JPS5819040A - 衛星中継装置 - 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】 本発明は、衛星上でのビーム切替によシ地球局間の相互
接続を行う衛星内切替時分割多元接続（Ｓａｔｅｌｌｉ
ｔｅ　５ｗ１ｔｃｈｅｄ　Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ
Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）衛星通信方式に用い
る衛星中継装置に関するものである。

従来のこの種装置においては、対地別の信号をマイクロ
波スイッチマトリクス（ＭｉｃｒｏｗａｖｅＳｗｉｔｃ
ｈｉｎｇ　Ｍａｔｒｉｘ、　ＭＳＭ）を用いて時分割に
接続するように構成されていた。

第１図はその構成を示す図である。図中１−１〜１−Ｎ
はマルチビーム受信アンテナ、２−１〜２−Ｎはマルチ
ビーム送信アンテナ、３は低雑音増幅器、４及び７は周
波数変換器、５−１〜５−Ｎ及び８−１〜８−Ｎは周波
数固定の局部発振器、６はマイクロ波スイッチマトリッ
クス、９は高電力増幅器、１０はマイクロ波スイッチ−
ｓ）リツクスの入力端と出力端の時分割接続関係を切替
え制御する制御装置である。

１−１〜１−Ｎの受信アンテナには、アンテナ毎に異な
った周波数ｆｔ　ｅ　ｆ２・・・ｆｕのアップリンク信
号が地球局から受信され、２−１〜２−Ｎの送信アンテ
ナからは、やはりアンテナ毎に異なった周波数Ｆ１．Ｆ
’２・０ＦＮのダウンリンク信号が地球局へ送信される
。そして、中継装置としては、Ｎ個の受信系統とＮ個の
送信系統の接続組合わせが、一定の切替え制御のもとに
、切替可能であることが必要である。この機能を行なわ
せるためにマイクロ波スイッチマトリックスを用いてい
るのであるが、発振周波数が固定の局部発振器を用いる
場合には、マイクロ波スイッチマトリクスの入力信号周
波数を、一旦、同一の周波数ｆｍに揃えなければならな
い。このためシステムとしては、各受信周波数１１、ｆ
２ｍ＊・ｆＮ　を一旦ｆｍに変換し、切替えが終った後
再び送信周波数Ｆ、　、　Ｆ２・・＠ＦＮに変換すると
いう２回の周波数変換（ダブルコンバージョン）が必要
とガる。このため受信送信の一系列（１トランスポンダ
）につき局部発振器が２個必要ということになる。この
ため衛星への搭載装置の重量が大きくなシ、また部品の
増大による信頼性の低下や周波数安定性の低下を来たす
という欠点を有していた。

本発明は、これらの欠点を除去するために、周波数可変
の局部発振器を採用し、電力合成分割器と帯域通過フィ
ルタを用いて、受信送信の時分割切替えを行なわせるこ
とにより、従来１トランスポンダにつき２個用いられて
いた局部発振器を１個とするいわゆるシングルコンバー
ジョン構成にぜんとするものである。

以下図面によシ実施例を説明する。

第２図は本発明による衛星中継装置の実施例のブロック
ダイヤグラムである。同図において、１−１〜１−Ｎは
マルチビーム受信アンテナ、２−１〜２．−Ｎはマルチ
ビーム送信アンテナ、３は低雑音増幅器、４は周波数変
換器、５’−１〜５’−Ｎは発振周波数を可変にできる
局部発振器、１０は切替制御装置、１１は電力合成分割
器、１２−１〜１２−Ｎは帯域通過フィルタ、９は高電
力増幅器である。なお、アンテナ１−１〜１−Ｎおよび
２−１〜２−Ｎは、実際には単一の反射鏡に複数のアン
テナエレメントを具備した構成とし、アンテナ共用器（
図示しない）により送信アンテナと受信アンテナを共用
することが可能である。

第３図はアップリンクビームとダウンリンクビームの接
続を示す。なお、アップリンクとは地球局から衛星への
リンク、ダウンリンクとは衛星から地球局へのリンクを
いう。

第３図は、各受信アンテナで受信された信号が、時間的
に切替えられて各送信アンテナへ送られる状況を示した
ものである。図中３１で示される系列は送信アンテナ２
−１へ送られる信号の系列でｈｂ、３２は送信アンテナ
２−２へ、同様にして、３３は送信アンテナ２−Ｎへ送
られる信号の系列を示す。そして各系列内の小区分は、
その区分の時間の間、そこに示された番号の受信アンテ
ナで受信された信号が送シ込まれてくることを示す。

第３図を用いて第２図の動作原理を説明する。

第３図に示したように、バースト状のアップリンク信号
が互いに重複しないように各地球局から送信される。衛
星ではアンテナ１−１〜１−Ｎから周波数がそれぞれｆ
１〜ｆＮであるアップリンク信号を受信後、低雑音増幅
器３で増幅される。増幅されたバースト信号は、周波数
変換器４によシ第４図のように時分割に周波数変換され
る。

