JPS6366096B2 - - Google Patents
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- JPS6366096B2 JPS6366096B2 JP59271040A JP27104084A JPS6366096B2 JP S6366096 B2 JPS6366096 B2 JP S6366096B2 JP 59271040 A JP59271040 A JP 59271040A JP 27104084 A JP27104084 A JP 27104084A JP S6366096 B2 JPS6366096 B2 JP S6366096B2
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- Japan
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- narrowband
- channels
- bandwidth
- beams
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- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 26
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 14
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/204—Multiple access
- H04B7/2041—Spot beam multiple access
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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。
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ツトビームを多数
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。
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
域を40MHz程度の広帯域の帯域幅を基本単位とし
たチヤネルに分割し、その各々に中継器を割り当
てている。ビーム数がN、チヤネル数が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。
域を40MHz程度の広帯域の帯域幅を基本単位とし
たチヤネルに分割し、その各々に中継器を割り当
てている。ビーム数がN、チヤネル数が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
波を各々のチヤネルに分波する入力分波器、4は
同一チヤネルのビーム間の接続を行なうスイツ
チ、5は増幅器、6はチヤ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。スイツ
チ4および増幅器5についてはチヤネル1用のも
ののみ示してあるが、チヤネル2からチヤネルM
に対しても全く同じ構成をとる。
および周波数変換を行なう受信機、3は入力信号
波を各々のチヤネルに分波する入力分波器、4は
同一チヤネルのビーム間の接続を行なうスイツ
チ、5は増幅器、6はチヤ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。スイツ
チ4および増幅器5についてはチヤネル1用のも
ののみ示してあるが、チヤネル2からチヤネル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、同一チヤ
ネルにおいてビーム数だけのビーム間接続用スイ
ツ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ヤネルごとに
異なつたビームと接続する必要があり、ビーム数
が増えるに従つてチヤ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。
ネルにおいてビーム数だけのビーム間接続用スイ
ツ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ヤネルごとに
異なつたビームと接続する必要があり、ビーム数
が増えるに従つてチヤ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。
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。
(問題点を解決するための手段)
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ヤ
ネルに分割し、その各々に中継器を割り当てると
共にスイツチング手段によりチヤネル間の接続を
行なうマルチビーム通信衛星において、前記スイ
ツチング手段が各チヤネルを第1帯域幅より狭い
第2の狭帯域チヤネルに分割し、隣接した狭帯域
チヤネルの出力を合波すれば帯域幅可変フイルタ
として動作するフイルタバンクと、その出力に接
続され狭帯域チヤネルのビーム間接続のためのス
イツチと、ビーム間接続された各狭帯域チヤネル
の出力を各チヤネル毎に合波して前記基本単位の
帯域幅のチヤネルを提供する合波器とを有する帯
域幅可変フイ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。
星通信帯域を第1の帯域幅を基本単位としたチヤ
ネルに分割し、その各々に中継器を割り当てると
共にスイツチング手段によりチヤネル間の接続を
行なうマルチビーム通信衛星において、前記スイ
ツチング手段が各チヤネルを第1帯域幅より狭い
第2の狭帯域チヤネルに分割し、隣接した狭帯域
チヤネルの出力を合波すれば帯域幅可変フイルタ
として動作するフイルタバンクと、その出力に接
