JPH0537258A - 衛星通信装置の送信電力制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】受信信号中に太陽雑音が混入する場合でも、常
に安定した送信出力を得ることのできる衛星通信装置の
送信電力制御回路を提供することである。 【構成】受信信号中の雑音レベルを検出して、この検出
値を雑音電力判定回路２２で所定レベルと比較し、この
比較の結果上記雑音レベルが所定のレベル以上の場合に
は、送信波の送信電力を最適な電力レベルに設定するた
めの利得制御信号をプリセット電圧発生回路２３から発
生して可変減衰器５に供給するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衛星通信システムにお
いて送信波の送信電力を安定化するために使用される送
信電力制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信衛星を使用した種々の通信シ
ステムが運用されている。一般にこの種の通信システム
では、地球を取巻く大気圏および電離層を通過すること
によって受ける影響が比較的小さい３００ＭＨｚ〜１０
ＧＨｚの周波数帯が使用されているが、衛星通信業務の
需要拡大に伴なって、最近では１０ＧＨｚ以上の周波数
帯も積極的に使用されるようになってきている。ところ
が、このような１０ＧＨｚ以上の電波を使用して通信を
行なう場合には、降雨時における信号の減衰や偏波特性
の劣化などが顕著となり、必要な伝送品質が得られない
ことがある。このため、一般に衛星通信システムの各地
球局においては、衛星を介して受信された伝送信号の信
号レベルを検出し、この検出値に基づいて送信電力を可
変制御する送信電力制御回路を備えている。

【０００３】図２は、そのような送信電力制御回路を備
えた衛星通信装置の一例を示した回路ブロック図であ
る。同図において、この衛星通信装置はアンテナ１と、
共用器２と、受信回路３と、送信電力制御回路４と、可
変減衰器５と、送信回路６とを備えている。そして、図
示しない衛星から送出された伝送信号がアンテナ１で受
信されると、この受信信号は共用器２を介して受信回路
３に入力され、ここで所定の中間周波信号に周波数変換
されたのち増幅される。この増幅信号は図示しない復調
回路に入力されて所定の復調処理が施されると共に、送
信電力制御回路４に入力されて信号レベルが検出され
る。そして、その検出値に基づいて可変減衰器５の減衰
量を制御する制御信号が生成される。この制御信号によ
り可変減衰器５の減衰量は可変制御され、これにより可
変減衰器５に入力される送信波に所定の減衰が与えられ
る。このようにして所要の減衰を与えられた送信信号は
送信回路６で高周波信号に変換され、更に所定のレベル
に電力増幅されたのち共用器２を介してアンテナ１から
衛星へ向けて送出される。

【０００４】ところで、上記送信電力制御回路４は例え
ば図３に示す如く構成される。すなわち、この送信電力
制御回路は帯域通過フィルタ７と、検波器８と、直流信
号変換回路９とを備えている。そして、前記受信回路３
から出力された増幅信号の一部は先ず帯域通過フィルタ
７に入力されて増幅信号中から基準波成分のみが取出さ
れる。基準波としてはビーコン，テレメトリ，パイロッ
ト波等が選択される。この取出された基準波成分は検波
器８で検波され、その検波信号が直流信号変換回路９に
入力される。直流信号変換回路９は、入力された上記検
波信号を可変減衰器５の減衰量を制御する制御信号に変
換して可変減衰器５に供給する。このため、可変減衰器
５では上記制御信号に基づいてその減衰量が可変制御さ
れ、これにより送信波は所定の電力にレベル制御されて
出力される。

【０００５】例えばいま仮に衛星・地球局間で降雨によ
る信号の減衰が生じたとすると、上記検波器８から出力
される検波信号のレベルが低下する。そうすると、直流
信号変換回路９で生成される減衰量制御信号の電圧が低
下するため可変減衰器５ではその減衰量が低下する。こ
の結果、降雨によって生じた信号の減衰を保証する如く
送信電力が上昇する。このように、上記回路では受信信
号中の基準波レベルに基づいて送信電力が制御されてい
る。

