JPH04269018A - 無線送信装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無線送信装置に係り、特
に時分割多元接続方式における衛星通信地球局用の無線
送信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】衛星を用いた時分割多元接続方式では一
般に、地球局はある割り振られた時間のみに信号をバー
スト的に送出する。このため、信号送出時間が繰り返し
周期（フレーム周期）内に占める割合は数分の１から数
千分の１と非常に小さい。このような衛星通信システム
の地球局用送信電力増幅器として、進行波管増幅器（Ｔ
ＷＴＡ：Ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ　Ｗａｖｅ　Ｔｕｂｅ　
Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）　と固体電力増幅器が使用されて
いる。

【０００３】送信装置で増幅する方式として、１台の大
電力増幅装置により共通に増幅する共通増幅方式があり
、これには進行波管増幅器が用いられている。また、複
数の送信波のそれぞれに対応する比較的小さい出力の大
電力増幅装置を用い、それらの出力を電力合成する個別
増幅方式があり、これには固体電力増幅器が用いられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、進行波管増幅
器は高出力、高効率が期待できるが、形状が大きく、ま
た、高電圧を使用するため電源構成が複雑になること、
加えて進行波管の寿命劣化の点で問題がある。一方、固
体電力増幅器は性能劣化や寿命要因を持たず、１０Ｖ以
下の電圧で動作することから、保守が簡単で、電源が小
型・軽量になり、増幅器としても小型に構成できる可能
性を持つ。しかし、衛星通信に使用される周波数の例え
ば、１４ＧＨｚ或いは、３０ＧＨｚにおいては固体電力
増幅素子は出力が比較的小さく、効率も低い。固体電力
増幅器において高い出力を得るには多数の固体増幅素子
の出力を合成する必要があり、このために効率はさらに
低下すると共に、発熱量も多く、熱対策を含めて寸法・
重量も大幅に増加する。

【０００５】また、現在、衛星通信地球局に使用されて
いる固体電力増幅器は増幅器クラス定格がＡ級またはＡ
Ｂ級動作であり、信号を送出しないときでも電力増幅器
が動作状態にあり、電力を消費するという問題がある。

【０００６】図５はバースト的に送出される信号と、従
来の技術による固体電力増幅器の動作状態を示す。同図
（Ａ）はバースト的に送出される信号であり、同図（Ｂ
）は固体電力増幅器の動作状態を示す。同図は（Ａ）に
示すように無線周波数が出力されていない時であっても
、同図（Ｂ）では常に固体電力増幅器が動作状態となっ
ている。先に述べたように同図の状態は信号送出時間の
フレーム周期に占める割合は非常に小さく、消費される
電力の大部分は送信信号として放出されないまま熱に変
換される。このため、発熱量が多く、放熱のための設備
や大電力対策のために電力装置が大型化、重量化し、高
価になるという欠点がある。

【０００７】本発明は上記点に鑑みなされたもので、小
型・軽量で消費電力が小さく、しかも安価な衛星通信地
球局用の無線送信装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】バースト状信号を増幅し
送信する時分割多元接続方式の地球局用の無線送信装置
において、時分割多重化装置からのバースト状信号の入
力の有無を識別し、識別状態により制御信号を生成する
バースト信号検出手段と、バースト信号検出手段より送
出されたバースト状信号を所定時間遅延させて増幅器に
入力する遅延手段と、バースト信号検出手段によりバー
スト信号の有を示すときのみ制御信号により増幅器に電
源供給を制御して増幅器を動作状態にする電源制御手段
とを有する。

【０００９】

【作用】本発明は衛星上の中継器を多数の地球局の送受
信装置で時分割に多重利用する衛星通信システム用の地
球局において、信号を時分割多重の信号に変換し、送信
制御を行う装置より衛星に送信する時分割多重のバース
ト状の信号を増幅器に送出する場合に、バースト信号の
有無をバースト信号検出手段により検出し、そのバース
ト信号を遅延させ、バースト信号の有無により増幅器に
入力する時間だけバースト信号検出手段による制御信号
により増幅器の電源供給を制御して動作状態とし、また
、無信号時は非動作状態とし電力消費を抑圧する。増幅
器は入力された信号を増幅して送信する。これにより、
衛星通信地球局用送信電力増幅器の小型化、軽量化、低
消費化電力化、高信頼化、さらに経済化が可能となる。 また、小型地球局ではバースト出力の高出力化も可能に
なる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例の構成を示す。本実
施例の構成は時分割多重化装置１、送信装置２、時分割
多重化装置１と送信装置２を結ぶケーブル３により構成
される。送信装置２は、バースト信号検出装置４、バー
スト信号遅延装置５、送信周波数変換器６、電力増幅器
７、電源制御ユニット８からなる。なお、時分割多重化
装置１の動作にはシステム全体を制御する基地局からの
制御信号等の受信が必要であるが、本発明の動作説明に
は影響しないため省略する。

