(57)【要約】【課題】地球外プラットフォームのための制御装置（２）、この制御装置を備えた例えば人工衛星などの地球外プラットフォーム、並びに、地球外プラットフォーム上において高周波送信増幅部の動作点を設定する方法を提供する。【解決手段】制御装置（２）は、少なくとも１つの制御入力部及び少なくとも１つの制御出力部を有する制御部（１６）と、格納部（１８）とを備え、前記格納部（１８）は、少なくとも１つの高周波送信増幅部（４）に適用される複数の駆動量パラメータ集合を格納し、前記制御入力部は、制御信号を受取り、前記制御部（１６）は、前記制御信号に基づいて、前記格納部（１８）から１つの駆動量パラメータ集合を選択し、前記制御出力部は、選択された前記駆動量パラメータ集合を用いて、前記高周波送信増幅部（４）が所定の動作点で動作できるように、エネルギ供給部、及び／または、前置増幅／リニアライジング部（２２）に影響を及ぼす。【選択図】図１
2014158264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地球外プラットフォームのための制御装置（２）において、
少なくとも１つの制御入力部及び少なくとも１つの制御出力部を有する制御部（１６）と、
格納部（１８）とを備え、
前記格納部（１８）は、少なくとも１つの高周波送信増幅部（４）に適用される複数の駆動量パラメータ集合を格納し、
前記制御入力部は、制御信号を受取り、
前記制御部（１６）は、前記制御信号に基づいて、前記格納部（１８）から１つの駆動量パラメータ集合を選択し、
前記制御出力部は、選択された前記駆動量パラメータ集合を用いて、前記高周波送信増幅部（４）が所定の動作点で動作できるように、エネルギ供給部、及び／または、前置増幅／リニアライジング部（２２）に影響を及ぼす、
ことを特徴とする制御装置（２）。
【請求項２】
エネルギ供給部と前置増幅／リニアライジング部（２２）とから成る群のうち、少なくとも１つの構成要素部を備え、
前記エネルギ供給部は、１つの駆動量集合を構成する複数の駆動量を、前記高周波送信増幅部（４）に供給し、
前記駆動量集合は、前記高周波送信増幅部（４）の１つの動作点を決定するものであり、
複数の前記駆動量集合によって、複数の動作点が決定され、
前記前置増幅／リニアライジング部（２２）は、高周波入力部（２４）と、前記高周波送信増幅部（４）に接続される高周波出力部とを備えており、且つ、前記高周波入力部（２４）から高周波信号を受取り、該受取った高周波信号に対して、前記高周波送信増幅部（４）の動作点に基づいて前置処理を施し、
前記前置増幅／リニアライジング部（２２）による前記前置処理は、ないしは、前記前置増幅／リニアライジング部（２２）の伝送特性は、所定の動作点に基づいて設定可能であり、特に、前記駆動量パラメータ集合には、前記高周波信号に対する前記前置処理を前記高周波送信増幅部（４）の所定の動作点に適合させるように前記前置増幅／リニアライジング部（２２）を設定するための少なくとも１つのパラメータが含まれている、
ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記エネルギ供給部の駆動量集合が設定されて前記高周波送信増幅部（４）に供給されることによって、前記高周波送信増幅部（４）が所定の動作点で動作するようになるようにしたことを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【請求項４】
前記駆動量は、直接的にまたは更なる処理が施された上で高周波送信増幅部（４）に印加される電流及び電圧、へリックス電圧、捕集電極電圧、陰極電流、第０番陽極電圧、第１番陽極電圧、加熱フィラメント電圧、ウェーネルト電極電圧、振幅展開度、移相回転角、周波数応答値、及び増幅率から成る群からの量であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の制御装置。
【請求項５】
前記動作点は、少なくとも前記高周波送信増幅部（４）の動作周波数領域に対して影響を及ぼすか、またはその動作周波数領域を規定するものであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記複数の駆動量パラメータ集合によって、更に、データ伝送のための所要の変調方式に適合可能に構成されることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項記載の制御装置。