【０００６】一方、図４は上記送信電力制御回路４の他
の例を示す回路ブロック図である。同図において、この
送信電力制御回路は帯域通過フィルタ１０，１１と、ゲ
ート回路１２，１３と、検波器１４と、増幅器１５とを
備えている。フィルタ１０は、前記受信回路３から出力
された増幅信号中から基準波成分のみを通過させるもの
で、その中心周波数は上記基準波周波数に設定されてお
り、また雑音成分の影響を少なくするため通過特性が狭
帯域に設定されている。フィルタ１１は、上記増幅信号
中から雑音波成分のみを通過させるもので、その中心周
波数は信号波の存在しない周波数帯域内に設定されてい
る。ゲート回路１２は上記フィルタ１０から出力される
基準波信号を、またゲート回路１３は上記フィルタ１１
から出力される雑音波信号に対し各々ゲーティングす
る。なお、図示しない制御回路の指示に従って、ゲート
回路１２，１３のうち一方がＯＮ状態ならば他方は常に
ＯＦＦ状態となるように制御される。検波器１４は、上
記ゲート回路１２，１３の動作に従って出力された基準
波または雑音波を検波して検波信号を出力する。増幅器
１５は、検波器１４から出力された基準波または雑音波
の検波信号を増幅して出力する。

【０００７】また、上記送信電力制御回路はゲート回路
１６，１７と、ホールド回路１８，１９と、比較増幅器
２０と、直流信号変換回路２１とを備えている。ゲート
回路１６，１７は、上記増幅器１５から出力された基準
波または雑音波の検波信号に対しゲーティングする。こ
の時、上記ゲート回路１２，１３と連動して、ゲーティ
ングの際にはゲート回路１２と１６とが、またゲート回
路１３と１７とがそれぞれ同時にＯＮとなるように制御
され、かつ上記一方のゲート回路対がＯＮ状態の期間に
は他方のゲート回路対はＯＦＦ状態となるように制御さ
れる。ホールド回路１８，１９は例えばコンデンサ等か
らなり、増幅器１５から出力された基準波または雑音波
の検波信号をそれぞれ基準波電力分Ｃおよび雑音波電力
分Ｎとして一旦ホールドする。比較増幅器２０は、ホー
ルド回路１８，１９から供給される上記基準波電力分Ｃ
と雑音波電力分Ｎとから信号波電力対雑音波電力比（Ｃ
／Ｎ値）を計算する。直流信号変換回路２１は、比較増
幅器２０から出力されたＣ／Ｎ値に基づいて前記可変減
衰器５の減衰量を可変制御するための減衰量制御信号を
生成する。

【０００８】このような構成において、いま図示しない
制御回路の制御によりゲート回路１２，１６がＯＮ状態
でかつゲート回路１３，１７がＯＦＦ状態であるとす
る。そうすると、フィルタ１０から出力された基準波成
分のみが検波器１４で検波される。そして、この検波信
号は増幅器１５で増幅されたのちホールド回路１８に入
力され、ここで基準波電力分Ｃとしてホールドされる。

【０００９】一方、ホールド回路１８に基準波電力分Ｃ
がホールドされると、上記制御回路の制御によりゲート
回路１２および１６が各々ＯＦＦ状態に、およびゲート
回路１３，１７が各々ＯＮ状態にそれぞれ切換わる。そ
うすると、フィルタ回路１１から出力された雑音波成分
のみが検波器１４で検波される。そして、この検波信号
は増幅器１５で増幅されたのちホールド回路１９に入力
され、ここで雑音波電力分Ｎとしてホールドされる。

