TW301830B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7__ 五、發明説明（ί ) 〔發明領域〕 本發明係大致闥係到地球衛星與，特別地是關係到一 種用於一地球衛星之通訊負載之控制發射器功率之方法及 設備。 〔發明背景〕 因為通訊衛星的星群繞行地球，個別的衛星通過區域 ，該區域之通訊使用者的人口甩能是相當高*例如：都市 中心，Μ及其他地區，諸如：海洋，沙淇和多山的區域， 該處使用者的人口係顯著較低。一通訊衛星最佳化這類型 之操作將需要一高尖峰負載，Μ平均負載通訊容最，Κ低 的電力消耗在長軌道的運行時間。另外，低空軌道（LE 0)衛星的軌道相對於土地質量作移動，這傾向戲剌地變 化功率峰值的數字，於一重複幾天或者更久之循環週期中 〇 因此，一個問題係被加Κ造成，該問題係g關於有教 .....................—..... 一 地提供尖峰負載，Μ平均負載通訊容量。 ---------------------------\一-------------------------------一.〜 一種想要用於如此通訊負載之衛星包含一傳應器，其 係被設計以全雙工通訊架構。該通訊負載包含一或更多如 此傳應器至少具有一天線Μ由地球表面收到信號，低雜訊 放大器，頻率轉換器，放大器，高功率放大器和至少一發 射天線。 假如高通訊容量係随_時被提供，然後支援該容量之霜, - 1 ' 、^ 、 -一 — --- 1,子同時也皤時被加Μ需要。為了供給電力至太空中，如 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1„-------;裝------訂------· ^ J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 _B7 _ 五、發明説明（> ) 此之一衛星不是燃料為主之發霣機，例如：一核子反應器 或一輻射加熱熱電堆係可Μ被使用於產生相當穩定之霄流 ，其係為這些通訊負載所使用。超過的電源係典型地儲存 於霣池，用Μ日蝕使用。另一方面，一太陽電池列陣與電 池系統可Μ被使用。 對於太限電池列陣例子而言*電力產生係被週期性地 被中斷，當太陽被遮蔽時，於其間，這些電池係部份地被 放電。於大部份的例子中，這些電池供給電源到直流至直 流轉換器，其係輪流地供給所需電颳與所需電流到傅應器 的放大器與其他作動的裝置。 一個典型的同步軌道衛星設計係思考電源系統設計， 使得其於陽光照射或日蝕操作時，被設計大小而成為最大 峰值功率輸出。然而，經由使用這方法，該未用過的電源 容量係被浪費，於低電力消耗的時期間。更進一步說，随 時提供一容量以提供最大電源容量，增加了衛星之重量， 成本，與複雜性，因此，增加了整個通訊系統的成本，包 含發射載具之成本。 經濟部中央標率局員工消费合作社印製 --：--I---- . 裝---I--訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔發明概要〕 前述與其他的問題係被克服與本發明的目的係被了解 ，藉由一衛星功率管理糸統，其係提供通訊功率的有效傳 ------—一 一 ------、-_ 送給具非定位地面軌道衛星之可變負載通訊交通。 --------------------_____------—- --1 本發明的教導係使一低功率衛星的使用比需要以隨時 供給一高通訊容量操作者為佳。這使一衛星於大小尺寸與 -5- 本紙張尺度逋用中國困家標车（CNS ) Α4规格（210 X 297公嫠） A7 B7 ^01830 五、發明説明（s ) 重量，與一個於衛星及發射載具成本上之必然減少。本發 明更進一步提供一種機構，用Μ偵測這些即時上之通訊需 器其使用該資訊，Μ改變該通訊容量和由衛星 之功率 目的因此係提供一衛星功率管理系統，其 用於通訊，於一衛星通過大量使用者的區域時 當低的霣源功率，當低功率由於減低或沒有使 而減少時。 的另一目的是提供一衛星通訊負載，其具有一 ，以平均功率消耗比率，Κ減少該整個衛星通 本0 的另一目的是Κ组合方式提供一活動發射相位 具有I的可_I放大器，有效率的可變直流 一'-— 、_ '—--S一一 一-一 爭，與：傾Ε後篆及里I曼 K提供一架衛星負載具有一高峰值，以平 …一-----一〜——--—一 〇 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印裝 求與一控制 電池所吸取 本發明 提供高功率 • Μ及•相 用者需求時 本發明 個有效峰值 訊糸铳的成 本發明 陣列，其係 至直流轉i 流轉換器， 率消耗比率 一 本發明 於一寬動態 本發明 執行該方法 ;感應該接 所接收的功 信號強度， 的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之另一目的是提供一技術，用以產生線性放大 範園上，其係造成成比例的功率消耗。 教導一棰用Μ操作一通訊信號發射器之方法與 之設備。該方法包含步驟有：曼$ —n直展 ，該 _JL號強度係 3〆; 率和現行使用者需求之指檷： 、 ^ —"—' — Μ 調整一電源 ^ 一一 ^~~~ .