【００１１】次に本実施例の動作を説明する。複数の送
信信号は時分割多重化装置１に入力され、衛星に送信さ
れる時分割多重化信号（ａ）となり、ケーブル３を介し
て送信装置２に送出される。送信装置２のバースト信号
検出装置４は時分割多重化信号（ａ）を検出し、後述の
時分割多重化信号（ｄ）と同期して電力増幅器７を制御
する制御信号（ｂ）を生成し、電源制御ユニット８に送
出する。

【００１２】バースト信号遅延装置５は入力された時分
割多重信号（ａ）を時間ｔ１　だけ遅らせて、時分割多
重化信号（ｄ）として出力する。例えば中間周波数とし
て時分割多重信号（ａ）の周波数を１４０ＭＨｚ　とす
るシステムでは、マイクロ秒程度の遅延回路は弾性表面
波（ＳＡＷ）素子などを用いて簡単に構成できる。この
バースト信号遅延回路５において、時間ｔ１　はバース
ト信号検出装置４が時分割多重化信号（ａ）を検出して
から制御信号を送出し、電源制御ユニット８を制御して
電力増幅器７が安定に動作できるまでの時間に設定され
る。

【００１３】送信周波数変換器６は時分割多重化信号（
ｄ）の周波数を送信周波数に変換する。さらに、電力増
幅器７はこの時分割多重化信号（ｄ）を増幅して送信装
置２の出力とする。

【００１４】図２は遅延前後の時分割多重化信号、制御
信号及び本発明の電力増幅器の動作状態を示すタイムチ
ャートである。同図において、（ａ），（ｂ），（ｄ）
で示す各信号は図１の各信号と対応している。図２の（
ａ）は時分割多重化装置１から送出される時分割多重化
信号を示し、（ｂ）はバースト信号検出装置４から送出
される制御信号を示し、（ｃ）は制御信号（ｂ）により
制御された電力増幅器７の動作状態を示し、（ｄ）はバ
ースト信号遅延装置５より送出される時分割多重化信号
を示す。

【００１５】時分割多重化信号（ａ）は同期バースト２
１、２２とデータバースト２３で構成され、いずれも信
号で変調されたバーストである。同期バースト２１、２
２は送信情報の有無にかかわらず、一定時間毎に送出さ
れ、データバースト２３は送信情報のあるときにのみ送
出される。

【００１６】制御信号（ｂ）は常に時分割多重化信号（
ａ）よりも時間ｔ２だけ遅れて立ち上がり、時間ｔ３　
だけ遅れて立ち下がる。時間ｔ２　はバースト信号検出
装置４が時分割多重化信号（ａ）を検出してから、制御
信号（ｂ）を送出するまでに要する時間である。時間ｔ
３　は時分割多重化信号（ａ）のバーストが終了してか
ら電力増幅器７の動作を停止させるまでの時間で、前述
の時間ｔ１　とバースト信号検出装置４での時分割多重
化信号（ａ）の検出精度とを考慮して設定される。

【００１７】電力増幅器７の動作状態（ｃ）は制御信号
（ｂ）により電力増幅器７の動作が制御されて動作・非
動作が切り換わる。これにより、電力増幅器７は後述の
時分割多重信号（ｄ）を損なうことなく増幅できる。時
分割多重信号（ｄ）は同期バースト２７、２８とデータ
バースト２９で構成され、これらのバーストはそれぞれ
時分割多重化信号（ａ）におけるバースト２１、２２、
２３が前記時間ｔ１　だけ遅らせたものである。

【００１８】また、図２において、制御信号（ｂ）は、
常に時分割多重化信号（ａ）よりも時間ｔ２　だけ遅れ
て立ち上がり、時間ｔ３　だけ遅れて立ち下がる一定の
検出信号であるが、制御信号（ｂ）として、この検出信
号の立ち上がり及び、立ち下がりに同期するトリガのみ
が出力される構成の場合でも図１の電源制御ユニット８
をトリガ制御により駆動する回路構成とすることで、同
様な原理により図１の電力増幅器７の動作を制御するこ
とができる。

