JPH0884022A

JPH0884022A - マルチビーム送信系

Info

Publication number: JPH0884022A
Application number: JP24477294A
Authority: JP
Inventors: Akira Akaishi; 明赤石; Mitsuaki Ogasa; 光明織笠; Teruyoshi Okamoto; 照喜岡本
Original assignee: UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】マルチビーム送信系において、電力増幅器の
出力を均一化し、かつ送信系の信頼性を向上させる。【構成】回転放物面反射鏡の焦点にセルラ状に配列さ
れた一次放射器２ａ〜２ｓから複数のビームを形成し、
この各ビームの一次放射器群の一部を隣接するビームの
形成に共用した重複開口給電方式のマルチビーム送信系
において、ビーム形成回路５の１つまたは複数の出力端
子を選定して該選定出力端子から出力される信号を分配
し電力増幅するとともに該分配増幅された信号を合成し
て入力に比例する入力数と同数の出力電力を出力するビ
ーム数と同数のハイブリット合成型電力増幅器１２ａ〜
１２ｆ，１３を設け、このハイブリット合成型電力増幅
器１２ａ〜１２ｆ，１３を利用して各一次放射器２ａ〜
２ｓに各ビームを放射させる電力を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サービスエリア内を複
数個のスポットビームで連続的にカバーする移動体通信
衛星用マルチビームアンテナにおいて、サービスエリア
内の最低利得の向上のために用いられる重複開口クラス
タ給電回路を使用したマルチビーム送信系に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、反射鏡アンテナの一つであるオ
フセット形マルチビームアンテナの概略構成図である。
図５において、１は回転放物面の一部を形成する反射
鏡、２は反射鏡１の焦点付近に配置された同一寸法の複
数のホーンアンテナで構成されたクラスタ一次放射器群
であり、反射鏡１は一次放射器群２から放射された球面
波を平面波に変換する。

【０００３】図６は、図５の一次放射器群２を反射鏡１
側から見た従来の一次放射器配列図であり、説明を簡単
にするため、７つのビームを１９個の円形開口ホーン型
一次放射器で形成する場合について述べる。各ビーム
は、それぞれ７個の一次放射器で構成したホーンクラス
タで給電される。すなわち、図６において、第１ビーム
用のホーンクラスタ３１は、一次放射器２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｆ，２ｊ，２ｒ，２ｓで構成され、第２ビーム用
のホーンクラスタ３２は、一次放射器２ｂ，２ｃ，２
ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｉ，２ｊで構成され、第３ビーム用
のホーンクラスタ３３は、一次放射器２ｅ，２ｆ，２
ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｍで構成され、第４ビーム用
のホーンクラスタ３４は、一次放射器２ｃ，２ｆ，２
ｉ，２ｊ，２ｍ，２ｐ，２ｓで構成され、第５ビーム用
のホーンクラスタ３５は、一次放射器２ｈ，２ｉ，２
ｊ，２ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｐで構成され、第６ビーム用
のホーンクラスタ３６は、一次放射器２ｊ，２ｍ，２
ｌ，２ｎ，２ｏ，２ｐ，２ｓで構成され、さらに第７ビ
ーム用のホーンクラスタ３７は、一次放射器２ｃ，２
ｊ，２ｏ，２ｐ，２ｑ，２ｒ，２ｓで構成される。ここ
で、各ビーム用のホーンクラスタ３１〜３７は一次放射
器の一部を共用している。例えば、第１ビーム用のホー
ンクラスタ３１と第２ビーム用のホーンクラスタ３２で
は、一次放射器２ｂ，２ｃ，２ｆ，２ｊが共用される。
このように一次放射器の一部を共用する給電回路は重複
開口給電方式と呼ばれている。

【０００４】図７は、上記重複開口給電方式を実現する
ための給電回路であり、送信系を示している。図７にお
いて、２ａ〜２ｓは一次放射器、３ａ〜３ｓは電力増幅
器（ＨＰＡ）、４ａ〜４ｓはバンドパスフィルタ、５は
ビーム形成回路（ＢＦＮ）である。ビーム形成回路５
は、第１ビーム〜第７ビーム用の信号入力端子１１ａ〜
１１ｇから入力される各高周波信号をそれぞれ７分割す
るディバイダ６ａ〜６ｇと、振幅位相補正回路７ａ〜７
ｆと、２合成用のコンバイナ８ａ〜８ｆと、４合成用の
コンバイナ９ａ〜９ｆ、及び７合成用のコンバイナ１０
を備える。