〆 -6- 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（f ) 操作功率到一通訊信號發射器放大器，IΜ當感應到信號強 *—· ---- —-------------^____________ ..... - * 度增加時，增加電源供給的輸出，當感應信號強度減少時 - --—--------------- 一….一. " ，減少電源供應之輸出K及，放大該所接收到之通訊信 J '----- 號給通訊信號發射器放大器。該感應的步驟可Μ包含由該 所接收到的通訊信號滅去雜訊分量的步驟。 調整步驟包含設定一脈波寬度調變信號之工作週期成 為至少該感應信號強度函數之步驟；以該脈波寬度調麥信 號驅動一開關，Κ截波一主要直流源成為一交流信號；與 同步地整流該交流信號，Κ一倒轉的脈波宽度調變信號， Μ提供從該電源供給提供一直流輪出，用Μ供給該操作@ 源，至通訊信號發射器放大器。 於本發明之一現行較佳實施例，該開關係包含一場效 電晶體（FET)，其係被連接於該主直流電源與一同步 整流器之間。於該實施例中，驅動的步驟包含一採用靴帶 電容器的步驟，其係被連接在同步整流交流信號和一預定 偏壓電位之間，Μ增強該脈波寬度調變信號，其係被跑加 至該FET之閘極。 〔圖式之簡要說明〕 本發明之Μ上所提出的與其他的特色，將變成更明_ ’於繼鑛參照本發明之詳细說明及配合圼附的圖式，其中 圖式1是一衛星為主之通訊糸統的一全部方塊圓，其 係適合以實施本發明者； 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210 X 297公釐） 1 I In nn —^1 ’ -- n In I..... In、 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^01830 at ____B7_ 五、發明説明（Γ) 圖式2是一依據本發明之發射器放大器«源控制糸統 的方塊圖； 圖式3是一傳統的衛星直流/直流轉換器的一方塊圖 > 圖式4是一衛星直流/直流轉換器之現行之較佳實施 例之方塊圖，其係使用於實行本發明者； 圖式5是圈式4之衛星直流/直流轉換器之電源部份 之槪要圖；和 匾式6是示於圖式5中之電源部份之更詳细的概要圖 〇 〔本發明之詳细說明〕 圈式1舉例說明一個用於一通訊衛星1 a的負載之大 致模型，該類型衛星係有關於本發明者。更特別地，圔式 1舉例說明一典型衛星傅應器1 b ，其係設計Μ用於全雙 工通訊、該通訊負載包含一或更如此之傅應器，其具有多 數個天線2 ，Μ從地球表面接收信號，低雜訊放大器3， 頻率位移器或轉換器4包含一本地振盪器和一混波器，其 係隨後為放大器5所跟随，高功率放大器6與發射天線7 。滤波器8同時也被包含Κ通過想要的頻帶内信號與排斥 不要的頻帶外之雜訊信號。一傳應器從使用者终端機9 a 接收信號，頻率改變該所接收到的使用者信號，與發射該 頻率改變信號至一地面站，諸如：一個通路9b ，其係於 被埋接到該公用交換電話網路（PSTN)。一第二傳應 -8 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董一 I —I I I I-n -I-- I ――訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五 、發明説明 A7 B7 經濟部中央搮準局員工消费合作杜印装 器由 的信 。於 係被 間。 能夠 )， 傅應 G Η Μ Η 號及 .4 6 · 收天 頻帶 範圍 结， 訊（ 與7 面含 帶衛 ，總 動該所接收到 者終端機9 b 個全雙工通訊路徑（語音與/或資料） 建立在使用者终端櫬和埋接到該P S TN之终端機之 一或更多的通路9 b接收信號，頻率移 號，與發射該頻率位移之信號到該使用 這方法中，

經由例子•該使 操作在 經由S 一全雙工 -頻帶連 器通訊 z至1 z -與 /或數 8 3 5 5 Μ Η 線2 b R F連 之内。 與同時 返回連 b係分 蓋範圍 星天線 數大約 。上聯L • 6 2 6 較佳地係 位信號。 G Η z至 ζ。該通 與發射天 结，其係 該C 一頻 用者终端楗9a (固定 模式與例如經由L一頻 结（下聪）# 一頻帶R F連 之頻 5 G Η 被Κ 一展開頻

下聪S 2 · 5 路9 b 線7 a 可Μ操 帶R F 也傳達衛星命令 结）。該L —頻 別地是多束（較 在一相關之服務 b較佳 0之全 2 a及7 為3 0 ◦ —頻帶 GHz 可以與 ，例如 作在中 連结雙 (前向 帶與該 佳為1 地區内 係彼此 雙工通 9- 別經由返 结可K操 率範圍及 譜技術， R F連结 之頻率範 該衛星1 ，藉由一 心於5 G 向地傳達 連结）與 S —頻帶 或是移 帶遑辖 回與前 作在1 頻寬1 調變K 可以操 圍内， a聯絡 個全雙 Η ζ之 通訊回 接收遙 衛星天 線，其 動）係 (上聪 行衛星 • 6 1 6 · 5 語音信 作在2 頻寬1 經由接 工C -頻率的 饋器連 感測資 線2 a 提供地 6束）天 。該L 一頻帶與S —頻 適合的。