JPH0547136B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0547136B2 JPH0547136B2 JP61042124A JP4212486A JPH0547136B2 JP H0547136 B2 JPH0547136 B2 JP H0547136B2 JP 61042124 A JP61042124 A JP 61042124A JP 4212486 A JP4212486 A JP 4212486A JP H0547136 B2 JPH0547136 B2 JP H0547136B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- satellite
- antenna
- satellite communication
- communication system
- radiation pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Radio Relay Systems (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は衛星通信方式に関し、特に成形ビーム
アンテナを搭載した静止軌道上の衛星を介して放
送また地球局相互間の通信などの情報の伝達を行
う衛星通信方式に関する。 〔従来の技術〕 従来から国内を対象とした放送衛星（BS）や
通信衛星（CS）などの準ミリ波帯を用いた衛星
通信方式では、サービスの対象である日本列島の
形状に合わせて放射パターンの形状を変えた成形
ビームアンテナを衛星に搭載し、衛星の放射電力
を有効に利用することが行われている。 上述した従来の衛星通信方式における成形ビー
ムアンテナの設計思想は、日本列島を出来るだけ
一様に照射するようにビームを成形することであ
り、このためアンテナビームの中心を地理的中心
付近に一致させ、周辺部が等照射レベルとなるよ
うに成形されている。第３図はこのような従来の
設計思想による成形ビームアンテナの放射パター
ンの一例を示す図であり、アンテナビームの中心
が金沢付近にあつて、北海道から九州までを−
5dBの範囲で覆うように構成されている。 準ミリ波帯（Ka、Kuバンド）の周波数を用い
て衛星通信方式を構築する場合には、降雨による
電波の減衰（降雨減衰）が回線計画上の重要な要
素となる。一般に、このような準ミリ波帯を用い
た衛星通信方式の信頼度は、降雨減衰によつて回
線が不通となる年間の時間率（不稼働率）で表現
される。この不稼働率は回線の使用目的によつて
必要な値が決定されるが、通常0.05％程度を確保
することが必要である。 準ミリ波帯を用いた衛星通信方式の計画に必要
な降雨減衰は、国内各地につき10年間の降雨デー
タに基づいて必要な推定値が求められるようにな
つており（研究実用化報告、日本電信電話公社電
気通信研究所、第28巻、第８号、1667〜1676頁参
照）、通常この推定値を用いて回線設計が行われ
ている。第１表は全国主要12都市における10年平
均の時間率0.05％に相当するKuバンドのダウン
リンク周波数（12.5GHz）における降雨減衰量
LRD、そのときの受信雑音温度の増加量△Ｎ、上
記からダウンリンクに要求される回線余裕度MRD
（MRD＝LRD＋△Ｎ）及び最大の降雨減衰を示す高
知を基準（OdB）とした回線余裕度MRDの偏差と、
アツプリンク周波数（14.5GHz）
アンテナを搭載した静止軌道上の衛星を介して放
送また地球局相互間の通信などの情報の伝達を行
う衛星通信方式に関する。 〔従来の技術〕 従来から国内を対象とした放送衛星（BS）や
通信衛星（CS）などの準ミリ波帯を用いた衛星
通信方式では、サービスの対象である日本列島の
形状に合わせて放射パターンの形状を変えた成形
ビームアンテナを衛星に搭載し、衛星の放射電力
を有効に利用することが行われている。 上述した従来の衛星通信方式における成形ビー
ムアンテナの設計思想は、日本列島を出来るだけ
一様に照射するようにビームを成形することであ
り、このためアンテナビームの中心を地理的中心
付近に一致させ、周辺部が等照射レベルとなるよ
うに成形されている。第３図はこのような従来の
設計思想による成形ビームアンテナの放射パター
ンの一例を示す図であり、アンテナビームの中心
が金沢付近にあつて、北海道から九州までを−
5dBの範囲で覆うように構成されている。 準ミリ波帯（Ka、Kuバンド）の周波数を用い
て衛星通信方式を構築する場合には、降雨による
電波の減衰（降雨減衰）が回線計画上の重要な要
素となる。一般に、このような準ミリ波帯を用い
た衛星通信方式の信頼度は、降雨減衰によつて回
線が不通となる年間の時間率（不稼働率）で表現
される。この不稼働率は回線の使用目的によつて
必要な値が決定されるが、通常0.05％程度を確保
することが必要である。 準ミリ波帯を用いた衛星通信方式の計画に必要
な降雨減衰は、国内各地につき10年間の降雨デー