【０００５】上記構成の送信系において、第１ビーム用
の信号入力端子１１ａからディバイダ６ａに入力される
高周波信号はディバイダ６ａで均等に７分割され、振幅
調整される。分割された各高周波信号は振幅位相補正回
路７ａ及びコンバイナ８ａ，９ａ，９ｂ，１０，８ｆ，
９ｆに入力される。この各振幅位相補正回路７ａ及びコ
ンバイナ８ａ，９ａ，９ｂ，１０，８ｆ，９ｆに入力さ
れた第１ビーム用の信号は他のディバイダで分割された
他のビームの信号と合成され、さらにディバイダの分配
比と同じになるように振幅と位相が補正された後、それ
ぞれの電力増幅器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｆ，３ｊ，３
ｒ，３ｓで電力増幅される。この電力増幅された各信号
はそれぞれのバンドパスフィルタ４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｆ，４ｊ，４ｒ，４ｓにより帯域濾波され、かつ、スプ
リアス成分を除去した後、対応する第１ビーム用の一次
放射器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｆ，２ｊ，２ｒ，２ｓにそ
れぞれ入力される。

【０００６】第２ビーム用の信号入力端子１１ｂからデ
ィバイダ６ｂに入力される高周波信号はディバイダ６ｂ
で均等に７分割され、振幅調整される。分割された各高
周波信号は振幅位相補正回路７ｂ及びコンバイナ８ａ，
９ａ，８ｂ，９ｂ，９ｃ，１０に入力される。この各振
幅位相補正回路７ｂ及びコンバイナ８ａ，９ａ，８ｂ，
９ｂ，９ｃ，１０に入力された第２ビーム用の信号は他
のディバイダで分割された他のビームの信号と合成さ
れ、さらにディバイダの分配比と同じになるように振幅
と位相が補正された後、それぞれの電力増幅器３ｂ，３
ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｉ，３ｊで電力増幅される。
この電力増幅された各信号はそれぞれのバンドパスフィ
ルタ４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｉ，４ｊにより
帯域濾波され、かつ、スプリアス成分を除去した後、対
応する第２ビーム用の一次放射器２ｂ、２ｃ、２ｄ，２
ｅ，２ｆ，２ｉ，２ｊにそれぞれ入力される。

【０００７】第３ビーム用の信号入力端子１１ｃからデ
ィバイダ６ｃに入力される高周波信号はディバイダ６ｃ
で均等に７分割され、振幅調整される。分割された各高
周波信号は振幅位相補正回路７ｃ及びコンバイナ８ｂ，
９ｂ，８ｃ，９ｃ，１０，９ｄに入力される。この各振
幅位相補正回路７ｃ及びコンバイナ８ｂ，９ｂ，８ｃ，
９ｃ，１０，９ｄに入力された第３ビーム用の信号は他
のディバイダで分割された他のビームの信号と合成さ
れ、さらにディバイダの分配比と同じになるように振幅
と位相が補正された後、それぞれの電力増幅器３ｅ，３
ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｍで電力増幅される。
この電力増幅された各信号はそれぞれのバンドパスフィ
ルタ４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｍにより
帯域濾波され、かつ、スプリアス成分を除去した後、対
応する第３ビーム用の一次放射器２ｅ，２ｆ，２ｇ，２
ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｍにそれぞれ入力される。

【０００８】第４ビーム用の信号入力端子１１ｄからデ
ィバイダ６ｄに入力される高周波信号はディバイダ６ｄ
で均等に７分割され、振幅調整される。分割された各高
周波信号はコンバイナ９ａ，９ｂ，９ｃ，１０，９ｄ，
９ｅ，９ｆに入力される。この各コンバイナ９ａ，９
ｂ，９ｃ，１０，９ｄ，９ｅ，９ｆに入力された第４ビ
ーム用の信号は他のディバイダで分割された他のビーム
の信号と合成され、さらにディバイダの分配比と同じに
なるように振幅と位相が補正された後、それぞれの電力
増幅器３ｃ，３ｆ，３ｉ，３ｊ，３ｍ，３ｐ，３ｓで電
力増幅される。この電力増幅された各信号はそれぞれの
バンドパスフィルタ４ｃ，４ｆ，４ｉ，４ｊ，４ｍ，４
ｐ，４ｓにより帯域濾波され、かつ、スプリアス成分を
除去した後、対応する第４ビーム用の一次放射器２ｃ，
２ｆ，２ｉ，２ｊ，２ｍ，２ｐ，２ｓにそれぞれ入力さ
れる。

