JPS61148926A

JPS61148926A - 通信衛星中継器

Info

Publication number: JPS61148926A
Application number: JP59271040A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Ito; 泰彦伊藤; Hideyuki Shinonaga; 英之篠永
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1984-12-24
Filing date: 1984-12-24
Publication date: 1986-07-07
Also published as: GB8531315D0; GB2169474A; JPS6366096B2; US4706239A; GB2169474B

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】（産業上の利用分野）本発明は通信衛星中継器に関し、特にビーム間接続に柔
軟性を持たせたマルチビーム通信衛星の中継器に関する
。

（従来の技術）地表の一部分を照射するスポットビームを多数照射して
同一周波数を複数回使用する周波数再利用、および直交
偏波共用により同一周波数を複数回使用する周波数再利
用を行なうマルチビーム通信衛星を考える。

マルチビーム通信衛星では、従来、衛星通信帯域’１４
０　ＭＨ２程度の広帯域の帯域幅を基本単位としたチャ
ネルに分割し、その各々に中継器を割り当てている。ビ
ーム数がＮ、チャネル数がＭの場合の通信衛星中継器の
構成は、例えば第１図のようになる。

第１図において、１は受信アンテナ、２は増幅および周
波数変換を行なう受信機、３は入力信号波を各々のチャ
ネルに分波する入力分波器、４は同一チャネルのビーム
間の接続を行なうスイッチ、５は増幅器、６は各チャネ
ルの信号波を合波する出力合波器、７は送信アンテナで
ある。スイッチ４および増幅器５についてはチャネル１
用のもののみ示しであるが、チャネル２からチャネルＭ
に対しても全く同じ構成をとる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら上述の従来の構成では、同一チャネルにお
し・てビーム数だけのビーム間接続用スイッチおよび増
幅器を用いて各々のビーム間接続を行なうため、あるビ
ーム内の地球局から他のすべての地球局と通信するため
には各チャネルごとに異なったビームと接続する必要が
あり、ビーム数が増えるに従ってチャネル数を増加させ
なくてはならず、その結果、中継器数が増大すると共に
、運用上の柔軟性を欠き、実質的に通信容量の低下をも
たらすという欠点を有する。

本発明は従来の構成の上記欠点を解決するもので、その
目的はマルチビーム通信衛星におけるビーム間接続の自
由度を飛躍的に向上させ、通信需要に柔軟に対応するこ
とのできるマルチビーム通信衛星の実現にある。

（問題点を解決するだめの手段）上記目的を達成するための本発明の特徴は、衛星通信帯
域を第１の帯域幅を基本単位としたチャネルに分割し、
その各々に中継器を割り当てると共にスイッチング手段
によりチャネル間の接続を行なうマルチビーム通信衛星
において、前記スイッチング手段が各チャネルを第１帯
域幅より狭い第２の狭帯域チャネルに分割し複数の狭帯
域チャネルの出力を合波する帯域幅可変フィルタバンク
と、その出力に接続され狭帯域チャネルのビーム間接続
のためのスイッチと、ビーム間接続された各狭帯域チャ
ネルの出力を各チャネル毎に合波して前記基本単位の帯
域幅のチャネルを提供する合波器とを有する帯域幅可門
フィルタマトリクスにより構成され、単一の中継器で複
数のビームとのビーム間接続を行なう通信衛星中継器に
ある。

（作　用）上記構成において、第１の帯域のチャネルが第２の狭帯
域チャネルに分割され、各狭帯域チャネル毎にスイッチ
ングが行なわれるのでビーム間接続の自由度が向上し本
発明の目的が達成される。

狭帯域チャネルへの分割は例えばインターディジタルフ
ィルタを用いて行なわれる。

（実施例）第２図は、本発明によるビーム数がＮ（Ｎは自然数）、
チャネル数がＭ（Ｍは自然数）のマルチビーム通信衛星
の中継器の構成例であって、１は受信アンテナ、２は受
信機、３は入力分波器、８は帯域幅可変フィルタマトリ
クス、６は出力合波器、７は送信アンテナである。帯域
幅可変フィルタマｌ−ＩＪクス８および増幅器５につい
てはチャネル１用のもののみ示しであるが、チャネル２
からチャネルＭに対しても全く同じ構成をとる。

本発明の重要な特徴を構成する帯域幅可変フィルタマト
リクス８は、フィルタバンク９、スイッチ１０、合波器
１１より構成され、各チャネルを数ＭＨｚ程度の帯域幅
を基本単位とした種々の大きさの小帯域に分割して、１
つの中継器において複数のビームとのビーム間接続を可
能ならしめるものである。以下、その動作について説明
する。