如於一例子中 訊可以發生於一衛星之 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） mt ftam n^l ^^^1 mu I In mu ^^^1 V,J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 五、發明説明 ( 1 ) 1 1 I 中 〇 二 個 或 更 多 之 衛 星 1 a 可 Μ 每 個 運 送 相 同 的 通 訊 於 1 1 1 一 已 知 使 用 者 终 端 機 9 a 與 通 路 9 b 之 — 藉 由 使 用 頻 譜 /·-v | 展 開 技 術 〇 因 此 這 模 式 之 搡 作 於 相 關 之 接 收 器 間 提 供 了 請 先 1 閱 I 多 種 變 化 之 組 合 導 致 了 一 軟 式 放 手 程 序 之 阻 力 增 加 〇 讀 背 I 面 I 吾 人 知 道 所 有 頻 率 頻 寬 等 於 本 文 中 所 描 述 的 僅 是 代 冬 1 I 1 I 表 而 不 是 一 特 定 之 系 統 0 其 他 的 頻 率 與 頻 帶 可 Η 被 使 用 > 事 1 I 再 1 而 不 改 變 所 談 論 到 之 原 理 〇 例 如 該 績 送 器 埋 结 於 通 路 9 衛 裝 b 與 星 1 a 之 間 可 以 使 用 不 是 於 C 一 頻 帶 之 頻 率 > 頁 1 例 如 K U 或 者 K a 頻 帶 〇 1 1 藉 由 參 考 圖 式 2 示 出 一 個 本 發 明 之 現 行 較 佳 實 施 例 1 1 之 方 塊 圖 0 衛 星 通 訊 負 載 1 〇 包 含 —. 接 收 天 線 1 2 用 1 訂 收 受 上 聯 通 訊 從 一 或 更 多 地 面 發 射 器 ( 使 用 者 终 端 4W m 1 I 9 a 或 通 路 9 b ) 0 該 所 接 收 到 的 信 號 係 被 如 在 圖 式 1 中 1 1 所 加 Μ 處 理 與 係 被 提 供 到 一 放 大 器 1 4 與 到 一 發 射 天 線 1 1 1 6 用 Κ 發 射 到 一 或 更 多 地 面 接 收 器 G 該 接 收 天 線 1 2 與 1 該 發 射 天 線 1 6 較 佳 係 被 建 造 呈 — 天 線 元 件 的 列 陣 〇 Ί' 如 此 放 大 器 1 4 可 真 正 地 代 表 多 數 個 發 射 器 放 大 1 1 器 每 個 均 具 有 一 輸 出 連 接 到 一 相 位 列 陣 發 射 器 天 線 的 — 1 1 天 線 元 件 〇 合 適 用 於 該 發 射 天 線 1 6 之 實 施 例 係 被 敘 述 1 | 於 領 證 於 1 9 9 4 年 二 月 — 曰 之 美 國 專 利 第 5 2 8 3 > I 5 8 7 號 定 名 為 9> 主 動 發 射 相 位 列 陣 天 線 由 愛 德 華 1 1 * 荷 許 菲 等 人 所 揭 示 0 該 美 國 專 利 的 揭 示 於 此 係 列 為 參 考 1 1 0 其 他 用 於 天 線 或 整 個 通 訊 負 載 之 合 適 實 施 例 係 描 述 於 美 i I - 10 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS〉A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央樣準局®c工消費合作社印掣 五、發明説明（/) 1 1 I 國 專 利 申 講 案 序 號 0 8 / 0 6 0 2 0 7 甲 請 於 1 9 9 1 1 1 3 年 五 月 7 曰 定 名為〃移動式 通 訊 衛 星 負 載 // 為 愛 德 華 /<-V | . 荷 許 菲 等 人 所 掲 示。美國專利 申 請 案 第 0 8 / 1 8 9 請 先 閱 I 1 1 1 申 請 於 1 9 9 4年一月 3 1 曰 定 名 為 // 具 振 幅 讀 背 1 面 I 錐體之主動發射相位列陣天線” 由 愛 德 華 荷 許 菲 所 揭 示 冬 1 I 1 | 者 亦 被 列 為 參 考 0 事 項 1 I 1 按 照 本 發 明 通訊負載1 〇 包 含 一 櫬構用以增加通訊 填 本 裝 負 載 1 0 的 效 率 经由偵測該通訊需求和使用該資訊 Μ 頁 1 1 變 化 取 白 該 衛 星 霣 源供應糸铳之 功 率 0 闞於這點 其 中 係 1 有 — 信 號 強 度 測 量 方塊1 8 *具 有 一 輸入連接到該接收天 1 1 線 1 2 之 輸 出 0 於該點之信號強度或功率係為該特定衛星 1 訂 之 想 使 用 者 需 求 之 指示值（該所 接 收 之 功 率 及 所 接 收 之 信 1 1 號 強 度 於 此 係 交 替 使用）。該所 偵 測 的 信 號 強 度 或 功 率 係 I 1 被 提 供 到 —' 個 控 制 器2 0 ，諸如 一 個 中 央 處 理 單 元 ( C 1 1 P U ) 其 產 生 多 數個數位控制 信 號 2 0 a 用 以 控 制 一 1 直 流 / 直 流 轉 換 器 2 2。該直流 / 直 流 轉 換 器 2 2 係 經 由 J I 衛 星 功 率 m 流 排 2 2 a ( V in) 被 連 接 至 遠 端 連 接 之 衛 星 1 1 電 池 2 4 及 至 m 端 埋接之太隈霣 池 列 陣 2 6 0 該 電 池 電 位 1 1 係 被 規 定 為 V BAT 而由該太陽電池列陣2 6所產生之電位 1 1 係 被 規 定 為 V SOL ( >該直流/直流轉換器2 2係被該數位輸 1 I 入 2 0 a 所 控 制 Μ改變轉換器 2 2 的 輸 出 電 壓 〇 該 轉 換 1 1 1 器 2 2 的 輸 出 霣 壓 係被指定為V 〇 0 該 直 流 / 直 流 轉 換 器 1 1 2 2 的 輸 出 係 使 用 以供給動力給 該 放 大 器 1 4 使 得 一 較 1 1 -11- 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

