JPS627223A - 送信電力補償装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、衛星通信において、降雨による送信信号の
伝搬減衰？、送信機出力を制御することにより補償する
送信電力補償装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置として第２図に示すものがあった。

図において、（１）はピンダイオード可変減衰器、（２
）は電力増巾器、（３）は検波器、（４）は比較器、（
５）はフィード、（６）はアンテナ、（７）は低雑音増
巾器、（８）はダウン・コンバータ、（９）は利得制御
増巾器、（ｌＯ）は周波数混合増巾器、（１１）はバン
ドパス・フィルタ、（１２）は位相同期検波器、（１３
）は基準発振器、（１４）はループフィルタ、（１５）
は電圧制御水晶発振器％（１６）はループフィルタ、（
１７）はスケーラ−である。

次に動作についそ説明する。電力増幅器（２）の出力は
フィード（５）ヲ介しアンテナ（６）から放射されるが
、その一部はカプラ等によシ検波器（３）に入力されて
検波され、比較器ｆ４１　ｋ　ｚｌＩＩしてビンダイオ
ード減衰器ｆｉｌにフィード・バックされて自動利得制
御されている。一方、アンテナ＋６１より受信されたビ
ーコン信号は、フィード（５）、低雑音増巾器（７）を
通過した後、ダウンコンバータ（８）により、中間周波
数帯に変換され、利得制御増巾器（９）によう増巾され
、さらに、周波数混合増巾器（ｌＯ）で、電圧制御水晶
発振器（１５）よシの信号と、混合・増巾される。この
信号は、狭帯域なバンドパスフィルタ（１１）で帯域制
限され、位相同期検波器（１２）で、基準発振器（１３
）よりの信号と位相比較されかっ同期検波される。位相
比較された成分は、ループフィルタ（１４）を通過し、
電圧制御発振器（１５）へフィード・バックされ自動周
波数制御として動作し、同期検波された成分は、ループ
フィルタ（１６）を通過し、利得制御増巾器（９）ヘフ
ィードーバックされ、自動利得側８（以下ＡＧＣと略記
する）として動作する。受信し几ビーコン信号は以上の
様に周波数・利得制御され、ビーコン信号の受信レベル
変動は、ループフィルタ（１６）の出力電圧により知る
ことができる。従って、ビーコン信号の受信レベル変動
がなければ、ループ・フィルタ（１６）の出力電圧は一
定となり、スケーラ−（１７）の出力も一定となシ、比
較器（４）の出力は、電力増巾器１２）の出力変動に対
応した電圧が出ることになシ、送信系としてのＡＧ（１
２１作が行なわれる。

いま、地球局と、衛星間の伝搬路上で降雨があった場合
、地球からの送信信号、衛星からのビーコン信号とも降
雨量に応じて伝搬減衰が増加する。

すなわち、ループフィルタ（１６）の出力には、ビーコ
ン信号の受信レベル劣化量に応じた電圧が得られる。こ
の電圧を、送信信号の減衰量と、ビーコン信号の減衰量
の比（この値は、周波数により決まるものである）を与
えるスケーラ−（１７）に与え、受信レベル劣化量より
、送信信号の伝搬減衰量を知シ、これを、比較器（４）
に入力し、送信系のＡＧＣの設定点を変化させ、電力増
巾器（２）の出力レベルを増大させ降雨による送信信号
の伝搬減衰量の増加分を補償する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の装置ｒ１以上のように構成されているのでループ
フィルタ（１６）の出力では■衛星のビーコン信号放射
電力の変動、■アンテナの衛星方向からのオフ・セット
による受信電力の劣化量、及び■降雨による受信電力の
劣化量の合計のみしか検出できず、送信電力制御もこれ
に応じた制御しかできなかった。