フィルタバンク９は各チャネルを数ＭＨｚ程度の帯域幅
の狭帯域チャネルに等分割するもので、１チヤネルをＬ
の狭帯域チャネルに分割するフィルタバンクの振幅（電
圧）周波数特性は例えば第３図のようになる。第３図に
おいて、１２．１３．１４．１５は各々狭帯域チャネル
１．２．３．　Ｌの振幅周波数特性、ｆ＋　＋　ｒ２．
　Ｉｓ、　４Ｌ　は各々狭帯域チャネル１，２゜３、Ｌ
の中心周波数である。第３図に示されているようにフィ
ルタバンクの隣接した狭帯域チャネルは６ｄＢ振幅が減
衰したところで交叉し、また、交叉点において位相は連
続である。

今、隣接した狭帯域チャネルを合成することを考え″る
。例えば、隣接した２つまたは３つの狭帯域チャネルを
合成することは、第４図（ａｌおよび（１）１に示され
ているように、狭帯域チャネルの２倍または３倍の帯域
幅をもつチャネルにほかならない。

第４図には、合成された狭帯域チャネルの振幅周波数特
性も破線で合わせて示しである。このような隣接した狭
帯域チャネルの合成は各々の狭帯域チャネルの出力を合
波することでなされる。従って、フィルタバンクの任意
の隣接した狭帯域チャネルの出力を合波することにより
、狭帯域チャネルの帯域幅を基本単位とした帯域幅可変
フィルタが実現できる。このようなフィルタバンクは弾
性表面波フィルタを用いることにより小型に実現するこ
とができ、また、狭帯域チャネルの合成に際し必要条件
となる位相の連続性も保つことが可能となる。

帯域幅可変フィルタマトリクス８は、各ビームの同一チ
ャネルに対するフィルタバンク９の出力を狭帯域チャネ
ルを単位としてスイッチ１０によりビーム間接続した後
、各狭帯域チャネルの出力を各チャネルごとに合波器１
１により合成するもので、１つの中継器において複数の
ビームとのビーム間接続を可能とするものである。狭帯
域チャネルよりも広い帯域幅が必要な場合には、単に必
要な数の隣接した狭帯域チャネルのビーム間接続を同一
にすればよい。

次に帯域幅可変フィルタマトリクスの具体的な実現方法
について説明する。第５図は、帯域幅可変フィルタマト
リクスの実現方法の一例を示したものであって、１６は
弾性表面波フィルタを用いたフィルタバンク、１７はイ
ンピーダンス整合したプーアルゲートＦＥＴスイッチ、
１８は無反射終端器、１９はインピーダンス整合した合
波用ＦＥＴである。

第５図の実現例では、各狭帯域チャネルのビーム間接続
はインピーダンス整合したデュアルゲートＦＥＴスイッ
チ１７を０Ｎ１０ＦＦさせることによって行なう。狭帯
域チャネルよりも広い帯域幅が必　　　−要な場合には
、単に必要な数の隣接した狭帯域チャネルのデュアルゲ
ー）ＦＢＴスイッチをＯＮにすればよい。本実現例は、
基本的にはクロスバ構成であるため、１つの狭帯域チャ
ネルの出力信号を複数のビームに出力する放送機能を有
しており、また、スイッチにデュアルゲートＦＥＴを用
いているためスイッチがＯＮ状態の時、通過信号が増幅
されるという利点を有している。

弾性表面波フィルタを用いたフィルタバンク１６は、例
えば第６図のような構成で実現することができる。第６
図（ａ）はマルチストリップカプラを用いたフィルタバ
ンクの実現例であって、」は入力電極、２１は出力電極
、ｎはマルチストリップカプラである。第６図（ｂ）は
グレーティングを用いたフィル−タバンクの実現例であ
って、Ｉは入力電極、２１は出力電極、乙はグレーティ
ングである。グレーティングおは、弾性表面波基板の表
面に溝を設けるグループ形、金属などの薄膜を付着させ
るストリップ形、表面近傍の物質定数を変化させるイオ
ン打込み形等として実現することができる。第６図（Ｃ
）は多数の弾性表面波フィルタを並列になら。