BUISSO B7 經濟部中央榡準局員工消費合作杜印製 五、發明説明 7 ) 1 1 | 低農災係' 遮j 5、 連 用 者 需 求 之 時 萌 較 高 供 給一 1 1 1 電 壓 係 被 使 用 ·、 於 一 高 使 用 者 需 求 之 時 ......... C 經 由 改 變 至 放 大 器 1 I 1 4 之 供 給 電 壓 » 該 放 大 器 的 功 率 消 耗 係 被 改 變 為 需 求 的 請 先 1 閱 | 函 數 〇 例 如 f V 〇係被變化於2伏直流與8伏直流之間c 讀 背 | 面 I 按 昭 本 發 明 的 另 一 方 面 » 其 係 於 Μ 下 所 述 的 其 中 係 之 注 1 I 意 1 1 提 供 —1 改 良 直 流 / 直 流 轉 換 器 2 2 其 克 服 效 率 降 低 的 問 事 1 | 再 J 題 當 大 量 之 霣 壓 必 定 得 放 於 轉 換 器 上 時 0 亦 即 當 供 應 填 f — 降 低 轉 換 器 2 2 之 輸 出 電 壓 時 於 V 0和V 1 Ν間之差必定 % 本 頁 % 1 得 被 下 降 於 該 轉 換 器 2 2 0 於 傅 統 直 流 到 直 流 轉 換 器 設 計 1 1 中 這 造 成 一 降 低 之 效 率 0 任 何 如 此 於 轉 換 器 效 率 上 之 降 1 I 低 將 傾 向 抵 銷 該 由 操 作 該 輸 出 放 大 器 1 4 於 —— 減 少 的 功 1 訂 率 位 準 於 低 使 用 者 需 求 時 期 之 效 率 增 加 0 1 吾 人 注 意 到 吸 取 供 給 電 源 成 比 例 於 他 們 輸 出 電 源 之 放 1 1 大 器 係 為 已 知 的 諸 如 C 级 或 A 一 Β 鈒 放 大 器 〇 該 些 放 1 1 大 器 α 操 作 於 當 功 率 消 耗 對 所 產 生 之 信 號 功 率 之 比 率 是 使 .银 用 於 作 為 測 量 時 才 顥 得 有 效 操 作 〇 m 而 衛 星 通 訊 系 铳 » 1 I 其 同 時 支 援 多 信 號 需 要 該 些 放 大 器 操 作 在 他 們 線 性 域 > 1 1 以 產 生 具 有 低 失 真 與 低 干 擾 之 信 號 於 多 重 信 號 之 時 〇 C 级 1 1 放 大 器 不 是 線 性 的 因 為 他 們 會 失 真 截 波 或 限 制 那 些 通 1 I 過 其 間 之 信 號 〇 A — B 级 放 大 器 係 可 作 成 線 性 的 » 但 他 們 1 1 I 同 時 也 舍 使 信 號 失 真 當 該 信 號 電 源 接 近 放 大 器 的 最 大 的 1 1 額 定 輪 出 〇 1 1 另 一 方 面 推 挽 式 放 大 器 是 線 性 的 與 消 耗 功 率 成 比 例 1 | - 1 2 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX 297公釐）

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7 B ο- f —i /fv 明説 明發 '五 推態 , 固 中的 置效 装有 體 ， 導配 半匹 之為 技因 科是 新這 最。 行用 現實 在不 ， 並 而用 然使 。 的 源器 霣大 號放 信式 於挽 N 使 P 被 N係 和地 P 型 N典 P其 如 ， 。 例帶的 {頻用 給波可 供撤成 源在現 電作是 正操未 和夠尚 負能， 給係铳 供其系 被與訊 能，通 其 } 星 , 體衛 置晶於 裝霣用 T 一 於 E 於作 F 性操 { 線夠 埋一呈0 晶一致是

(讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. ,π 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 T I 是 E 級其 F 1 , 為A耗 佳或消 較級率 丨 A 功 器定一 大額K 放 ί ’ 號式中 信型圃 導性範 教線態 明 一 動 發在的 本作寬 , 搡 -此作於。 如其，求 ,) 需 用级於 使 的