タに基づいて必要な推定値が求められるようにな
つており（研究実用化報告、日本電信電話公社電
気通信研究所、第28巻、第８号、1667〜1676頁参
照）、通常この推定値を用いて回線設計が行われ
ている。第１表は全国主要12都市における10年平
均の時間率0.05％に相当するKuバンドのダウン
リンク周波数（12.5GHz）における降雨減衰量
LRD、そのときの受信雑音温度の増加量△Ｎ、上
記からダウンリンクに要求される回線余裕度MRD
（MRD＝LRD＋△Ｎ）及び最大の降雨減衰を示す高
知を基準（OdB）とした回線余裕度MRDの偏差と、
アツプリンク周波数（14.5GHz）
【表】
における降雨減衰量LRU（これがアツプリンクに要
求される回線余裕度となる）及びその偏差をdB単
位で表示したものである。これらは衛星の軌道上
位置を東経150度、地球局受信装置の雑音温度を
200Kと仮定して上記の文献を用いて算出した値
である。 アツプリンクの降雨減衰に対しては、晴雨にか
かわらず衛星の受信電力が常に一定値となるよう
に地球局の送信電力を降雨時に増加させる送信電
力制御が行われるが、ダウンリンクの降雨減衰に
対しては適当な制御手段がなく、一般に地球局受
信設備の性能に必要な余裕を持たせることにより
対処されている。第２表は第３図に示す放射パタ
ーンの成形ビームアンテナを搭載した衛星から一
定の電力で送信したとき、衛星アンテナの利得偏
差△Ｇによる受信電力密度の差を考慮し、各都市
の地球局で不稼働率0.05％以上とするために受信
設備に要求される受信性能指数（Ｇ／Ｔ）の相対
値を、受信性能指数偏差△Ｍ（△Ｍ＝MRD偏差−
△Ｇ）として、第１表に示したMRD偏差および衛
星アンテナの利得偏差△Ｇと共に示したものであ
る。 第２表から分かるように、青森に設置される地
球局と鹿児島に設置される地球局とでは要求され
求される回線余裕度となる）及びその偏差をdB単
位で表示したものである。これらは衛星の軌道上
位置を東経150度、地球局受信装置の雑音温度を
200Kと仮定して上記の文献を用いて算出した値
である。 アツプリンクの降雨減衰に対しては、晴雨にか
かわらず衛星の受信電力が常に一定値となるよう
に地球局の送信電力を降雨時に増加させる送信電
力制御が行われるが、ダウンリンクの降雨減衰に
対しては適当な制御手段がなく、一般に地球局受
信設備の性能に必要な余裕を持たせることにより
対処されている。第２表は第３図に示す放射パタ
ーンの成形ビームアンテナを搭載した衛星から一
定の電力で送信したとき、衛星アンテナの利得偏
差△Ｇによる受信電力密度の差を考慮し、各都市
の地球局で不稼働率0.05％以上とするために受信
設備に要求される受信性能指数（Ｇ／Ｔ）の相対
値を、受信性能指数偏差△Ｍ（△Ｍ＝MRD偏差−
△Ｇ）として、第１表に示したMRD偏差および衛
星アンテナの利得偏差△Ｇと共に示したものであ
る。 第２表から分かるように、青森に設置される地
球局と鹿児島に設置される地球局とでは要求され
上述したように従来の衛星通信方式では、年間
の不稼働率を一定とするためには地域に応じて地
球局のアンテナ直径を変えねばならず、同一規模
の地球局を全国的に使用できないという問題点が
ある。逆に、同一規模の地球局を使用した場合に
は地域によつて不稼働率が異なり、同一の信頼度
を確保できないという問題点がある。 本発明の目的は、上述の問題点を衛星アンテナ
の放射パターンを変えることによつて除去し、全
国どの地域でも同一規模の地球局を用いて同一不
稼働率の通信サービスを受けることができる衛星
通信方式を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の衛星通信方式は、成形ビームアンテナ
を搭載した静止軌道上の衛星を介して情報を伝達
する衛星通信方式において、ダウンリンク周波数
における前記成形ビームアンテナの放射パターン
が、対象地域内の各地点におけるあらかじめ定め
られた時間率の降雨減衰量の地域分布と類似する
ように成形して構成されている。 〔実施例〕 次に、実施例に基づき図面を参照して本発明を
詳細に説明する。 第１図は本発明の一実施例の衛星アンテナの放
射パターン図、第２図は本発明の一実施例のシス
テム概念図である。第１図に示す衛星アンテナの
放射パターンは、−5dBまでは第３図の楕円ビーム
とほぼ同様であるが、降雨減衰の大きい高知から
鹿児島にかけて中心が向くように設定され、降雨
減衰の少ない北海道地区に約−7dBの副ビームが
張り出すように成形されている。このような放射
パターンは、例えば、第３図の楕円ビームを放射
する複フイードホーン型の楕円ビームアンテナ
に、北海道地区を照射する第３のフイードホーン
を設け、これに1/10程度の電力を分岐することに
よつて構成することができ、主放射方向の利得を
ほとんど低下させずに実現することができる。こ
の場合の各都市に対する衛星アンテナの利得偏差
△GOと、この利得偏差を考慮した不稼働率0.05％
を確保するために必要な受信局の受信性能指数偏