【請求項７】
前記格納部は、前記制御部に、または前記エネルギ供給部に、または前記前置増幅／リニアライジング部に設けられているか、または、前記格納部は、複数の部分から成り、該複数の部分が、前記制御部と、前記エネルギ供給と、前記前置増幅／リニアライジング部（２２）とのうちの２つ以上のものに設けられることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項記載の制御装置。
【請求項８】
少なくとも２つの高周波送信増幅部（４）と、
少なくとも２つの前置増幅／リニアライジング部（２２）と、
少なくとも１つのエネルギ供給部とを備え、
前記高周波送信増幅部（２）の各々に１つずつの前記前置増幅／リニアライジング部（２２）が組合わされており、
前記少なくとも１つのエネルギ供給部は、前記少なくとも２つの高周波送信増幅部（４）を駆動し、
前記格納部（１８）は、前記少なくとも１つのエネルギ供給部と、前記少なくとも２つの前置増幅／リニアライジング部（２２）とに関する、駆動量パラメータ集合を格納する、
ことを特徴とする請求項２〜請求項７の何れか１項記載の制御装置。
【請求項９】
前記高周波送信増幅部（４）は、進行波管と半導体増幅素子とにより構成される群からの要素として構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項記載の制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れか１項記載の制御装置（２）を備えたことを特徴とする、特に、人工衛星などの地球外プラットフォーム。
【請求項１１】
前記制御信号は、特に、地上から発せられる、前記プラットフォームの外部から受取る信号であることを特徴とする請求項１０記載のプラットフォーム。
【請求項１２】
地球外プラットフォーム上において高周波送信増幅部（４）の動作点を設定する方法（４０）において、
制御信号を受取るステップ（４２）と、
格納部（１８）にローカル格納されている複数の駆動量パラメータ集合のうちから１つの駆動量パラメータ集合を選択するステップ（４４）と、
選択した駆動量パラメータ集合に基づいて高周波送信増幅部（４）の動作点を設定するステップ（４６）と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信技術に関する。より詳しくは、本発明は進行波管を用いた衛星通信に関する。更に詳しくは、本発明は進行波管の制御装置と、本発明に係る制御装置を備えた例えば人工衛星などの地球外プラットフォームと、進行波管の動作点の設定方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
進行波管（ＴＷＴ：Travelling Wave Tube）は、高周波信号の増幅という用途に高度に特化された真空管である。進行波管は、例えば人工衛星などの地球外プラットフォームにおいて、例えば地球局（地上局）などの通信先との間で通信を行うための高周波信号を生成するという用途に特に適したものである。
【０００３】
進行波管による高周波信号の増幅は、その管球内において自由電子を陰極から陽極へ向けて射出して陽極の先の捕集電極で捕集するようにして、その自由電子の運動エネルギの一部を増幅しようとする電気信号に付与することによって行われている。進行波管は、適用可能な周波数領域が０．３〜５０ＧＨｚに亘っており、また多くの場合、その増幅率が３０〜６０ｄＢの範囲内にあるなど、優れた特性を備えている。特に１０ＧＨｚ以上の周波数領域では、進行波管の効率は最大で７０％にも達するため、半導体増幅素子を凌駕している。
【０００４】
進行波管を動作させるには、電子ビームを発生させるために熱陰極を加熱する数Ｖ程度の加熱フィラメント電圧が必要である。加熱により放出された電子は陽極へ向けて加速され、へリックスの配設領域を通過した後に最終的に捕集電極により捕集される。この電子の回収によってエネルギを回収することができ、それによって進行波管は比較的高い効率を有するものとなっている。
【０００５】