【０００９】第５ビーム用の信号入力端子１１ｅからデ
ィバイダ６ｅに入力される高周波信号はディバイダ６ｅ
で均等に７分割され、振幅調整される。分割された各高
周波信号は振幅位相補正回路７ｄ及びコンバイナ８ｃ，
９ｃ，１０，８ｄ，９ｄ，９ｅに入力される。この各振
幅位相補正回路７ｄ及びコンバイナ８ｃ，９ｃ，１０，
８ｄ，９ｄ，９ｅに入力された第５ビーム用の信号は他
のディバイダで分割された他のビームの信号と合成さ
れ、さらにディバイダの分配比と同じになるように振幅
と位相が補正された後、それぞれの電力増幅器３ｈ，３
ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｐで電力増幅される。
この電力増幅された各信号はそれぞれのバンドパスフィ
ルタ４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｌ，４ｍ，４ｐにより
帯域濾波され、かつ、スプリアス成分を除去した後、対
応する第４ビーム用の一次放射器２ｈ，２ｉ，２ｊ，２
ｋ，２ｌ，２ｍ，２ｐにそれぞれ入力される。

【００１０】第６ビーム用の信号入力端子１１ｆからデ
ィバイダ６ｆに入力される高周波信号はディバイダ６ｆ
で均等に７分割され、振幅調整される。分割された各高
周波信号は振幅位相補正回路７ｅ及びコンバイナ１０，
８ｄ，９ｄ，８ｅ，９ｅ，９ｆに入力される。この各振
幅位相補正回路７ｅ及びコンバイナ１０，８ｄ，９ｄ，
８ｅ，９ｅ，９ｆに入力された第６ビーム用の信号は他
のディバイダで分割された他のビームの信号と合成さ
れ、さらにディバイダの分配比と同じになるように振幅
と位相が補正された後、それぞれの電力増幅器３ｊ，３
ｌ，３ｍ，３ｎ，３ｏ，３ｐ，３ｓで電力増幅される。
この電力増幅された各信号はそれぞれのバンドパスフィ
ルタ４ｊ，４ｌ，４ｍ，４ｎ，４ｏ，４ｐ，４ｓにより
帯域濾波され、かつ、スプリアス成分を除去した後、対
応する第４ビーム用の一次放射器２ｊ，２ｌ，２ｍ，２
ｎ，２ｏ，２ｐ，２ｓにそれぞれ入力される。

【００１１】第７ビーム用の信号入力端子１１ｇからデ
ィバイダ６ｇに入力される高周波信号はディバイダ６ｇ
で均等に７分割され、振幅調整される。分割された各高
周波信号は振幅位相補正回路７ｆ及びコンバイナ９ａ，
１０，８ｅ，９ｅ，８ｆ，９ｆに入力される。この各振
幅位相補正回路７ｆ及びコンバイナ９ａ，１０，８ｅ，
９ｅ，８ｆ，９ｆに入力された第７ビーム用の信号は他
のディバイダで分割された他のビームの信号と合成さ
れ、さらにディバイダの分配比と同じになるように振幅
と位相が補正された後、それぞれの電力増幅器３ｃ，３
ｊ，３ｏ，３ｐ，３ｑ，３ｒ，３ｓで電力増幅される。
この電力増幅された各信号はそれぞれのバンドパスフィ
ルタ４ｃ，４ｊ，４ｏ，４ｐ，４ｑ，４ｒ，４ｓにより
帯域濾波され、かつ、スプリアス成分を除去した後、対
応する第４ビーム用の一次放射器２ｃ，２ｊ，２ｏ，２
ｐ，２ｑ，２ｒ，２ｓにそれぞれ入力される。