【００１０】さて、上述のようにして基準波電力分Ｃが
ホールド回路１８に、また雑音波電力分Ｎがホールド回
路１９に各々ホールドされると、各電力分ＣおよびＮは
比較増幅器２０に入力されて基準波電力分Ｃおよび雑音
波電力分Ｎの差成分が計算され、その差信号（Ｃ／Ｎ
値）が直流信号変換回路２１に入力される。直流信号変
換回路２１では上記差信号を前記可変減衰器５の減衰量
を制御する減衰量制御信号に変換して可変減衰器５に供
給する。このため、可変減衰器５では上記制御信号に基
づいてその減衰量が可変制御される。例えばいま仮に衛
星・地球局間に降雨による減衰が生じた場合には、受信
信号のＣ／Ｎ値が劣化する。そうすると、直流信号変換
回路２１で生成される減衰量制御信号の電圧が低下し
て、このため可変減衰器５ではその減衰量が低下する。
この結果、降雨によって生じた信号の減衰を保証する如
く送信電力が上昇する。このように、上記回路では受信
信号のＣ／Ｎ値に基づいて送信電力が制御されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の回路では次のような解決すべき課題があった。す
なわち、衛星通信においては、地球局から衛星を見込む
方向に太陽が近接あるいは重なって見える時がある。こ
の現象は毎年春分・秋分の頃に不可避的に発生する。こ
の現象発生時には太陽雑音なる雑音成分が伝送信号中に
混入し、伝送信号中の雑音成分が著しく増加する。この
ように伝送信号中に雑音成分が増加すると、衛星通信装
置においてはその送信電力制御回路に前記図３および図
４の回路のいずれを用いた場合でも正確な送信電力制御
が行なわれないという不具合が生じる。

【００１２】先ず、前記図３に示す回路を用いた場合に
ついて説明する。同図において、帯域制御フィルタ７は
信号波のみを通過させ、雑音電力の影響を排除するため
にその通過特性は可能な限り狭域に設定されることが望
ましい。ところが、このようにフィルタ７を狭域に設定
すると、衛星の中継器における変換周波数のドリフト分
を含む信号や、テレメトリ波のように搬送波が変調を受
けているため有限の帯域を持つ基準波を受信した場合に
は、検波器８において基準波レベルを正確に検出できな
いことがある。このため、フィルタ７の通過帯域幅を上
記ドリフトや変調による周波数範囲を含む帯域とする必
要がある。しかしながら、このようにフィルタ７の通過
帯域幅を広く設定すると、上述のように衛星の方向に太
陽が重なって見える時期には、帯域制御フィルタ７を通
過する太陽雑音のレベルが基準波のレベルと比較して無
視できなくなってくる。検波器８においては基準波およ
び雑音波の区別なく検波するため、上記混入した太陽雑
音により検波器８の出力は上昇する。そうすると、上記
直流信号変換回路９に入力される検波信号の信号レベル
が上昇するため前記可変減衰器５に供給される減衰量制
御信号の電圧も増加して減衰量が増加し、この結果送信
電力は低下することになる。すなわち、この回路を用い
た場合、太陽雑音の混入は入力基準波レベルが上昇した
場合と等価となる。このように送信出力が低下すると、
必要な信号伝送品質が得られないという不具合を生じ
る。

【００１３】次に、図４の回路を用いた場合には、前記
太陽雑音の混入によって受信信号のＣ／Ｎ値が劣化する
と、比較増幅器２０から直流信号変換回路２１に入力さ
れる差信号のレベルが低下する。このため、前記可変減
衰器５に供給される減衰量制御信号の電圧も低下して減
衰量が低下し、この結果送信電力は上昇することにな
る。すなわち、この回路を用いた場合、太陽雑音が混入
すると上記図３の場合とは逆に、降雨減衰等により信号
波レベルが下がった場合と等価となる。このことは衛星
に到達する電力値が本来の値を上回ることとなり、衛星
の中継器にとっては過入力となる恐れがあった。