差△MO（△MO＝MRD偏差−△GO）及びこれに対
応するアンテナの直径比を、第２表と同様に表示
すると第３表となる。第３表に示すように那覇を
除く各都市間の受信性能指数偏差△MOの差は
2.7dB以内であり、必要なアンテナ直径比は√２
以内となるから、第２図のように同一直径Ｄのア
ンテナを用いて那覇を除く各都市の受信者にほぼ
同一不稼働率で放送サービスを提供することが可
能となる。 従つて、多数使用される受信局の規格を全国的
（ただし沖縄を除く）に統一することができ、規
格統一による量産効果により経済化が達成できる
と共に、移転に伴なう設備変更の必要がなくな
り、移動局はどこへ行つても同一不稼働率で運用
できる効果が得られる。なお、那覇を含めた受信
性能指数偏差△MOの最大と最小の差も第３表に
示すように3.9dBとなり、第２表の従来方式の
12.9dBに比べて大幅に改善される。
の不稼働率を一定とするためには地域に応じて地
球局のアンテナ直径を変えねばならず、同一規模
の地球局を全国的に使用できないという問題点が
ある。逆に、同一規模の地球局を使用した場合に
は地域によつて不稼働率が異なり、同一の信頼度
を確保できないという問題点がある。 本発明の目的は、上述の問題点を衛星アンテナ
の放射パターンを変えることによつて除去し、全
国どの地域でも同一規模の地球局を用いて同一不
稼働率の通信サービスを受けることができる衛星
通信方式を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の衛星通信方式は、成形ビームアンテナ
を搭載した静止軌道上の衛星を介して情報を伝達
する衛星通信方式において、ダウンリンク周波数
における前記成形ビームアンテナの放射パターン
が、対象地域内の各地点におけるあらかじめ定め
られた時間率の降雨減衰量の地域分布と類似する
ように成形して構成されている。 〔実施例〕 次に、実施例に基づき図面を参照して本発明を
詳細に説明する。 第１図は本発明の一実施例の衛星アンテナの放
射パターン図、第２図は本発明の一実施例のシス
テム概念図である。第１図に示す衛星アンテナの
放射パターンは、−5dBまでは第３図の楕円ビーム
とほぼ同様であるが、降雨減衰の大きい高知から
鹿児島にかけて中心が向くように設定され、降雨
減衰の少ない北海道地区に約−7dBの副ビームが
張り出すように成形されている。このような放射
パターンは、例えば、第３図の楕円ビームを放射
する複フイードホーン型の楕円ビームアンテナ
に、北海道地区を照射する第３のフイードホーン
を設け、これに1/10程度の電力を分岐することに
よつて構成することができ、主放射方向の利得を
ほとんど低下させずに実現することができる。こ
の場合の各都市に対する衛星アンテナの利得偏差
△GOと、この利得偏差を考慮した不稼働率0.05％
を確保するために必要な受信局の受信性能指数偏
差△MO（△MO＝MRD偏差−△GO）及びこれに対
応するアンテナの直径比を、第２表と同様に表示
すると第３表となる。第３表に示すように那覇を
除く各都市間の受信性能指数偏差△MOの差は
2.7dB以内であり、必要なアンテナ直径比は√２
以内となるから、第２図のように同一直径Ｄのア
ンテナを用いて那覇を除く各都市の受信者にほぼ
同一不稼働率で放送サービスを提供することが可
能となる。 従つて、多数使用される受信局の規格を全国的
（ただし沖縄を除く）に統一することができ、規
格統一による量産効果により経済化が達成できる
と共に、移転に伴なう設備変更の必要がなくな
り、移動局はどこへ行つても同一不稼働率で運用
できる効果が得られる。なお、那覇を含めた受信
性能指数偏差△MOの最大と最小の差も第３表に
示すように3.9dBとなり、第２表の従来方式の
12.9dBに比べて大幅に改善される。
【表】
上述の実施例では、沖縄を除く北海道・本州・
四国・九州で同一直径のアンテナを使用できるよ
うに衛星アンテナを成形した例を述べたが、沖縄
を含めて同一直径のアンテナを使用するように成
形することも不可能ではない。ただし、衛星の送
信電力が分散されるので、受信レベルが全般的に
低下することとなる。 以上、Kuバンドを用いた衛星方法方式の実施
例につき説明したが、本発明はKuバンドに限ら
ずKaバンドを含む他の周波数帯にも適用でき、
又、衛星放送方式に限らず地球局間で相互に通信
を行う衛星通信方式にも適用することができる。
なお、相互通信を行う衛星通信方式の場合、上述
したようにアツプリンクの降雨減衰に対しては地
球局に送信電力制御を適用するが、衛星の受信ア
ンテナのパターンを本発明と同様な考え方で成形
すれば、各地球局の送信機に要求される最大送信
電力容量の偏差を減少させることができる。 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、本発明の衛星通信
方式によれば、ダウンリンクの衛星アンテナの放
射パターンが降雨減衰の地域分布に類似するよう
に成形されていることから、対象地域内のどの地