B 例 比 成 大個 放一 訊含 雜包 低 8 之 1 器塊 應方 傳量 在測 應度 感強 被號 地信 佳該 較。 係 ) 求 1 需式 訊圖 通 ί 此1一 3 該份 -部 器 與號 a 信 8 位 1 數 器個 測一 偵出 度送 強其 號’ 信器 A ο (2 位器 數制 至控 比至 類 b 個 8 換強 轉號 } 信 D 該 本紙張尺度遑用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央揉準局貝工消费合作杜印袈 五、發明説明 (Π ) 1 1 I 度 偵 測 器 1 8 a 可 Μ 是 —— 個 簡 單 的 二 極 體 偵 测 器 〇 該 信 號 1 1 I 強 度 側 測 器 1 8 a 可 Μ 是 一 個 雜 訊 控 制 偵 測 器 其 m 出 —— V 1 I 個 信 號 其 中 —* 接 收 雜 訊 分 量 係 被 減 去 0 合 適 的 技 術 Μ 請 先 1 閱 | 執 行 —* 雜 訊 控 制 偵 測 器 是 採 用 兩 個 二 極 體 偵 測 器 0 第 一 讀 背 1 二 極 體 探 測 器 偵 測 該 所 接 收 之 頻 帶 外 之 信 號 與 — 第 二 個 二 面 之 注 1 1 極 偵 測 器 其 係 定 位 在 該 第 —— 個 濾 波 器 8 或 在 圖 式 1 之 雜 意 事 項 1 1 訊 放 大 器 3 之 後 偵 测 該 於 頻 帶 内 之 接 收 到 之 信 號 〇 . 差 再 填 動 放 大 器 秋 後 可 Μ 被 使 用 Κ 輸 出 一 個 信 號 其 代 表 於 該 頻 寫 本 頁 裝 1 帶 外 與 於 頻 帶 内 接 收 信 號 間 之 差 異 因 此 該 接 收 到 之 功 1 1 率 位 準 是 所 有 被 接 收 到 使 用 者 信 號 的 組 合 〇 該 控 制 器 2 0 1 I 使 用 該 所 接 收 到 之 數 位 信 號 強 度 賁 訊 而 計 算 一 個 予 以 送 1 訂 到 數 位 信 號 線 2 0 a 之 值 命 令 該 直 流 / 直 流 轉 換 器 2 1 1 2 產 生 . 指 定 供 應 電 壓 V 0到F Ε Τ放大器] 4 >該控制器 1 1 2 0 係 經 由 計 算 機 软 體 被 使 用 Μ 組 合 任 何 细 節 差 異 於 控 制 1 1 處 理 中 擔 保 操 作 的 穩 定 同 時 供 應 想 要 之 效 率 〇 银 闞 於 這 點 控 制 器 2 0 可 採 用 — 個 線 性 SS 係 於 該 偵 1 I 測 得 之 接 收 功率 和 該 相 關 發 射 器 輸 出 功 率 之 間 〇 該 控 制 器 1 1 可 Μ 更 進 一 步 考 廉 該 放 大 器 迴 路 增 益 ( 偵 測 輸 入 功 率 ) 與 1 1 該 迴 路 濾 波 特 性 ( 偵 測 輸 入 功 率 的 最 大 變 化 速 率 ) 當 決 1 I 定 該 V 0以及該發射器] .4的輸出功率值之時 >控制器2 0 1 I 可 Μ 選 擇 性 地 決 定 一 值 給 V 0 成為基於先前需求之預定霜 1 1 求 的 一 函 數 C 另 一 方 面 曰 期 之 時 間 和 地 理 位 置 可 Μ 被 加 1 ! 以 考 慮 >λ 預 料 一 期 待 的 使 用 者 需 求 於 下 — 個 時 間 增 量 1 I - 14 - 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（2丨OX297公釐) A7 __ B7 五、發明説明（丨 ，例如，五分鐘之時。於這方法中，當接近一大市區於白 天時，V0的值可K被設定K提供全發射器功率。部份地或 完全地依據由一逭方連结之地面控制器所收到資訊，來控 制發射器放大器1 4的輪出功率位準是在本發明之範圍之 内。 如先前所陳述，本發明的更進一步方面，是一直流/ 直流轉換器的使用，以有效地產生可變之供應電壓V0與合 成主功率，其係需要Μ驅動高功率放大器1 4。關於該點 ，該可變霄壓係被藉由變化脈衡串的高位準時間百分比加 Μ產生，該脈衝串係使用Μ驅動該切波器與整合在直流/ 直流轉換器2 2内之《波器。 經濟部中央標準局員工消费合作社印褽 —^-------)裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一傅統衛星直流/直流轉換器係被舉例說明於圖式3 之中。一直流電壓被從該架衛星電池或從該太陽電池列陣 所提供Μ及被方塊3 0所切割，這係在一可麥工作因素多 諧振通器3 2之控制下成為一交流電信號。該交流信號係 被方塊34所整流與經由方塊3 6所瀘波，Κ提供該輸出 電壓。該輸出電壓係被感應到和比較至一固定電®參考值 38 ，藉由一比較器4 ◦。比較器4 ◦的輸出指示輸出電 壓偏移開參考電壓之值，其係大約一狹窄範圍。這信號係 使用以控制多諧振®器方塊3 2之工作因累或週期，因此 ，供應一閉迴路控制系统，Κ維持輸出電壓在一預定位準 ，其是由該固定參考電壓3 8所指定者。 如此轉換器試著減少效宰，當輸出電壓減少時。 、Λ -15- ^ 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4说格（210Χ297公" 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 五、發明説明（/ )) 這是主要是，由於一二極體整流器34的使用，κ!1流該 已截波的（AC)電壓。如此二極體具有至少〇 . 6伏特 之典型電壓降。當如此轉換器係被需要K產生一低踅朦（ 例如’ 2伏特）時，該於二極體中之〇 . 6伏特壓降造成 —基線損失，於效率1 一 2/2 · 6或23%。例如’假 若該_式2之高功率放大器1 4係需要1 000瓦特’一" 個額外之2 3 0瓦特將需要予以產生，因為於整流二極體 3 4中之損失。 為了港免該浪費轚源，及該相關之於效率上之降低* 本發明之直流/直流轉換器採用功率F E T (圓式4，方 塊42) *其係被反相器32a之输出所同步於該截波信 號導通。於圈式4中，該驅動該切割器之信號係被歸為一 個脈波寬度調爱（PWM)信號•而該驅動該同步整流器 42之反相信號係被歸為一PWM* 信號。很多功率FE T展示一低電氣導通阻抗（例如，低到一幾個毫歐姆，當 —些FET並聯被使用時）cFET的使用以建造同步整 流器42，如此由該前述之二極體整流器例子中之2 3% 之無效率降低到少於5 %。