【００１２】このような給電回路によりホーンクラスタ
の一次放射器２に入力された高周波信号は球面波となっ
て反射鏡１に放射される。反射鏡１では、球面波を平面
波に変換して再放射する。この平面波は、遠方ではスポ
ットビームとなる。ここで、複数個の一次放射器からの
ビームはその位置に応じて、僅かながら異なった方向に
放射されるが、７個の一次放射器は接近して配列されて
いるため、あたかも一個の一次放射器と同一の動きをし
て１つのスポットビームを形成する。しかも隣接ビーム
間では重なる４個の一次放射器が共用されているため、
図６に示す一次放射器の配列は見かけ上、７個の一次放
射器の開口の一部を互いに重ね合わせて配置したのと同
様になり、これにより、一部が重合する７個のスポット
ビームを形成する。このため、移動体衛星通信のよう
に、広いサービスエリアを連続してカバーする必要のあ
るマルチビームアンテナでは、ビーム間の利得偏差が小
さくなる利点がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】次に、従来方式の問題
点について述べる。マルチビームアンテナを構成する各
一次放射器は、図６に示すように、互いに隣接するセル
ラ状に配列され、そして１つのホーンクラスタは、１つ
の一次放射器を中心にして、その周囲に６個の一次放射
器を外接するように配列してなる７個の一次放射器から
構成される。このようなホーンクラスタにおける給電の
励振分布は、一般にサイドローブを低減する観点から中
心の一次放射器と周辺の一次放射器とで異なっている。
ここでは、中心一次放射器と周辺一次放射器の電力比を
１．０：０．２であり、位相を同一とする。今、必要と
する各ビームの送信電力を同一にすると、各一次放射器
３ａ〜３ｓに給電される相対電力は図８に示すような値
になる。すなわち、各電力増幅器の入力電力は相対値で
０．２から２．２の値であり、各電力増幅器の最大出力
もこれに比例した送信電力が必要になる。従って、各電
力増幅器ごとに最大出力の異なる設計が必要になるほ
か、このような電力増幅器を使用すると、１つの電力増
幅器の故障が、これに対応する１つの一次放射器からの
放射電力の喪失につながることになり、マルチビーム送
信系の信頼性を低下させてしまうという問題がある。

【００１４】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、電力増幅器の出力を均一化でき、かつ信頼性を向上
できるマルチビーム送信系を提供することを目的とす
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
に請求項１の発明は、回転放物面反射鏡の焦点部分に同
一開口寸法の多数の一次放射器を平面的にセルラ状に配
列し、この配列内の互いに隣接する複数個の一次放射器
を使用して形成されるビームを複数組設け、この各ビー
ムを形成する一次放射器群の一部を隣接するビームの形
成に共用した重複開口給電方式のマルチビーム送信系に
おいて、前記各ビームに対応するそれぞれの高周波信号
を、前記各ビームを形成する一次放射器群の一次放射器
数に応じた数に分割して振幅位相補正するとともに該分
割された各ビームの所定の信号を合成することにより前
記一次放射器群の各一次放射器の配列位置に応じた電力
レベルの信号を出力する出力端子を前記一次放射器の総
数に相当する数有するビーム形成回路と、前記各一次放
射器群の各一次放射器の励振に必要な電力レベルの信号
を前記ビーム形成回路の各出力端子から選択し、該選択
された信号を分配し電力増幅するとともに該分配増幅さ
れた信号を合成して入力に比例する入力数と同数の出力
電力を出力する前記ビーム数と同数のハイブリット合成
型電力増幅器とを備えてなる構成にした。

【００１６】請求項２の発明は、前記全てのハイブリッ
ト合成型電力増幅器の総出力端子数を前記一次放射器の
総数と同じにしたものである。請求項３の発明は、前記
ハイブリット合成型電力増幅器を、入力信号を前記１ビ
ームを形成する一次放射器数より多い２ⁿ 個に分配する
ｎ段のハイブリット電力分配部と、前記ハイブリット電
力分配部で分配された各電力を個別に増幅する２ⁿ 個の
単位電力増幅器と、前記各単位電力増幅器で増幅された
各電力を入力信号数に対応した数に合成して出力するｎ
段のハイブリット電力合成部とから構成したものであ
る。請求項４の発明は、前記一次放射器群により各ビー
ムに供給する合計電力を同一にした時、前記各ハイブリ
ット合成型電力増幅器の出力端子の合計出力電力が同一
になるようにしたものである。