【００１４】このように上記従来回路では、伝送信号中
に太陽雑音が混入すると伝送信号の劣化と誤認識して無
意味な利得制御が行なわれる結果、太陽雑音が混入する
期間には送信電力が不安定となる不具合があった。そこ
で本発明の目的は、太陽雑音の混入に拘らず常に安定し
た送信出力を得ることのできる衛星通信装置の送信電力
制御回路を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、受信信号中から基準波を抽出して、この基
準波のレベルを検出する基準波レベル検出手段と、受信
信号中から雑音波を抽出して、この雑音波のレベルを検
出する雑音波レベル検出手段と、前記基準波レベル検出
手段により検出された基準波レベルと、前記雑音波レベ
ル検出手段により検出された雑音波レベルとを比較し
て、その比較結果に基づいて前記可変利得回路の利得を
可変制御するための第１の利得制御信号を生成する第１
の利得制御信号生成手段とに加えて、送信波の送信電力
を所定の電力に固定するための第２の利得制御信号を生
成する第２の利得制御信号生成手段と、レベル比較手段
と、利得制御信号選択手段とを備えている。そして、レ
ベル比較手段により、上記雑音波レベル検出手段により
検出された雑音波レベルを所定のレベルと比較し、この
比較結果に基づいて、上記利得制御信号選択手段によ
り、雑音波レベルが所定のレベル以下の場合には、上記
第１の利得制御信号生成手段により生成された第１の利
得制御信号を選択して上記可変利得回路に供給し、雑音
波レベルが所定のレベルより大きい場合には、上記第２
の利得制御信号生成手段により生成された第２の利得制
御信号を選択して可変利得回路に供給するようにしたも
のである。

【００１６】

【作用】伝送信号中の雑音レベルが検出され、この雑音
レベルが所定のレベル以上の場合には、雑音成分の混入
した受信信号に基づいて生成される利得制御信号ではな
く、送信波の送信電力として最適な電力レベルに設定す
るために別途生成された利得制御信号が利得制御回路に
供給される。このため、たとえ太陽雑音が増加してもそ
の影響を受けずに可変利得回路の利得を安定に保持する
ことが可能となり、これにより送信出力は常に安定に保
持される。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る送信電力制御
回路を示す回路ブロック図である。なお、図４と同一部
分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

【００１８】同図において、この送信電力制御回路は、
前記図４で示した回路に雑音電力判定回路２２と、プリ
セット電圧発生回路２３と、減衰量制御信号切換え回路
２４とを付加したものである。雑音電力判定回路２２
は、ホールド回路１９から出力された雑音電力分Ｎを入
力し、その雑音レベルが所定のレベル以上か否かを判定
する。ここで、この雑音判定レベルは、降雨時を含む通
常運用時において許容される雑音レベルの最大値に設定
される。プリセット電圧発生回路２３は、送信電力とし
て最適な、例えば晴天時（降雨減衰等のない状態）の送
信出力に設定するための電圧にプリセットされた減衰量
制御信号を発生する。減衰量制御信号切換え回路２４
は、直流信号変換回路２１から供給される減衰量制御信
号と、プリセット電圧発生回路２３から供給される減衰
量制御信号とを選択的に前記可変減衰器５に供給する。

【００１９】このような構成において、ホールド回路１
９から出力された雑音電力分Ｎは２分岐されて比較増幅
器２０へ入力されると共に雑音電力判定回路２２へ入力
される。雑音電力判定回路２２では、雑音電力分Ｎと、
予め記憶された通常運用時の雑音レベルの最大値とが比
較される。そして、雑音電力分Ｎが通常運用時の雑音レ
ベル以下と判定された場合には、上記直流信号変換回路
２１から出力される減衰量制御信号が選択され、雑音電
力分Ｎが通常運用時の雑音レベルより大きいと判定され
た場合には、上記プリセット電圧発生回路２２から出力
される減衰量制御信号が選択されて可変減衰器５に供給
される。例えば今、太陽雑音の混入によって雑音レベル
が通常運用時に比べて著しく増加した伝送信号が受信さ
れたとする。そうすると、ホールド回路１９でホールド
される雑音電力分Ｎが増加して、この増加した雑音電力
分Ｎが雑音電力判定回路２２へ入力される。雑音電力判
定回路２２では上記雑音電力分Ｎと通常運用時の雑音レ
ベルとが比較される。そして、雑音電力分Ｎが通常運用
時の雑音レベルより大きいと判定されると、減衰量制御
信号切換え回路２４では上記プリセット電圧発生回路２
３から供給される減衰量制御信号が選択されて可変減衰
器５へ供給される。このため、可変減衰器５ではその減
衰量が通常運用時と等しい値に設定され、この結果送信
電力は通常運用時の送信レベルに制御される。