應該了解的是，用於產生PWM*信號之反相器3 2 a 之描述是被簡化了。於實用時，合逋的延遲係被插入於該 PWM或者是PWM* 信號之開始之間，K確保其兩者係 不同時作動。這防止S 1和S2同時地導通。於PWM及 PWM*信號上之時間控制同時也作為控制每一 MO S F E -16- 本紙張尺度遑用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） II * 訂 I - ^ (錆先聞讀背面之注意事項再填寫本萸) όϋ1830 Α7 Β7 五、發明説明（丨f) T開關之寄生體源一汲二極體之専通。 如在圔式4所顳示，是一數位至類比（D/A)轉換 器44之使用，用以提供一寬範圍參考電壓給比較器4 0 。該D/A轉換器44的輸入係被連接到數位信號線2 0 a ，其係由圖式2之控制器所輪出。 現參照圔式5，用Μ示出本發明之直流/直流轉換器 2 2之功率串部份之一簡化槪要画。該輸入直流霄壓（ Vin)係被一個指定為開闞1 (S1)之FET所切割。 S 1的閛極係被連接PWM信號。這安排可K被歸為一個 非獨立體拓撲術。於鬮式5中，一傳铳單體捕捉二極體係 被一功率N通道MOSFET (S2)所加Μ取代，該F ΕΤ係被以該PWM* 信號加Μ驅動。因此，S2作動成 為圖式4之同步整流器4 2。該所得直流電壓係被以電感 L及電容C加以平滑化和過漶，Κ提供該放大器1 4供應 電壓V 〇。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

圖式6是一個更詳细的概要圓，其舉例說明一靴帶電 容器CB 之使用，Μ依據本發明之另一方面產生一單體開 闞（S1)增強電壓。於該例子中，一偏壓電位VB(例如 ，+ 1 5伏特）係經由一隔離二極體D施加到一個節點， 該節點係連接CB與一包含Τ1及Τ2之達靈頓電晶體對的 集極。達靈頓對的基極係被經由一鍰衝器Β被Κ該PWM 倌號加以驅動。該被緩衝之PWM信號同時也驅動一Ν通 道MO S F Ε Τ開MS 3之閘極。該達靈頓對的射極及S -17- 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印褽 A7 ___B7_ 五、發明説明u〇 3之源極係被連接到單膛開關s 1之Μ極。於其中，CB係 被連接在該未整流直流電位和該偏懕轚位VB之間，一涸增 強閛極驅動係給到該單體開關S 1 。賁際上，該轉換器2 2包含五交錯鈒，每级係被建造如於圔式6中所顯示。 於搡作中，該PWM信號是作動地.導通開關S3 ，Μ 及，同時該達靈頓對也包含Τ 1和Τ2。該達靈頓對作動 Κ類似於一提昇霣阻器，其被連接於S3之源極和VB之間 •«Μ增加該驅動和減少單體開關S1之等通及闞閉時間 這技術的優點是相較於一習用浮動供應之增加了操作 效率。這技術同時也是作有效花費和是可用於混合霄路。 本霣路中之直流/直流轉換器效率是大於在低功率與低電 壓（例如2伏特）百分之八十二，與是大於最大電壓（例 如8伏特）與最大功率（例如1 300瓦）百分之九十三 Ο 本發明的使用，配合上揭示於美國專利第5 ，2 83 ，5 87號上之主動發射相位列陣，提供一個於全部衛星 通訊負載效率之顯著增加。該至少是真實對於美國專利第 5 ，283 ，587號中之圓式四中之放大器之操作功率 ，對於相位陣列發射天線之每一元件可以均勻地改變成為 通訊所需的函數。 於美國專利第5 ，283 ，587號中，其中係揭兹 —種用Κ產生高效率多束之技術，其係只使用於一相位陣 列天線中之可變相位係數。藉由只使用相位，於該陣列中 -1 8 - 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS )Α4规格（210X297公釐) (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —装— -'ΤΓ 線 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（A ) 之每一個主動同時經驗該相同功率。结果，改變發射功率 位準之效果於所有放大器中係相等的。主動裝置*不論其 即時轉移特性係如何線性，係會不同地表現在不同電源位 準。按照掲露於美國專利第5 ，283，587號中之發 射相位陣列，所有元件係同時被暴露到相同信號環境•因 此，他們保存該相位資訊給每一信號K 一相RI的基礎。這 使得該天線射束外形將是維持於一寬大之操作條件。 雖然本發明之一現行較佳實施例係適用於用於一L E 0通訊衛星星群之個別衛星之中，本發明的教導不只被限 制到該一重要運用。藉由例子，本發明的教導可K被大致 應用到多種之發射器應用中，不論是地面或空中K及非L E0，例如地面同步衛星糸统。進一步說，雖然於較佳實 施例中之通訊信號係於一種展開頻譜方式；但是其他的方 式，諸如：時間分剌，多存取（FDMA)亦可K被使用 〇 如此，本發明已經被相對於一本發明之較佳實施例而 加以說明，可以知道的是那些熟練於本技越者，其係改變 其中形式和细節，亦是不會偏離開本發明的範圔與精神。 -1 9 _ 本纸張尺度適用中國困家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）