■に対して送信電力制御することは衛星への放射電力を
過大にすることもあり、他のキャリアに対して悪影響を
与える危険がある。

■に対して送信電力制御することは、自分の使用してい
る衛星に対しては、送信アンテナパターンによる衛星へ
の放射電力劣化分を補償したことになるが、オフ拳セッ
トした方向にある他の衛星に対して、放射゛成力を増加
させたことになり、衛星間隔がます筐すつまってくる将
来には重要な問題となると予測される。

この発明は、上記のような従来の装置の有している衛星
通信システム上の問題となる点を解決するためになされ
たものであり、降雨による減衰量分だけ送信電力制御が
できる装置全提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では衛星からの受信電波を同期検波した出力中
の雑音から降雨による雑音温度上昇を検出し、この値か
ら衛星からの受信電波が降雨によって受ける減衰を算出
し、この減衰に対してだけ送信電力を補償することにし
た。

〔１作用〕 降雨による減衰に対してだけ送信電力が補償されるので
、他に悪影響を及ばずおそれはなくなった。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を図面について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図で、図に
おいて第２図と同一符号は同−又は相当部分を示し、（
ｉｓ）は雑音検波器％（１９）は感度補正器、（２０）
は差動増幅器である。

第１図において第２図と同一符号の部分は同様に動作す
るので重機した説明は省略する。

位相同期検波器（１２）の出力に含まれる雑音は低雑音
増幅器（７）やダウンコンバータ（８１等の熱雑音であ
シ温度により定められるが、ビーコン信号の伝播路に降
雨があったような場合、降雨による雑音がアンテナ（６
）から入力され位相同期検波器（１２）により検波され
熱雑音が増加したような現象になり、これを降雨による
雑音温度の増加量として定義する。

い筐、位相同期検波器（１２）の検波感度をＫｐ　（Ｖ
／ｄ　Ｂ　）、　ループフィルタ（１６）の利得をＫｓ
１利得制御増幅器（９）の利得制御感度をＫｒ（ｄａ／
Ｖ）、雑音検波器（１８）の検波感度をＫＮ　（Ｖ／ｄ
　Ｂ　）とし、衛星のビーコン信号の送信電力の低下量
と、アンテナ指向方向誤差による受信レベル低下量の合
計’＆ＡｄＢ、降雨による受、信レベル低下量をＢｄＢ
とする。

ループフィルタ（１６）の出力電圧変動をΔＶｃとすれ
ばＡＧＣの動作により 一ΔＶｅＫ　ｅＫｐＩＩＫｓｘＫｐａＫａ（Ａ＋Ｂ）か
ら　Δｖｃ”’　−ＫＴ　”　”　Ｂ）　　　　　−＝
　ｆｉｌとなる。

一方降雨による減衰ＢｄＢと雑音温度の増加量Ｔｈ（Ｋ
）との間には式（２）に示す関係がある。

Ｔｋ（Ｋ）　＝　Ｔｍ（１−丁）　　　　　　・・＝−
１２１ここにＴｍは大気の平均吸収温度（２７５Ｋ　）
であり＋１８ ｂ　＝　Ｌｏｇ　丁・・−ｆ３）　　である。地球局の
システム雑音温度をＴｏ（Ｋ）とすれば、全雑音温度Ｔ
ｓ（Ｋ）はＴｓ（Ｋ）＝Ｔｏ（Ｋ）＋Ｔｋ（Ｋ）　−（
４）となる。

Ａ及びＢが共に０である場合、すなわち衛星におけるビ
ーコン信号の送信電力も低下していないし、アンテナ指
向特性に誤差もなく、晴天でろる場合の雑音検波器（１
Ｂ）の出力電圧ＶｐｚｏｕＶＮＯ＝　ＮｏφＫＮ−ｆｓ
ｌ　　となる。但しＮＯはＡ及びＢが共に０であるとき
の位相同期検波器（１２）の出力における雑音量である
。