【００２０】このように本実施例であれば、受信信号中
の雑音レベルが所定のレベルを越えた場合には、通常運
用時の送信電力に設定しうる減衰量制御信号と等電圧に
予めプリセットされた減衰量制御信号を可変減衰器に供
給するようしたので、太陽雑音の混入した受信信号によ
り減衰量制御信号が変動し、これにより無意味な送信電
力制御が行なわれる不具合は防止される。すなわち、太
陽雑音により所定量以上の雑音が混入した受信信号と、
降雨減衰等による伝送信号の劣化のために送信出力の可
変制御が必要な受信信号とは区別され、この結果太陽雑
音の混入に拘らず常に安定した送信電力制御が行なわれ
る。

【００２１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば上記実施例ではゲート回路およびホ
ールド回路を用いて基準波電力分Ｃと雑音波電力分Ｎと
を時分割で検出しているが、これを同時に検出するよう
にしてもよい。また、上記実施例では、雑音電力判定回
路における雑音判定レベルを降雨時を含む通常運用時に
おいて許容される雑音レベルの最大値に固定している
が、これを可変として、例えば降雨減衰により伝送信号
の劣化が著しい場合においても対応できるようすること
も可能である。さらに、減衰量制御信号を切換えるため
のスイッチ回路や、プリセット電圧発生回路の構成につ
いても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】雑音レベルの増加した受信信号によって
利得制御信号が不安定となる恐れがある場合には、送信
波の送信電力として最適な電力レベルに設定するための
利得制御信号が送信波の利得制御回路に供給されるの
で、送信出力は常に安定に保持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる送信電力制御回路の
構成を示す回路ブロック図。

【図２】衛星通信装置における送受信回路の構成をその
周辺装置と共に示す回路ブロック図。

【図３】従来における送信電力制御回路の一例を示す回
路ブロック図。

【図４】従来における送信電力制御回路の他の例を示す
回路ブロック図。

【符号の説明】

１…アンテナ、２…共用器、３…受信回路、４…送信電
力制御回路、５…可変減衰器、６…送信回路、７…帯域
通過フィルタ、８…検波器、９…直流信号変換回路、１
０，１１…帯域通過フィルタ、１２，１３，１６，１７
…ゲート回路、１４…検波器、１５…増幅器、１８，１
９…ホールド回路、２０…比較増幅器、２１…直流信号
変換回路、２２…雑音電力判定回路、２３…プリセット
電圧発生回路、２４…減衰量制御信号切換え回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 送信波の送信電力を可変利得回路で可変
   して送出する手段を備えた衛星通信装置の送信電力制御
   回路において、 受信信号中の基準波レベルを検出する基準波レベル検出
   手段と、 受信信号中の雑音波レベルを検出する雑音波レベル検出
   手段と、 前記基準波レベル検出手段により検出された基準波レベ
   ルと、前記雑音波レベル検出手段により検出された雑音
   波レベルとを比較して、その比較結果に基づいて前記可
   変利得回路の利得を可変制御するための第１の利得制御
   信号を生成する第１の利得制御信号生成手段と、 送信波の送信電力を所定の電力に固定するための第２の
   利得制御信号を生成する第２の利得制御信号生成手段
   と、 前記雑音波レベル検出手段により検出された雑音波レベ
   ルを所定のレベルと比較するレベル比較手段と、 この比較手段の比較結果に基づいて雑音波レベルが所定
   のレベル以下の場合には、前記第１の利得制御信号生成
   手段により生成された第１の利得制御信号を選択して前
   記可変利得回路に供給し、雑音波レベルが所定のレベル
   より大きい場合には、前記第２の利得制御信号生成手段
   により生成された第２の利得制御信号を選択して可変利
   得回路に供給する利得制御信号選択手段とを具備したこ
   とを特徴とする衛星通信装置の送信電力制御回路。