べて構成したフィルタバンクの実現例であって、題は入
力電極、２１は出力電極、２４はインピーダンス整合回
路である。第６図（ｄ）も多数の弾性表面波フィルタを
並列にならべて構成したフィルタバンクの実現例であっ
て、加は入力電極、２１は出力電極、５はコイノペ２６
は抵抗である。

このように帯域幅可変フィルタマトリクスは、弾性表面
波フィルタを用いたフィルタバンク、デュアルゲー）　
ＦＥＴ等を用いることにより小型に実現することができ
る。

次に、本発明による通信衛星中継器の具体的な使用例に
ついて説明する。ここでは、衛星のビーム数は４、また
各チャネルはフィルタバンクにより１０の狭帯域チャネ
ルに分割されているものとする。第７図は、種々の帯域
幅のＰＳＫ波、ＦＭ波、５ｃｐｃ波が１チヤネルを周波
数分割多重使用している場合の中継器の使用例であって
、（ａｔは入力分波器の出力信号、（ｂ）は出力合波器
の入力信号を示している。信号波の下の１から１０まで
の数字は各々狭帯域チャネル１から１０までを意味して
いる。

このように１つの中継器内において折り返しを含むすべ
ての組合せのビーム間接続を帯域幅、通信方式の異なる
種々の信号波に対して行なう第７図（ａｔと（ｂｌの関
係は、帯域幅可変フィルタマトリクスに含まれるスイッ
チを第８図のように切換えることにより得られる。第８
図において、（ａｌがら（ｌは各々狭帯域チャネル１か
も１０用のスイッチの切換えパターンを示している。

（発明の効果）以上述べたように、本発明による通信衛星中継器によれ
ば、マルチビーム通信衛星におけるビーム間接続の自由
度を飛躍的に向上することができ、また、帯域幅可変フ
ィルタマトリクス内のスイッチの切換パターンを変更す
ることにより柔軟に通信需要に対応することのできるマ
ルチビーム通信衛星が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の通信衛星中継器の構成図、第２図は本発
明による通信衛星中継器の構成図、第３図は本発明によ
るフィルタバンクの振幅（電圧）周波数特性、第４図は
本発明によるフィルタバンクの隣接した狭帯域チャネル
を合成した場合の振幅周波数特性基５図は本発明による
帯域幅可変フィルタマトリクスの具体的実現例を示す図
、第６図は本発明によるフィルタバンクの具体的実現例
を示す図、第７図は本発明による通信衛星中継器の具体
的使用例を示す図、第８図は第７図に対する帯域幅可変
フィルタマトリクス内のスイッチの切換パターンである
。Ｉ・・・受信アンテナ　　２・・・受信機３・・・入力
分波器４・・・同一チャネルのビーム間の接続を行なうスイッ
チ５・・・増幅器　　　　　６・・・出力合波器７・・・
送信アンテナ８・・・帯域幅可変フィルタマトリクス９・・・フィル
タバンク１０・・・同一狭帯域チャネルのビーム間の接続を行な
うスイッチ１１・・・合波器１２・・・狭帯域チャネル１の振幅周波数特性１３・・
・狭帯域チャネル２の振幅周波数特性１４・・・狭帯域
チャネル３の振幅周波数特性１５・・・狭帯域チャネル
Ｌの振幅周波数特性１６°°°弾性表面波フィルタを用
いたフィルタバンク１７・・・インピーダンス整合したプーアルゲートＦ　
ｇ　ＴスイッチＩ８・・・無反射終端器１９・・・インピーダンス整合した合波用Ｆ　Ｅ　Ｔ」
・・・入力電極　　　　２１・・・出力電極ｎ・・・マ
ルチストリップカプラ％・・・グレーティング

Claims

【特許請求の範囲】

衛星通信帯域を第１の帯域幅を基本単位としたチャネル
に分割し、その各々に中継器を割り当てると共にスイッ
チング手段によりチャネル間の接続を行なうマルチビー
ム通信衛星において、前記スイッチング手段が各チャネ
ルを第１帯域幅より狭い第２の狭帯域チャネルに分割し
複数の狭帯域チャネルの出力を合波する帯域幅可変フィ
ルタバンクと、その出力に接続され狭帯域チャネルのビ
ーム間接続のためのスイッチと、ビーム間接続された各
狭帯域チャネルの出力を各チャネル毎に合波して前記基
本単位の帯域幅のチャネルを提供する合波器とを有する
帯域幅可変フィルタマトリクスにより構成され、単一の
中継器で複数のビームとのビーム間接続を行なうことを
特徴とする通信衛星中継器。