【００１７】

【作用】本発明においては、各ハイブリット合成型電力
増幅器の合計出力電力が同一になるとともに、各ハイブ
リット合成型電力増幅器を構成する各単位電力増幅器の
出力も同一になるため、ほぼ同一設計のハイブリット合
成型電力増幅器と同一設計の単位電力増幅器を適用でき
る、これにより、単位電力増幅器の一部が故障しても、
ハイブリット合成型電力増幅器の最大出力が若干低下す
るのみで、マルチビーム送信系の動作には支障をきたす
ことがなく、マルチビーム送信系の信頼性を向上でき
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明にかかる重複開口給電方式を使用
したマルチビーム送信系の回路構成図であり、７つのビ
ームを１９個の円形開口ホーン型一次放射器で形成する
場合について述べる。図１において、図７と同一の構成
部分には同一符号を付して説明すると、２ａ〜２ｓは７
つのマルチビームを放射する一次放射器であり、この各
一次放射器２ａ〜２ｓ全体は、図６に示すように、互い
に隣接するセルラ状に配列され、第１〜第７の各ビーム
を放射するそれぞれのクラスタ一次放射器群は、１つの
一次放射器を中心にして、その周囲に６個の一次放射器
を外接するように配列してなる７個の一次放射器から構
成される。また、４ａ〜４ｓは各一次放射器２ａ〜２ｓ
のバンドパスフィルタ、５は７つのマルチビームを形成
するためのビーム形成回路であり、このビーム形成回路
５は、第１ビーム〜第７ビーム用の信号入力端子１１ａ
〜１１ｇから入力される各高周波信号をそれぞれ７分割
するディバイダ６ａ〜６ｇと、振幅位相補正回路７ａ〜
７ｆと、２合成用のコンバイナ８ａ〜８ｆと、４合成用
のコンバイナ９ａ〜９ｆ、及び７合成用のコンバイナ１
０を備え、上記各ディバイダ６ａ〜６ｇで７分割された
それぞれの高周波信号は、図１に示す接続関係に従って
振幅位相補正回路７ａ〜７ｆ、２合成用のコンバイナ８
ａ〜８ｆ、４合成用のコンバイナ９ａ〜９ｆ、及び７合
成用のコンバイナ１０に供給される。

【００１９】図１において、１２ａ〜１２ｆは３入力３
出力のハイブリット合成型電力増幅器、１３は１入力１
出力のハイブリット合成型電力増幅器であり、これらの
ハイブリット合成型電力増幅器は本実施例の特徴部分を
示す。前記１入力１出力のハイブリット合成型電力増幅
器１３は、ビーム形成回路５の出力端子ｊと一次放射器
２ｊのバンドパスフィルタ４ｊ間に接続されている。ま
た、この１入力１出力のハイブリット合成型電力増幅器
１３は、図２に示すように、入力電力を２等分するハイ
ブリット型電力分配器１４ａ〜１４ｇを３段に縦続接続
することにより、入力端子１３ａから入力される入力電
力を８等分する電力分配部１４と、この電力分配部１４
のハイブリット型電力分配器のうち、ハイブリット型電
力分配器１４ｄ〜１４ｇの２出力電力をそれぞれ個別に
増幅する８個の単位電力増幅器１５ａ〜１５ｈと、この
単位電力増幅器１５ａ〜１５ｈの出力電力を合成するハ
イブリット型電力合成器１６ａ〜１６ｇを３段に縦続接
続することにより、１出力に合成する電力合成部１６と
から構成され、その１出力電力は出力端子１３ｂに出力
される。

【００２０】前記３入力３出力のハイブリット合成型電
力増幅器１２ａは、ブーム形成回路５の出力端子ａ〜ｃ
とバンドパスフィルタ４ａ〜４ｃ間に接続され、３入力
３出力のハイブリット合成型電力増幅器１２ｂは、ブー
ム形成回路５の出力端子ｄ〜ｆとバンドパスフィルタ４
ｄ〜４ｆ間に接続され、３入力３出力のハイブリット合
成型電力増幅器１２ｃは、ブーム形成回路５の出力端子
ｇ〜ｉとバンドパスフィルタ４ｇ〜４ｉ間に接続され、
３入力３出力のハイブリット合成型電力増幅器１２ｄ
は、ブーム形成回路５の出力端子ｋ〜ｍとバンドパスフ
ィルタ４ｋ〜４ｍ間に接続され、３入力３出力のハイブ
リット合成型電力増幅器１２ｅは、ブーム形成回路５の
出力端子ｎ〜ｐとバンドパスフィルタ４ｎ〜４ｐ間に接
続され、さらに３入力３出力のハイブリット合成型電力
増幅器１２ｆは、ブーム形成回路５の出力端子ｑ〜ｓと
バンドパスフィルタ４ｑ〜４ｓ間に接続される。