進行波管を動作させるには、更に、軸心方向の磁界を永久磁石または電磁石で発生させて印加する必要があり、また、駆動電圧即ち加速電圧としてｋＶ領域の電圧を印加する必要がある。更にその他の必要とされる駆動量即ち駆動エネルギ量としては、例えば電子銃の制御電圧やフォーカス電圧などがある。また、例えば特に大きな出力を要求される用途では、捕集電極の冷却が必要とされることもあり、へリックスの冷却が必要とされることもしばしばある。特に人工衛星関連の技術分野では、電力エネルギを供給するための電源装置は、パワーコンディショナー（ＥＰＣ：Electronic Power Conditioner）と呼ばれている。また、進行波管（ＴＷＴ）とパワーコンディショナー（ＥＰＣ）とを組合せて１台の機器にしたものは、進行波管増幅器（ＴＷＴＡ：Traveling Wave Tube Amplifier）と呼ばれている。
【０００６】
人工衛星に搭載されている進行波管増幅器は、殆どの場合、電力増幅器として用いられており、その電力増幅器の高周波特性は、また、進行波管によって決まるものである。進行波管増幅器には、更に、進行波管に供給する電圧を発生するために、電源装置及び制御装置が備えられており、その制御装置は更に、人工衛星に対してテレメトリ及びテレコマンドを実施するためのインターフェースの機能も備えている。また、その電力増幅器に、チャネル増幅器（ＣＡＭＰ）と呼ばれる前置増幅器を付加することもあり、チャネル増幅器のうちには、リニアライザが組込まれたもの（ＬＣＡＭＰ）もある。そして、このように電力増幅器とチャネル増幅器とを組合せて１台の機器にしたものは、高周波パワーモジュール（或いは、マイクロ波パワーモジュール、ＭＰＭ：Microwave Power Module）と呼ばれている。
【０００７】
進行波管の高周波特性を決める支配的要因としては、進行波管それ自体の高周波設計の他に、進行波管の各部に印加する夫々の供給電圧の大きさがある。それら供給電圧の大きさは、所要の周波数領域において、所要の出力レベルを維持できるように設定される。特に、所要の周波数領域が広帯域である場合には、その周波数領域とその他の諸々の要求条件との間の最良の兼ね合いを実現する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、進行波管の動作点を設定する際には、その進行波管の適用可能な周波数領域の中央周波数に動作点を設定することによって、所要の周波数領域の両端において諸々の要求条件が満足されるようにし、もって、その所要の周波数領域の全域においてそれら要求条件が満足されるようにしていた。これによって、通常、その所要の周波数領域の中央部分では、それら要求条件を満足する最低限度を大きく超えた過剰性能を呈するに至っていた。
【０００９】
その一方で、用途によっては、所要の周波数帯域が非常に広いために、ある１つの動作点に設定することで当該周波数領域の全域をカバーし得るような動作点が見いだせないこともあった。そのような場合には、当該周波数領域を複数の部分領域に分割し、それら部分領域の各々を、複数の進行波管増幅器の夫々によって個別にカバーしなければならなかった。
【００１０】
また、マイクロ波パワーモジュール（ＭＰＭ）に組込まれている前置増幅器も、進行波管の特性に適合している必要がある。このことは、進行波管の特性を変化させる際に、それに応じて前置増幅器の設定を適合させる必要があることを意味している。
【００１１】
本発明の一態様として、地球外プラットフォームに搭載されている高周波送信増幅部の制御装置の設定を行うということがあり、この設定は、特に、その制御装置の構成要素部であるエネルギ供給部の設定、及び／または、その制御装置の構成要素部である前置増幅器ないしチャネル増幅器の設定、及び／または、リニアライザの設定などを融通性に優れた方式で行うものであり、これによって、例えば人工衛星関連の用途では、軌道上において、テレコマンドを介して、複数の設定のうちから、その進行波管増幅器（即ち高周波送信増幅部）を動作させるところの周波数領域（即ち周波通帯域）に適した設定を選択することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
それゆえ本発明は、特許請求の範囲の独立請求項に記載したところの、地球外プラットフォームのための制御装置、本発明に係る制御装置を備えた例えば人工衛星などの地球外プラットフォーム、並びに、地球外プラットフォーム上において高周波送信増幅部の動作点を設定する方法を提供するものである。尚、従属請求項は、特に有利な具体例の特徴を記載したものである。