一方、Ａ、Ｂが共［０でない場合の雑音検波器（１８）
の出力電圧ｖＮＤは となる。但し〔〕は真数値を示す。

感度補正器（１９）の係数ｔＫＤとすれば、その出力電
圧ＶＫＤは ・・・・・・（７）　　　　となる。

差動増幅器（２０）にはループ・フィルタ（１６）の出
力と感度補正器（１９）の出力の和が入力されるから、
その利得を１とすれば、差動増幅器（２０）の出力電圧
ｖｔｒｐは式（１）と式（６）とからとなる。ＫＮ、Ｋ
Ｄ’に適当に選びオフセット電圧を適当に設定すると とすることができる。式＋９１の条件を式（８）に代入
すると と近似的に表わされる。

すなわち、ΔｖＵＰ　　は降雨による減衰量（ＢｄＢ）
のみの情報を含んでおり、衛星から放射されるビーコン
信号の変動賞やアンテナの指向誤差によるビーコン信号
の受信レベル低下ｊｌｔハはとんど含まれていないこと
になる。

とのΔ’ＵＰ　　に、スケーラ−（１７）により地上か
らの送信信号の降雨による減衰量と、衛星からのビーコ
ン信号の降雨による減衰量の比ＲＬ　ｋ乗算することに
よりスケーラ−（１７）の出力電圧ＶＢはＶＢ＝ａ　Δ
ＶＵＰ−ＲＬ・（１１）となり、降雨による減衰量Ｂｄ
Ｂに対応した送信電力制御を行うことができる。この明
細書では地上局の送信周波数を第１の川波数とし、衛星
局の送信周波数を第２の周波数とする。

なお、上記実施例では、差動増幅器（２０）とスケーラ
−（１７）を別個に設けるようにしたが、これらを１つ
の機器で構成してもよく、マた、検出した電圧をディジ
タル信号に変換した上で、感度補正器（１９）　、差動
増幅−ｔ＠Ｃ２０）、スケーラ−（１６）における演算
をディジタル演算としこの演算をマイクロ・コンピュー
タ等により制御するよう構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、降雨による送信信号の
伝搬減衰量だけをかなり正確に補償できるので、ミリ波
、準ミリ波を使用した将来の衛星通信用地球局の送信電
力補償方式として有効な手回、第２図は従来の装置を示
すブロック図である。

＋１１はピンダイオード可変減衰器、（２）は電力増幅
器、（３）は検波器、（４）は比較器、（９）は利得制
御増幅器、（１２）は位相同期検波器、（１７）はスケ
ーラー、（１８）は雑音検波器、（１９）は感度補正器
、（２０）Ｖｉ差勧増幅器。

尚、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 地上局から第１の周波数の電波を衛星局に向けて送信し
   、衛星局から送信される第２の周波数の電波を上記地上
   局において受信して、この第２の周波数の電波の受信強
   度に関連して上記地上局からの上記第１の周波数の電波
   の送信電力を制御する送信電力補償装置において、 上記第２の周波数の電波の上記地上局における受信強度
   の関数として発生される地上局受信機の自動利得制御電
   圧を検出する手段、 上記第２の周波数の電波に含まれる雑音成分を検出する
   雑音検波器、 この雑音検波器の出力を処理して上記第２の周波数の電
   波の伝播路における降雨のために発生する雑音の関数と
   なる信号を生成する感度補正器、この感度補正器の出力
   と上記自動利得制御電圧の変化分とを所定の比率で加算
   して上記第２の周波数の電波の伝播路の降雨による減衰
   だけの関数にほぼ等しい電圧を出力する差動増幅器、 この差動増幅器の出力を入力し、上記第２の周波数の電
   波の伝播路の降雨による減衰を上記第１の周波数の電波
   の伝播路の降雨による減衰に換算して出力するスケーラ
   ー、 このスケーラーの出力により上記地上局送信機の電力増
   幅器（第１の周波数の）を制御する手段を備えたことを
   特徴とする送信電力補償装置。