続され狭帯域チヤネルのビーム間接続のためのス
イツチと、ビーム間接続された各狭帯域チヤネル
の出力を各チヤネル毎に合波して前記基本単位の
帯域幅のチヤネルを提供する合波器とを有する帯
域幅可変フイ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の帯域のチヤネルが第
2の狭帯域チヤネルに分割され、各狭帯域チヤネ
ル毎にスイツ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。
狭帯域チヤネルへの分割は例えば弾性表面波フイ
ルタを用いて行なわれる。
2の狭帯域チヤネルに分割され、各狭帯域チヤネ
ル毎にスイツ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。
狭帯域チヤネルへの分割は例えば弾性表面波フイ
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)、チヤネル数が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つて、1は受
信アンテナ、2は受信機、3は入力分波器、8は
帯域幅可変フイルタマトリクス、6は出力合波
器、7は送信アンテナである。帯域幅可変フイル
タマトリクス8および増幅器5についてはチヤネ
ル1用のもののみ示してあるが、チヤネル2から
チヤネルMに対しても全く同じ構成をとる。
然数)、チヤネル数が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つて、1は受
信アンテナ、2は受信機、3は入力分波器、8は
帯域幅可変フイルタマトリクス、6は出力合波
器、7は送信アンテナである。帯域幅可変フイル
タマトリクス8および増幅器5についてはチヤネ
ル1用のもののみ示してあるが、チヤネル2から
チヤネル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イ
ルタマトリクス8は、フイルタバンク9、スイツ
チ10、合波器11より構成され、各チヤネルを
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。
ルタマトリクス8は、フイルタバンク9、スイツ
チ10、合波器11より構成され、各チヤネルを
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。
フイルタバンク9は各チヤネルを数MHz程度の
帯域幅の狭帯域チヤネルに等分割するもので、1
チヤネルをLの狭帯域チヤネルに分割するフイル
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は各々狭帯域チヤネル1、2、3、L
の振幅周波数特性、f1、f2、f3、fLは各々狭帯域
チヤネル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イルタバンクの隣接
した狭帯域チヤネルは6dB振幅が減衰したところ
で交叉し、また、交叉点においては位相は連続で
ある。
帯域幅の狭帯域チヤネルに等分割するもので、1
チヤネルをLの狭帯域チヤネルに分割するフイル
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は各々狭帯域チヤネル1、2、3、L
の振幅周波数特性、f1、f2、f3、fLは各々狭帯域
チヤネル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イルタバンクの隣接
した狭帯域チヤネルは6dB振幅が減衰したところ
で交叉し、また、交叉点においては位相は連続で
ある。
今、隣接した狭帯域チヤ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
域チヤネルを合成することは、第4図aおよびb
に示されているように、狭帯域チヤネルの2倍ま
たは3倍の帯域幅をもつチヤネルにほかならな
い。第4図には、合成された狭帯域チヤネルの振
幅周波数特性も破線で合わせて示してある。この
ような隣接した狭帯域チヤネルの合成は各々の狭
帯域チヤネルの出力を合波することでなされる。
従つて、フイルタバンクの任意の隣接した狭帯域
チヤネルの出力を合波することにより、狭帯域チ
ヤネルの帯域幅を基本単位とした帯域幅可変フイ
ルタが実現できる。このようなフイルタバンクは
弾性表面波フイ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、狭帯域チヤネルの合成
に際し必要条件となる位相の連続性を保つことが
可能となる。
考える。例えば、隣接した2つまたは3つの狭帯
域チヤネルを合成することは、第4図aおよびb
に示されているように、狭帯域チヤネルの2倍ま
たは3倍の帯域幅をもつチヤネルにほかならな
い。第4図には、合成された狭帯域チヤネルの振
幅周波数特性も破線で合わせて示してある。この
ような隣接した狭帯域チヤネルの合成は各々の狭
帯域チヤネルの出力を合波することでなされる。
従つて、フイルタバンクの任意の隣接した狭帯域
チヤネルの出力を合波することにより、狭帯域チ
ヤネルの帯域幅を基本単位とした帯域幅可変フイ
ルタが実現できる。このようなフイルタバンクは
弾性表面波フイ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、狭帯域チヤネルの合成
に際し必要条件となる位相の連続性を保つことが
可能となる。
帯域幅可変フイルタマトリクス8は、各ビーム
の同一チヤネルに対するフイルタバンク9の出力
を狭帯域チヤネルを単位としてスイツチ10によ
りビーム間接続した後、各狭帯域チヤネルの出力
を各チヤネルごとに合波器11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。狭帯域チヤ
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ヤネルのビーム間接続