点においても同一規格の地球局受信設備を用いて
ほぼ同一の不稼働率で運用できる効果がある。こ
れにより地球局設備の経済化が達成されると共
に、移動局はどこに移動しても同一の不稼働率で
使用できる効果がある。
四国・九州で同一直径のアンテナを使用できるよ
うに衛星アンテナを成形した例を述べたが、沖縄
を含めて同一直径のアンテナを使用するように成
形することも不可能ではない。ただし、衛星の送
信電力が分散されるので、受信レベルが全般的に
低下することとなる。 以上、Kuバンドを用いた衛星方法方式の実施
例につき説明したが、本発明はKuバンドに限ら
ずKaバンドを含む他の周波数帯にも適用でき、
又、衛星放送方式に限らず地球局間で相互に通信
を行う衛星通信方式にも適用することができる。
なお、相互通信を行う衛星通信方式の場合、上述
したようにアツプリンクの降雨減衰に対しては地
球局に送信電力制御を適用するが、衛星の受信ア
ンテナのパターンを本発明と同様な考え方で成形
すれば、各地球局の送信機に要求される最大送信
電力容量の偏差を減少させることができる。 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、本発明の衛星通信
方式によれば、ダウンリンクの衛星アンテナの放
射パターンが降雨減衰の地域分布に類似するよう
に成形されていることから、対象地域内のどの地
点においても同一規格の地球局受信設備を用いて
ほぼ同一の不稼働率で運用できる効果がある。こ
れにより地球局設備の経済化が達成されると共
に、移動局はどこに移動しても同一の不稼働率で
使用できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例の衛星アンテナの放
射パターン図、第２図は本発明の一実施例のシス
テム構成を模式的に示すシステム概念図、第３図
は従来例における衛星アンテナの放射パターン
図、第４図は従来例のシステム概念図である。 １，１ａ……送信局、２，２ａ……衛星、３，
３ａ〜７，７ａ……受信局。
射パターン図、第２図は本発明の一実施例のシス
テム構成を模式的に示すシステム概念図、第３図
は従来例における衛星アンテナの放射パターン
図、第４図は従来例のシステム概念図である。 １，１ａ……送信局、２，２ａ……衛星、３，
３ａ〜７，７ａ……受信局。
Claims (1)
- １ 成形ビームアンテナを搭載した静止軌道上の
衛星を介して情報を伝達する衛星通信方式におい
て、ダウンリンク周波数における前記成形ビーム
アンテナの放射パターンが、対象地域内の各地点
におけるあらかじめ定められた時間率の降雨減衰
量の地域分布と類似するように成形されているこ
とを特徴とする衛星通信方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212486A JPS62199131A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 衛星通信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212486A JPS62199131A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 衛星通信方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62199131A JPS62199131A (ja) | 1987-09-02 |
| JPH0547136B2 true JPH0547136B2 (ja) | 1993-07-15 |
Family
ID=12627193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4212486A Granted JPS62199131A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 衛星通信方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62199131A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58150343A (ja) * | 1982-03-02 | 1983-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | マルチビ−ム衛星通信方式 |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP4212486A patent/JPS62199131A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62199131A (ja) | 1987-09-02 |
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