【００２１】また、前記各３入力３出力のハイブリット
合成型電力増幅器１２ａ〜１２ｆは、図３に示すよう
に、入力電力を２等分するハイブリット型電力分配器１
７ａ〜１７ｈを３段に縦続接続することにより、入力端
子２０ａ〜２０ｃから入力される３入力電力を８等分す
る電力分配部１７と、この電力分配部１７のハイブリッ
ト型電力分配器のうち、ハイブリット型電力分配器１７
ｄ〜１７ｇの２出力電力をそれぞれ個別に増幅する８個
の単位電力増幅器１８ａ〜１８ｈと、この単位電力増幅
器１８ａ〜１８ｈの出力電力を合成するハイブリット型
電力合成器１９ａ〜１９ｈを３段に縦続接続することに
より、３出力に合成する電力合成部１９とから構成さ
れ、その３出力電力は出力端子２１ａ〜２１ｃに出力さ
れる。

【００２２】次に、上記のように構成された本実施例の
動作について、第１ビームを放射する場合について説明
する。図１において、第１ビームの入力端子１１ａに入
力された高周波信号はディバイダ６ａにより均等に７分
割され、振幅調整される。分割された各高周波信号は振
幅位相補正回路７ａ、２合成のコンバイナ８ａ，８ｆ，
４合成のコンバイナ９ａ，９ｂ，９ｆ及び７合成のコン
バイナ１０に入力される。さらに振幅位相補正回路７ａ
及びコンバイナ８ａ，８ｆ，９ａ，９ｂ，９ｆ，１０に
入力された第１ビーム用の各分割信号は合成損失と位相
が、ディバイダの出力分配比と同一になるように補正さ
れて、ビーム形成回路５の出力端子ａ，ｂ，ｃ，ｆ，
ｊ，ｒ，ｓに出力される。この出力端子ａ，ｂ，ｃ，
ｆ，ｊ，ｒ，ｓに出力された出力信号は、その出力端子
に接続されるそれぞれのハイブリット合成型電力増幅器
１２ａ，１２ｂ，１３，１２ｄ，１２ｆにより増幅され
る。この電力増幅された各信号はそれぞれのバンドパス
フィルタ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｆ，４ｊ，４ｒ，４ｓに
より帯域濾波され、かつ、スプリアス成分を除去した
後、対応する第１ビーム用の一次放射器２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｆ，２ｊ，２ｒ，２ｓにそれぞれ入力される。こ
れにより、第１ビームは給電される。

【００２３】ここで、３入力３出力のハイブリット合成
型電力増幅器１２ａ，１２ｂ，１２ｄ，１２ｆの入力端
子２０ａに入力された信号、すなわち入力電力は、ハイ
ブリット合成型電力増幅器の性質により、出力端子２１
ａに出力され、他の出力端子には現れない。しかも、ハ
イブリット合成型電力増幅器の動作モードを、出力バッ
クオフを３ｄＢ程度にとった直線動作とすると、その入
出力は比例関係にある。このため、複数個の入力端子か
らの各信号は、対応する出力端子に入力に比例して出力
される。従って、ハイブリット合成型電力増幅器は複数
個の単位増幅器が独立に存在するのと同じ働きをする。

【００２４】その他の第２ビームないし第７ビームにつ
いても、これに対応するハイブリット合成型電力増幅器
は、上記第１ビームの場合と同様な働きをするため、第
１ビームないし第７ビームを放射する各クラスタ一次放
射器群の励振分布は従来の給電法と同一となる。

【００２５】図４は、この実施例における送信系の電力
分配状態を示す。この実施例の送信系において、第１ビ
ームないし第７ビームとビーム形成回路５の各出力端子
ａ〜ｓの出力レベルとの関係を従来の送信系と同じにす
ると、各ハイブリット合成型電力増幅器１２ａ〜１２
ｆ，１３の入力電力レベルは、図４に示すようになる。
この図４から明らかなように、各ハイブリット合成型電
力増幅器１２ａ〜１２ｆ，１３の合計の入力電力は全て
同一となる。このため、各ハイブリット合成型電力増幅
器１２ａ〜１２ｆ，１３の出力電力も全て同一となる。
従って、ハイブリット合成型電力増幅器は入出力の端子
数が異なるのみで、各ハイブリット合成型電力増幅器を
全て同一数の同一最大出力の単位電力増幅器で構成する
ことができる。