を同一にすればよい。
の同一チヤネルに対するフイルタバンク9の出力
を狭帯域チヤネルを単位としてスイツチ10によ
りビーム間接続した後、各狭帯域チヤネルの出力
を各チヤネルごとに合波器11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。狭帯域チヤ
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ヤネルのビーム間接続
を同一にすればよい。
次に帯域幅可変フイ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
変フイルタマトリクスの実現方法の一例を示した
ものであつて、16は弾性表面波フイルタを用い
たフイルタバンク、17はインピーダンス整合し
たデユアルゲートFETスイツチ、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
ヤネルのビーム間接続はインピーダンス整合した
デユアルゲートFETスイツチをON/OFFさせる
ことによつて行なう。狭帯域チヤネルよりも広い
帯域幅が必要な場合には、単に必要な数の隣接し
た狭帯域チヤネルのデユアルゲートFETスイツ
チをONにすればよい。本実施例は、基本的には
クロスバ構成であるため、1つの狭帯域チヤネル
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、スイツチにデユアルゲート
FETを用いているためスイツチが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。
実現方法について説明する。第5図は、帯域幅可
変フイルタマトリクスの実現方法の一例を示した
ものであつて、16は弾性表面波フイルタを用い
たフイルタバンク、17はインピーダンス整合し
たデユアルゲートFETスイツチ、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
ヤネルのビーム間接続はインピーダンス整合した
デユアルゲートFETスイツチをON/OFFさせる
ことによつて行なう。狭帯域チヤネルよりも広い
帯域幅が必要な場合には、単に必要な数の隣接し
た狭帯域チヤネルのデユアルゲートFETスイツ
チをONにすればよい。本実施例は、基本的には
クロスバ構成であるため、1つの狭帯域チヤネル
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、スイツチにデユアルゲート
FETを用いているためスイツチが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。
弾性表面波フイルタを用いたフイルタバンク1
6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はマルチストリツプカプラを
用いたフイルタバンクの実現例であつて、20は
入力電極、21は出力電極、22はマルチトラツ
プカプラである。第6図bはグレーテイングを用
いたフイルタバンクの実現例であつて、20は入
力電極、21は出力電極、23はグレーテイング
である。グレーテイング23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ツプ形、表面近傍の物質定数
を変化させるイオン打込み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イルタ
を並列にならべて構成したフイルタバンクの実現
例であつて、20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イルタを並列にならべて構
成したフイルタバンクの実現例であつて、20は
入力電極、21は出力電極、25はコイル、26
は抵抗である。
6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はマルチストリツプカプラを
用いたフイルタバンクの実現例であつて、20は
入力電極、21は出力電極、22はマルチトラツ
プカプラである。第6図bはグレーテイングを用
いたフイルタバンクの実現例であつて、20は入
力電極、21は出力電極、23はグレーテイング
である。グレーテイング23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ツプ形、表面近傍の物質定数
を変化させるイオン打込み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イルタ
を並列にならべて構成したフイルタバンクの実現
例であつて、20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イルタを並列にならべて構
成したフイルタバンクの実現例であつて、20は
入力電極、21は出力電極、25はコイル、26
は抵抗である。
このように帯域幅可変フイルタマトリクスは、
弾性表面波フイルタを用いたフイルタバンク、デ
ユアルゲートFET等を用いることにより小型に
実現することができる。
弾性表面波フイルタを用いたフイルタバンク、デ
ユアルゲート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、また各チヤネルはフイルタバンクによ
り10の狭帯域チヤ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、
SCPC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つて、a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
各々狭帯域チヤネル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aとbの関係は、帯域幅可変フイルタマトリ
クスに含まれるスイツチを第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、aから