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Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 J (年/w i im ；v.. 經濟部中央標準局貞工消费合作社印«. 六、申請專利範圍 1 ·—種用Μ操作一通訊信號發射器之方法，其包含 步a : 接收一通訊信號； @應該接收到之通訊信號之信號強度； 依據該感應到之信號強度而調整供應搡作功率到一通 訊信號發射器放大器之霣源供應之輪出，以當該感應信號 強度增加時，增加該霣源供應之输出，κ及•當該感應信 號強度減少時，減少該供應霣源之輸出；及 κ該通訊信號發射器放大器，放大該接收到之通訊信 號。 2 ·如申請專利範醑第1項所述之方法*其中，該感 應之步嫌包含由該接收到之通訊信號中減去雜訊分量之步 驟。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該調 整步驟包含K下步驟： 設定一脈波寛度調變信號之工作邇期成為至少該感應 信號強度之一函數； 以該脈波寬度調變信號驅動一開鼷«構，以切割一主 要直流源成為一交流信號；以及 Μ該脈波寬度調變信號之一反相間步地整流該交流信 號，以由該電源供應提供一直流輸出，用Κ供應該操作電 源給通訊信號發射器放大器。 4 . 一種用Κ操作一衛星通訊負載之方法，其包含步 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4洗格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -3 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局ιβ；工消费合作社印$. 負 載求減 感步 調 需 主 號率 同 訊 負需求 。該之 該 應 一 信功 該 通 訊應需 號，量 ， 感 割 滾作 ， 於 通感懕 信中分 中 該 切 交操 中 用 一該感 訊其訊 其 少 Μ 該該 其 應 姶當該 通，雜 ， 至 ， 流供 · 感 源使當 移法一 法 為 構 整提 法 , «以， 頻方去 方 期 櫬 地 Μ 方 號 作-及 該之滅 之 « 關 步用 之 信 ·，操出以 大述號 述 作 開 同， 述 .，訊 號應輪，及放所信 所 Η 一 來出 所 者通 信供之出；器項訊 項 之 第 相輪 項 用之 訊整應輸出大 4 通 4 號 一 反流。6 使到 通調供之輸放第之 第 信 動 一直器第 數收 之求源應之器 _到 園 變 驅；之一大匾 多接 到需霣供應射範收 範 調’ 號源號供放範 給所 收之之源供發利接 利 度 信流信提器利 號該 接應器電源號專所 專：宽 變交變應射專 信由 該感大該電信請該 請驟波 調一調供發請 訊份 移所放加該訊申由 申步脈 波為波源號申 通部.，位該器增少通如含 如含一 •，脈成脈霣信如 收少求率據射，減該.包 ·包定數該源該該訊. 接至需頻依發時，以5驟 6 驟設函Μ流Μ由通 7 : 之 號加時 步。 步 之直以該 嫌載 信增少 應驟 整求要 ，給 ft^訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4洗格（210Χ297公釐） Α8 Β8 C8 D8 π、申請專利範圍 流步驟包含以該脈波寬度調變信號驅動一第一開關櫬 構之步驟。 8 ·如申請專利範園第6項所述之方法，其中，該第 ~開閨櫬構係包含一埸效霣晶«(FET)，其係埋接於 該主要直滾霄源供應及一同步整流器之間，以及，其中， 該驅動步嫌包含使用一靴帶式霣容器，其係連接於該同步 整流交流信號及一預定偏壓霣位之間，以增強該脈波調變 信5« ’其係被施加至該F Ε Τ之閘極，以降低該FET之 導通及斷路時間。 9· 一種通訊信號傳應器，包含： —接收器用以接收一通訊信號； 用以感應該接收到之通訊倌號之信號強度之機構； —發射器放大器用Κ放大該接收到之通訊信號； 一電源供應用以提供該操作電源給該發射器放大器； 依據該感應信號強度來調整該«源供應之输出之機構 ，Κ使當該感應信號強度增加時*增加該霣源供應之输出 Κ及當該慼應信號強度滅少時，減少該霣源供應之输出。 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 L_______''L_____III Γ n^— —^ϋ fl^i·— mi nn ff. fl^i n^i ft^i— nn I e (請先閲讀背面之注意事項再填寫本1) 1〇·如申請專利範_第9項所述之傳應器，其中， 該感應機構包含用以由該接收到通訊信號滅去一雜訊分量 之襪構。 