示す。
従って1位相偏移(5)は9位相差(11と位相差(3
1の和、又位相偏移(6)は9位相差(2)と位相差(
4)の和となる。送信ビーム形成回路B2において、上
記2信号がベクトル合成され、結局受信ビーム形成回路
B1の入力端子a1と、送信ビーム形成回路B2の出力
端子d1 間の関係は、第4図に示す撮幅(8)と位相
偏移(71で示される。
次に、スイッチマトリクスSが切替えられて。
出力端子b1 と入力端子C2が、又、出力端子b2と
、を入力端子C1が接続された状態を考える。第5図に
、このときの入力端子a1と出力端子61間の関係を示
す。第5図において、(9)は、第1図の端子a1→b
1→C2→d1 を経た信号の位相偏移。
a・は同様に端子81→b2→C1→d1を経た信号の
位相偏移、011はそれらの合成信号の位相偏移、 A
21は撮幅を示す。従って、今度は1位相偏移(9)は
位相差+1+と位相差(4)の和、又位相偏移a・は1
位相差(2)と位相差(3)の和となる。受信ビーム形
成回路B1の入力端子a1 と送信ビーム形成回路B2
の出力端子61間の関係は、第5図に示す振幅11Zと
位相偏移01)で示される。
以上は、端子a1  と端子61間についてのみ考えた
ものであるが、他の端子間の関係も同様である。すなわ
ち、スイッチマトリクスSでの接続忙応じて、各アレー
アンテナ素子A11〜AII(!:A21〜A2J間の
所要位相偏移と振幅が変わり、またスイッチマトリクス
Sの状態により一義的に定まる。
第1図の構成においては、一つの位相偏移を設定するの
にビーム形成回路が2個用いられているため、ムダな構
成要素が含まれている。またビーム形成回路は、アレー
アンテナ素子数及びビーム数がiW加した場合には9寸
法9重量が大幅に増加し、特に衛星格載には適さない。
この発明は、これらの欠点を除去するためのものであり
、大幅な構成の簡易化の特徴を有する。
以下第6図により、説明する。第6図は、この発明によ
るマルチビーム中継器を示したもので。
A11〜AII は受信アレーアンテナ素子、F21〜
F2Jは、受信周波数変換器1Mは可変振幅位相マトリ
クスF2.〜F2Jは送信周波数変換器、A21〜A2
.Tは送信アレーアンテナ素子、C1は可変振幅位相マ
トリクスMの振幅・位相の制御器、  ej〜eIは可
変振幅位相マ) IJクスMの入力端子、d1〜dJは
同出力端子である。
可変振幅位相マトリクスMは、1個の入力と5個の出力
をもち、各入出力間の振幅及び位相特性を任意に設定で
きるもので、入力端子θ1 と出力端子f1  の関係
を、第4図及び第5図に示す値に直接設定可能なもので
ある。設定は、1最幅位相制御器C2からの制御で何う
第7図に可変振幅位相マ) IJクスMの一構成例を示
す。第1図において、■、〜エエは入力線路。
0、〜OJは出力線路、■11〜VIJは可変減衰器。
P11〜PIJは可変移相器、H11〜HIJは結合器
である。
可変振幅位相マ) IJクスは、入力i[itj!路工
1〜エエと、出力線路01〜OJをマトリクス状に配列
し。
かつマ) IJクスの各交差点で、入出力間を結合器H
11〜HIJで、可変減衰器v11〜VIJと可変移相
器pH〜PIJを介して結合させた構成のものである。
結合度は、マトリクス内の可変減衰器VN〜VIJの設
定にかかわらず。他の振幅1位相が変化しないように疎
結合とする。一つの出力線路に結合する人力は、マ) 
IJクス内の上記bJ変減衰器v11〜VIJと可変移
相器pat〜PIJにより任意の振幅及び位相に設定す
ることができ、各2列に制御することが可能である。
以上述べたように、この発明は、1個の入力と5個の出
力をもつ可変振幅位相マトリクスを用いることにより、
マルチビーム中継器の構成を簡易化することができ、シ
ステム全体の小型化にもつながるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のマルチビーム中継器の構成図。 第2図は受信ビーム形成回路の入出力位相を示す図、第
3図は送信ビーム形成回路の入出力位相を示す図、第4
図及び第5図はマルチビーム中継器の入出力位相を示す
図、第6図はこの発明によるマルチビーム中継器の構成
図、第7図は、可変振幅位相マトリクスの構成例を示す
図であり0図中A11〜A、I及びA2.〜A2Jはア
レーアンテナ素子。 B1 は受信ビーム形成回路、B2は送信ビーム形成回
路、F11〜F’lI及び?21〜F2Jは周波数変換
器、Sはスイッチマトリクス、C1はスイッチ制御器a
1〜a1は周波数変換器の出力端子、b1〜bMはスイ
ッチマトリクスの入力端子、  a1〜QHはスイッチ
マトリクスの出力端子、  (11〜(1,rは周波数
変換器の入力端子、01〜elは可変振幅位相マトリク
スの入力端子、  f1〜fJは同出力端子、 (11
゜(2)、(3)、(4)は各ビーム形成回路の入出力
信号のベクトル、 +51. +61. T9+、 Q
(Iはスイッチマトリクスな介した信号のベクトル、 
(71,tinは合成ベクトルの位相1 (81,+1
21は振幅1Mは可変振幅位相マ) IJクス、  C
2は振幅位相制御器、■1〜エエは入力端子。 01〜OJ  は出力端子、■11〜vIJは可変減衰
器。 P11〜PIJは可変移相器、H11〜HIJは結合器
である。 なお図中、同一あるいは、相当部分には同一符号を付し
て示しである。 173 w12〜 第4図 1g5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 受信用アレーアンテナ素子群と、このアレーアンテナ素
    子群を構成する各アンテナ素子で受信した信号を中間周
    波数又は送信周波数に変換する複数の周波数変換器と、
    複数の入力端及び出力端を有し、かつ、各入出力端間の
    振幅及び位相を各々任意に設定することができる可変振
    幅位相マ) IJクスと、中間周波数を送信周波数に変
    換する複数の周波数変換器と、送信用アレーアンテナ素
    子群と、上記可変振幅位相マトリクスの振幅と位相を制
    御する振幅・位相制御器を有することを特徴とするマル
    チビーム中継器。
JP17958282A 1982-10-13 1982-10-13 マルチビ−ム中継器 Pending JPS5970031A (ja)

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