【００２６】このように本実施例のマルチビーム送信系
に適用されるハイブリット合成型電力増幅器は、図２及
び図３に示すように、８個の単位増幅器と、その入出力
に設けた３段のハイブリットとにより構成され、このハ
イブリット合成型電力増幅器の入出力側のハイブリット
の段数を変えることにより、１入力１出力から８入力８
出力までの多端子電力増幅器となり、そして、この電力
増幅器は、入力端子間及び出力端子間でアイソレーショ
ンがとれており、しかも、特定の入力端子とこれに対応
する出力端子は、その入出力が対応している。従って、
ハイブリット合成型電力増幅器は入力端子または出力端
子と同じ数の単位電力増幅器が並んでいるのと同様の働
きをするほか、ある入力端子に入力された信号はハイブ
リット合成型電力増幅器の全ての単位電力増幅器により
同一の電力で増幅されることになる。

【００２７】また、ハイブリット合成型電力増幅器内の
単位電力増幅器が故障しても、単位電力増幅器でもアイ
ソレーションがとれているため、ハイブリット合成型電
力増幅器の最大出力の低下があるものの、ハイブリット
合成型電力増幅器を継続して動作させることができる。
その結果、従来のように、１つの電力増幅器が故障する
ことによって、１つの一次放射器からの放射電力が喪失
されるという問題がなくなり、送信系の信頼性を向上で
きる。

【００２８】なお、上記実施例では、ハイブリット合成
型電力増幅器に８個の単位電力増幅器を用いた場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば入
出力端子の数がそれぞれ最大３個の場合は４個の単位電
力増幅器を用いたハイブリット合成型電力増幅器にして
も良い。また、単位電力増幅器の数は、１６、３２個な
どの２の乗数倍のものでもよいことは勿論である。ま
た、上記実施例では、１ビームを７個の一次放射器で給
電する場合について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、ビーム数、単位一次放射器の配列形式及び１ビーム
を形成する一次放射器の数が変わった場合でも、ハイブ
リット合成型電力増幅器の入出力端子数を変えて、端子
の組み合わせを選定することにより、ハイブリット合成
型電力増幅器の総出力を同一にできる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、回転放物
面反射鏡の焦点部分に同一開口寸法の多数の一次放射器
を平面的にセルラ状に配列し、この配列内の互いに隣接
する複数個の一次放射器を使用して形成されるビームを
複数組設け、この各ビームを形成する一次放射器群の一
部を隣接するビームの形成に共用した重複開口給電方式
のマルチビーム送信系において、前記各ビームに対応す
るそれぞれの高周波信号を、前記各ビームを形成する一
次放射器群の一次放射器数に応じた数に分割して振幅位
相補正するとともに該分割された各ビームの所定の信号
を合成することにより前記一次放射器群の各一次放射器
の配列位置に応じた電力レベルの信号を出力する出力端
子を前記一次放射器の総数に相当する数有するビーム形
成回路と、前記各一次放射器群の各一次放射器の励振に
必要な電力レベルの信号を前記ビーム形成回路の各出力
端子から選択し、該選択された信号を分配し電力増幅す
るとともに該分配増幅された信号を合成して入力に比例
する入力数と同数の出力電力を出力する前記ビーム数と
同数のハイブリット合成型電力増幅器とを備えてなる構
成にした。

【００３０】また、本発明は、前記ハイブリット合成型
電力増幅器を、入力信号を前記１ビームを形成する一次
放射器数より多い２ⁿ 個に分配するｎ段のハイブリット
電力分配部と、前記ハイブリット電力分配部で分配され
た各電力を個別に増幅する２ⁿ 個の単位電力増幅器と、
前記各単位電力増幅器で増幅された各電力を入力信号数
に対応した数に合成して出力するｎ段のハイブリット電
力合成部とから構成した。

【００３１】さらに、本発明は、前記一次放射器群によ
り各ビームに供給する合計電力を同一にした時、前記各
ハイブリット合成型電力増幅器の出力端子の合計出力電
力が同一になるようにした。