【００１９】図３は本発明の一実施例の電力増幅器７の
構成を示す。電力増幅器７は増幅回路３１と電源３２で
構成される。そのうち増幅回路３１は小信号増幅部３３
と電力増幅部３４で構成される。電源３２は小信号増幅
部電源３５と電力増幅部電源３６で構成される。小信号
増幅部３３は小信号増幅部電源３５より給電され、消費
電力が小さいため時分割多重化信号（ｄ）のバースト信
号にかかわらず、連続的に動作する。電力増幅部３４は
電力増幅部電源３６より給電され、この電力増幅部３４
の固体増幅素子であるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
のドレイン電圧は制御信号（ｂ）に応じてオン・オフさ
れる。

【００２０】図２の同期バースト２７、２８はフレーム
間隔の約１／１０００、データバースト２９は送信信号
に応じてフレーム間隔の約１／２００から約１／４の期
間だけ送出されるので、時間ｔ２　と時間ｔ１　の差と
時間ｔ３　を無視すると、電力増幅部３４は約１／１０
００から約１／４の期間だけオンになり、その他の期間
はオフになっている。従って、電力増幅器７の消費電力
は大幅に低減される。

【００２１】図４は本発明の他の実施例の構成を示す。 同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。前述した図２に示した実施例では、バ
ースト信号検出器４及びバースト信号遅延装置５は送信
周波数変換器６より時分割多重化装置１側に設置されて
いるが、図５に示すように、バースト信号検出器４及び
バースト信号遅延装置５が電力増幅器７側に設置されて
もよい。この場合には送信信号が時分割多重化装置１に
入力され、時分割多重化信号（ａ）が送信装置２に送出
され、送信装置２の送信周波数変換器６において、時分
割多重化信号（ａ）を送信周波数に変換し、バースト信
号検出装置４に送出する。

【００２２】バースト信号検出装置４では時分割多重化
信号を検出し、バースト信号遅延装置５に送出し、また
、電力増幅器７を制御するための制御信号（ｂ）を生成
し、電源制御ユニット８に送出する。バースト信号遅延
装置５は入力された時分割多重化信号（ａ）を時間ｔ１
　だけ遅延させ、時分割多重化信号（ｄ）として電力増
幅器７に送出する。これにより図１に示した構成と同様
の結果が得られる。

【００２３】また、電力増幅器７の全てのＦＥＴのドレ
イン電圧をオン・オフしても同様の結果が得られるのは
明らかである。あるいは、バースト信号検出装置４とバ
ースト信号遅延装置５を図３に示した電力増幅器７の小
信号増幅部３３と電力増幅部３４の間に設置しても同様
の結果が得られることも明らかである。さらに、ＦＥＴ
においてはドレイン電圧ではなく一部或いは全部のＦＥ
Ｔのゲート電圧を制御してＦＥＴをオン・オフしてもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明による衛星通信地球局の送信装置
を用いることにより電力増幅器の消費電力を大幅に削減
でき、この結果、電力増幅器の小型化、軽量化が達成さ
れる。また、電力増幅器の発熱が１／２以下になるため
冷却設備を簡単に設けることができるため、電力増幅器
の小型化・経済化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】遅延前後の時分割多重信号と制御信号と本発明
における電力増幅器の動作状態を示す図である。

【図３】本発明の一実施例の電力増幅器の構成を示す図
である。

【図４】本発明の他の実施例の構成を示す図である。

【図５】バースト的に送出される信号と従来の技術によ
る固体電力増幅器の動作状態を示す図である。

【符号の説明】

１　　時分割多重化装置 ２　　送信装置 ３　　ケーブル ４　　バースト信号検出装置 ５　　バースト信号遅延装置 ６　　送信周波数変換器 ７　　電力増幅器 ８　　電源制御ユニット ２１，２２，２７，２８　　同期バースト２３，２９　
　データバースト ３１　　増幅回路 ３２　　電源 ３３　　小信号増幅部 ３４　　電力増幅部 ３５　　小信号増幅部電源 ３６　　電力増幅部電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　バースト状信号を増幅し送信する時分
   割多元接続方式の地球局用の無線送信装置において、時
   分割多重化装置からの前記バースト状信号の入力の有無
   を識別し、識別状態により制御信号を生成するバースト
   信号検出手段と、前記バースト信号検出手段から送出さ
   れた前記バースト状信号を所定時間遅延させて増幅器に
   入力する遅延手段と、前記バースト信号検出手段により
   前記バースト信号の有を示すときのみ前記制御信号によ
   り前記増幅器に電源供給を制御して前記増幅器を動作状
   態にする電源制御手段とを有することを特徴とする無線
   送信装置。