第４図は、１つの周波数変換器において変換周波数が時
間的に切替わっていく状況を示している。図中４１は周
波数変換器５′−１の切替えを、４２は同５′−２の切
替えを、４３は同５′−Ｎの切替えを示す。各系列内の
小区分は、その時間間隔において、そこに記されている
文字で表わされる周波数ｆｎからＦｎ（ｎ＝１〜Ｎ）へ
周波数変換されることを示す。

この動作は、局部発振器５′−１〜５′−Ｎの発振周波
数を切替制御装置１０’が制御することによシ達成され
る。周波数変換された信号は、電力合成分割器１１で電
力合成および分割された後、帯域通過フィルタ１２−１
〜１２−Ｎによ、シ行先別に再配列され高出力増幅器９
によシ増幅されて、アンテナ２−１〜２−　Ｎから各地
球局に送信される。第２図の実施例においては、入力周
波数がｆｌ（ｉ　＝　１〜Ｎ）の信号を任意のＦｊ（ｊ
＝１〜Ｎ）に変換できるような局部発振器を各周波数変
換器毎に設置する必要がある。

第５図は本発明の別の実施例であって、第２図の実施例
と異なる点は、第２図の５′−１〜５−Ｎで示される個
々の局部発振器の代シに、総ての受信系列について必要
なだけの局部発振周波数の固定周波発振器を一箇所にま
とめ、スイッチマトリクスを通じて必要な周波数の信号
を各周波数変換器に供給するものである。

図中１３−１．１３−２．・１・・が発振器であり、１
４はスイッチマトリクスで、１０′が切替制御装置であ
る。

ここで、発振器１３−１　、１３−２、−・・・が何個
必要かであるが、一般的にはｆｌ　ｓ　ｆｌ・・ｏ＊ｆ
ＨというＮ個の受信周波数のいずれもがＦｌ　＊　Ｆｉ
ｌ・・・ＯＦＮというＮ個の送信周波数の全てに変換可
能とするには、結局、変換の数即ちＮ個の、７ 局部発振周波数を準備しておく必要があることになる。

しかし、今受信周波数ｆｎの周波数間隔ｆｎ−ｆｎ−ｘ
がΔｆで等間隔であシ、且つ、送信周波数Ｆｎの周波数
間隔Ｆｎ−Ｆｎ−１も同じくΔｆとするならば受信周波
数、送信周波数の最も低い周波数がｆｔ　＋　Ｆｌ　、
最も高い周波数がｆＮ、ＦＮであるとき、必要な局部発
振周波数は、ｆｌＦ１＝ΔＦを仮に基準の局部発振周波
数とすれば、ΔＦとΔＦ＋Δｆ、ΔＦ＋２△ｆ、・・・
・ΔＦ＋凶−ニー１ｆ。

ΔＦ−Δｆ、ΔＦ−２Δｆ、・・・・ΔＦ−（Ｎ−１）
Δｆ　だけの周波数があれば充分である。

この数は結局（２Ｎ−１）個でＮ２個に較べて少ない数
であることがわかる。第５図の発振器の数としてはこの
場合を示しである。

以上説明したように、本発明は、局部発振周波数を可変
とする周波数変換器を使用することによシ、シングルコ
ンバージョンの衛星内切替時分割多元接続衛星通信方式
用トランスポンダの実現を可能とし、部品点数の減少に
よる衛星搭載装置の小形・軽量化、高信頼化を可能とす
る利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロ波スイッチマトリクスを用いた従来シ
ステムを示すブロック図、第２図は本発明の実施例のブ
ロック図、第３図および第４図はそれぞれ第２図を説明
するだめの信号構成図および周波数変換器の動作図、第
５図は本発明の別の実施例のブロック図である。 １−１〜１−Ｎ＝マルチビーム受信アンテナ、２−１〜
２−Ｎ：マルチビーム送信アンテナ、３：低雑音増幅器
、４，７：周波数変換器、５−１〜５−Ｎ、８−１〜８
−Ｎ、１３−１〜１３−（２Ｎ−１）’　：発振周波数
固定の局部発振器、５−１〜５’−Ｎ：発振周波数可変
の局部発振器、６　、１４　：マイクロ波スイッチマト
リクス、９：高電力増幅器、１０，１０ｔ１０′：切替
制御装置、１１：電力合成分割器、１２−１〜１２−Ｎ
：帯域通過フィルタ 代理人　弁理士　　本　　間　　　　　柴寮／コ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 照射する対地の数に等しい数のスポットビームを形成す
   るマルチビームアンテナを使用し、各ビームの相互接続
   を時分割に行なう衛星中継装置において、Ｎ個の地球局
   からのアップリンクの信号を対地毎に増幅するＮ個の低
   雑音増幅器と、各低雑音増幅器の出力を、送信する対地
   別の異った周波数に、時分割に周波数変換を行う回路と
   該回路のＮ個の出力を合成し、再びＮ個に分割する回路
   と、該合成分割回路の各出力端に接続され各対地に対応
   した周波数帯のみを通過させる帯域通過フィルタと、該
   帯域通過フィルタの出力を増幅してアンテナへ送出する
   高出力増幅器と、周波数変換回路の切替制御装置とを有
   することを特徴とする衛星中継装置。