1 1 ·如申請專利範圃第9項所述之傳應器，其中* 該調整機構包含用以設定一脈波寬度調變信號之工作週期 為至少該感應信號強度之函數之櫬構；及，其中，該電源 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） Α8 Β8 C8 D8 i、申請專利範圍 供應包含： 以該脈波寬度調變信號驅動一開鼷機構之檐構，Μ切 割一主要直流滙成為一交流信號；及 用以Κ該脈波買度調變信號之反相來同步整流該交流 信號之機嫌，以由該霄源供應提供一直流輸出，用以供應 該操作霣源給該通訊信號發射器放大器。 1 2 ·—種衛星通訊負載，包含： 一接收器接收通訊信號姶多數使用者； 至少部份由該所接收到之通訊信號*感應用於該通訊 負載需求之櫬構； 頻率位移該接收到通訊信號之欐構； —發射器放大器用以放大該頻移通訊信號； 一電源供懕器用以提供操作電源給該發射器放大器； 及 依據該所感應之需求調螯供應操作霣湄給一通訊負載 信號發射器放大器之電源供應之鎗出之櫬構，Μ使當該感 應需求增加時，增加該電源供應之输出· Μ及，當該感懕 ^^1 1^1 i HI ml i^— Γ In In i nT1. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 載去 .載之 負i?·負號 訊號 訊信 通信 通變 星訊 星調 衛通 衛度 之到 之X 述收 述波 。 所接 所脈 出項所 項一 输 2 該 2 定 之 1 由 1 設 應第 K 第以 供 _ 用 圍用 源範含 範含 霣利包 利包 該專構。專構 少諝機構請櫬 滅申懕機申整 ， 如感之如調 時.該量.該 少 3 , 分 4 , 滅 1 中訊 1 中 求 其雜 其 需 ’一 ， 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4洗格（21〇><297公釐） Α8 Β8 C8 D8 κ、申請專利範圍 ΐ作遇期成為至少該感應需求之一函數之機構；及其中該 霉源供應偽包含： Μ該脈波寬度諝變信號驅動一開醞櫬構之櫬構，以切 莉一主要直流源成為一交流信號；以及 W該脈波寬度調變信號之一反相同步地整流該交流信 號之櫬構，Κ由該電源供應提供一直流輸出，用以供應該 操作霣源給該通訊信號發射器放大器。 1 5 ·如申請專利範圃第1 4項所述之衛星通訊負載 *其中*該用Μ同步整流懺構包含用以以該脈波調變信號 之反相驅動一第二開Μ欐溝之櫬構。 1 6 ·如申請專利範圍第1 4項所述之衛星通訊負載 ，其中，該第一開W機構係包含一場效電晶體（FET) ，其係連接於該主要直流電源供應及一同步整流器之間， Μ及*其中，該驅動欐構包含一靴帶式電容器，其係埋接 於該同步整流交流信號及一預定偏壓電位之間，以增強該 脈波調變信號，其係被施加至該F Ε Τ之閛極*以降低該 F Ε Τ之導通及斷路時間。 經濟部中央搮準局属工消費合作社印S. ml B^ilv mt mi n^— t fln.1 i-—9 flv^-* (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 17♦如申請專利範团第12項所述之衛星通訊負載 ，其中，該發射器放大器係包含多數放大器具有输出連接 至一相位陣列發射器天線结構之元件上，其係產生多數束 ，用Μ為地面接收器所接收。 1 8 .如申請專利範圍第1 2項所述之衛星通訊負載 ，其中，該通訊衛星負載係由一衛星以一低地球軌道加以 -5- 本紙張X·度逋用中困國家揉準（CNS ) Α4洗格（2丨0X297公釐） Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 承載。 1 9 ·如申請專利範園第1 2項所述之衛星通訊負載 •其中，該想應機構更依據一預定需求加以感懕需求。 20 · —種衛星通訊負載，用以使用於低地球軌道通 訊衛星上，其包含： 一接收器接收展頻通訊信號給多數使用者； 至少部份由該所接收到之展頻通訊信號，感應用於該 通訊負載需求之櫬構*其係縐接至該接收器； 頻率位移該接收到通訊信號之櫬構； 多數實際線性發射器放大器用Μ放大該頻移展頻通訊 信號，該多數發射器放大器具有輪出連接一相位陣列發射 器天線结構之元件； 一電源供應器用以提供操作電源給該多數發射器放大 器；及 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 1^1 1^1 m I In nn ml ^^1 HI ml nn--* (請先H讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據該所感懕之需求調整霣源供應之输出之櫬構其具 有一输入耦接至該需求感應機構之一鑰出，以使當該感應 需求埔加時，增加該®源供應之輪出，以及，當該感應箱 求減少時，滅少該霣源供應之《I出，藉以該多败發射器放 大器之功率消耗係依據該感應需求作改變。 -6 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X：297公釐）