【００３２】従って、本発明によれば、各ハイブリット
合成型電力増幅器の合計出力電力が同一になるととも
に、各ハイブリット合成型電力増幅器を構成する各単位
電力増幅器の出力も同一になり、ほぼ同一設計のハイブ
リット合成型電力増幅器と同一設計の単位電力増幅器を
適用できる、これにより、単位電力増幅器の一部が故障
しても、ハイブリット合成型電力増幅器の最大出力が若
干低下するのみで、マルチビーム送信系の動作には支障
をきたすことがなく、マルチビーム送信系の信頼性を向
上できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるマルチビーム送信系の給電回路
の構成図である。

【図２】本実施例における１入力１出力ハイブリット合
成型電力増幅器の構成を示すブロック図である。

【図３】本実施例における３入力３出力ハイブリット合
成型電力増幅器の構成を示すブロック図である。

【図４】本実施例における送信系の電力分布を示す図で
ある。

【図５】オット給電方式のマルチビームアンテナの概略
構成図である。

【図６】マルチビームを形成する一次放射器群の配列図
である。

【図７】従来におけるマルチビーム送信系の給電回路の
構成図である。

【図８】従来における送信系の電力分布を示す図であ
る。

【符号の説明】

１反射鏡２一次放射器群２ａ〜２ｓ一次放射器４ａ〜４ｓバンドパスフィルタ５ビーム形成回路６ａ〜６ｇディバイダ７ａ〜７ｆ振幅位相補正線路８ａ〜８ｆコンバイナ９ａ〜９ｆコンバイナ１０コンバイナ１１ａ〜１１ｇ入力端子ａ〜ｓ出力端子１２ａ〜１２ｆ３入力３出力ハイブリット合成型電力
増幅器１３１入力１出力ハイブリット合成型電力増幅器１４ａ〜１４ｇハイブリット型電力分配器１５ａ〜１５ｈ単位電力増幅器１６ａ〜１６ｇハイブリット型電力分配器１７ａ〜１７ｈハイブリット型電力分配器１８ａ〜１８ｈ単位電力増幅器１９ａ〜１９ｈハイブリット型電力分配器２０ａ〜２０ｃ入力端子２１ａ〜２１ｃ出力端子３１第１ビーム用ホーンクラスタ３２第２ビーム用ホーンクラスタ３３第３ビーム用ホーンクラスタ３４第４ビーム用ホーンクラスタ３５第５ビーム用ホーンクラスタ３６第６ビーム用ホーンクラスタ３７第７ビーム用ホーンクラスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転放物面反射鏡の焦点部分に同一開口
寸法の多数の一次放射器を平面的にセルラ状に配列し、
この配列内の互いに隣接する複数個の一次放射器を使用
して形成されるビームを複数組設け、この各ビームを形
成する一次放射器群の一部を隣接するビームの形成に共
用した重複開口給電方式のマルチビーム送信系におい
て、前記各ビームに対応するそれぞれの高周波信号を、前記
各ビームを形成する一次放射器群の一次放射器数に応じ
た数に分割して振幅位相補正するとともに該分割された
各ビームの所定の信号を合成することにより前記一次放
射器群の各一次放射器の配列位置に応じた電力レベルの
信号を出力する出力端子を前記一次放射器の総数に相当
する数有するビーム形成回路と、前記各一次放射器群の各一次放射器の励振に必要な電力
レベルの信号を前記ビーム形成回路の各出力端子から選
択し、該選択された信号を分配し電力増幅するとともに
該分配増幅された信号を合成して入力に比例する入力数
と同数の出力電力を出力する前記ビーム数と同数のハイ
ブリット合成型電力増幅器と、を備えてなるマルチビーム送信系。
【請求項２】前記全てのハイブリット合成型電力増幅
器の総出力端子数を前記一次放射器の総数と同じにした
ことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム送信系。
【請求項３】前記ハイブリット合成型電力増幅器は、
入力信号を前記１ビームを形成する一次放射器数より多
い２ⁿ 個に分配するｎ段のハイブリット電力分配部と、
前記ハイブリット電力分配部で分配された各電力を個別
に増幅する２ⁿ 個の単位電力増幅器と、前記各単位電力
増幅器で増幅された各電力を入力信号数に対応した数に
合成して出力するｎ段のハイブリット電力合成部とから
構成される請求項１記載のマルチビーム送信系。
【請求項４】前記一次放射器群により各ビームに供給
する合計電力を同一にした時、前記各ハイブリット合成
型電力増幅器の出力端子の合計出力電力が同一になるよ
うにした請求項１または３記載のマルチビーム送信系。