jは各々狭帯域チヤネル1から10用のスイツチ切
換えパターンを示している。
使用例について説明する。ここでは、衛星のビー
ム数は4、また各チヤネルはフイルタバンクによ
り10の狭帯域チヤ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、
SCPC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つて、a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
各々狭帯域チヤネル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aとbの関係は、帯域幅可変フイルタマトリ
クスに含まれるスイツチを第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、aから
jは各々狭帯域チヤネル1から10用のスイツチ切
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、帯域幅可変フイルタマトリクス内のス
イツ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。
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、帯域幅可変フイルタマトリクス内のス
イツ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。
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イルタバンクの振幅(電圧)
周波数特性、第4図は本発明によるフイルタバン
クの隣接した狭帯域チヤネルを合成した場合の振
幅周波数特性、第5図は本発明による帯域幅可変
フイ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イ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
する帯域幅可変フイルタマトリクス内のスイツチ
の切換パターンである。 1……受信アンテナ、2……受信機、3……入
力分波器、4……同一チヤネルのビーム間の接続
を行なうスイツチ、5……増幅器、6……出力合
波器、7……送信アンテナ、8……帯域幅可変フ
イルタマトリクス、9……フイルタバンク、10
……同一狭帯域チヤネルのビーム間の接続を行な
うスイツチ、11……合波器、12……狭帯域チ
ヤネル1の振幅周波数特性、13……狭帯域チヤ
ネル2の振幅周波数特性、14……狭帯域チヤネ
ル3の振幅周波数特性、15……狭帯域チヤネル
Lの振幅周波数特性、16……弾性表面波フイル
タを用いたフイルタバンク、17……インピーダ
ンス整合したデユアルゲートFETスイツチ、1
8……無反射終端器、19……インピーダンス整
合した合波用FET、20……入力電極、21…
…出力電極、22……マルチストリツプカプラ、
23……グレーテイング、24……インピーダン
ス整合回路、25……コイル、26……抵抗。
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イルタバンクの振幅(電圧)
周波数特性、第4図は本発明によるフイルタバン
クの隣接した狭帯域チヤネルを合成した場合の振
幅周波数特性、第5図は本発明による帯域幅可変
フイ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イ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
する帯域幅可変フイルタマトリクス内のスイツチ
の切換パターンである。 1……受信アンテナ、2……受信機、3……入
力分波器、4……同一チヤネルのビーム間の接続
を行なうスイツチ、5……増幅器、6……出力合
波器、7……送信アンテナ、8……帯域幅可変フ
イルタマトリクス、9……フイルタバンク、10
……同一狭帯域チヤネルのビーム間の接続を行な
うスイツチ、11……合波器、12……狭帯域チ
ヤネル1の振幅周波数特性、13……狭帯域チヤ
ネル2の振幅周波数特性、14……狭帯域チヤネ
ル3の振幅周波数特性、15……狭帯域チヤネル
Lの振幅周波数特性、16……弾性表面波フイル
タを用いたフイルタバンク、17……インピーダ
ンス整合したデユアルゲートFETスイツチ、1
8……無反射終端器、19……インピーダンス整
合した合波用FET、20……入力電極、21…
…出力電極、22……マルチストリツプカプラ、
23……グレーテイング、24……インピーダン
ス整合回路、25……コイル、26……抵抗。
Claims (1)
- 1 衛星通信帯域を第1の帯域幅を基本単位とし
たチヤネルに分割し、その各々に中継器を割り当
てると共にスイツチング手段によりチヤネル間の
接続を行なうマルチビーム通信衛星において、前
記スイツチング手段が各チヤネルを第1帯域幅よ
り狭い第2の狭帯域チヤネルに分割し、隣接した
狭帯域チヤネルの出力を合波すれば帯域幅可変フ
イルタとして動作するフイルタバンクと、その出
力に接続され狭帯域チヤネルのビーム間接続のた
めのスイツチと、ビーム間接続された各狭帯域チ
ヤネルの出力を各チヤネル毎に合波して前記基本
単位の帯域幅のチヤネルを提供する合波器とを有
する帯域幅可変フイ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。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59271040A JPS61148926A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 通信衛星中継器 |
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