【００１３】
本発明の第１の実施形態によれば、地球外プラットフォームのための制御装置が提供され、この制御装置は、少なくとも１つの制御入力部及び少なくとも１つの制御出力部を有する制御部と、格納部とを備え、前記格納部は、少なくとも１つの高周波送信増幅部に適用される複数の駆動量パラメータ集合を格納するようにしてあり、前記制御入力部は、制御信号を受取るようにしてあり、前記制御部は、前記制御信号に基づいて、前記格納部から１つの駆動量パラメータ集合を選択するようにしてあり、前記制御出力部は、選択された前記駆動量パラメータ集合を用いて、前記高周波送信増幅部が所定の動作点で動作できるように、エネルギ供給部、及び／または、リニアライジング部に影響を及ぼすようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
本発明の別の１つの実施形態によれば、進行波管の制御装置を備えたことを特徴とする例えば人工衛星などの地球外プラットフォームが提供される。
【００１５】
本発明の別の１つの実施形態によれば、例えば地球外プラットフォーム上などにおいて進行波管の動作点を設定する方法が提供され、この方法は、制御信号を受取るステップと、格納部にローカル格納されている複数の動作エネルギ量パラメータ集合のうちから１つの動作エネルギ量パラメータ集合を選択するステップと、選択した動作エネルギ量パラメータ集合に基づいて前記進行波管の動作点を設定するステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１の実施形態によれば、高周波送信増幅部の制御装置が提供され、この制御装置はエネルギ供給部を備え、該エネルギ供給部は１つの駆動エネルギ量集合を構成する複数の駆動エネルギ量を進行波管に供給するようにしてあり、前記駆動エネルギ量集合によって前記進行波管の１つの動作点が決定され、複数の前記駆動エネルギ量集合によって前記進行波管の複数の動作点を決定できるようにしてある。この制御装置は更に制御部を備え、該制御部は、少なくとも１つの制御入力部と、少なくとも１つの制御出力部と、格納部とを備えており、前記格納部は、複数の駆動エネルギ量パラメータ集合を格納するようにしてあり、前記複数の駆動エネルギ量パラメータ集合の各々が前記複数の駆動量集合の１つずつに対応付けられており、ある１つの駆動エネルギ量パラメータ集合を選択することで、前記エネルギ供給部のある１つの駆動エネルギ量集合を設定でき、もって、その設定した駆動エネルギ量集合に対応した所定の動作点で前記進行波管を動作させることができるようにしてあることを特徴とする。
【００１７】
尚、ここでは、高周波送信増幅部として進行波管を用いた場合に即して本発明を説明するが、ただし本発明は、任意の高周波送信増幅部を用いて実施することができ、例えば半導体増幅素子などを用いることも可能である。また更に、駆動エネルギ量集合及び駆動エネルギ量パラメータ集合という用語を用いて説明するが、それらはより一般的には、駆動量集合及び駆動量パラメータ集合というべきものである。
【００１８】
本発明によれば、進行波管の制御装置が提供され、この制御装置は進行波管を制御して動作させるものであり、従って、パワーコンディショナーである。この制御装置は、チャネル増幅器、及び／または、リニアライザを備えたものとすることができ（ただし、必ず備えなければならないものではない）、そうした場合には、この制御装置は、実質的にマイクロ波パワーモジュールとなる。
【００１９】
その具体例として、人工衛星関連の用途では、この制御装置は進行波管の所望の動作モードに関するコマンドを受取る。そのコマンドは、様々な情報を含むものであるが、それらのうちでも特に、進行波管を、即ち進行波管増幅器を、どの周波数で（或いはどの周波数帯で）動作させるべきかを示した情報を含んでいる。
【００２０】
これによって、エネルギ供給部の設定に関する詳細な情報ないしパラメータを含む複雑な情報を伝送せずに済むという利点が得られる。更に、データ伝送にどの周波数帯を使用すべきかを示す情報を伝送するだけでよい。制御装置を（ひいては進行波管を）設定して動作させるために必要なパラメータの全体は、制御装置の格納部に予め格納されている。この情報ないしパラメータは、例えば、人工衛星の製作者、ないしは、少なくとも進行波管増幅器の製作者が、あらかじめ用意しておくことができ、そのため、進行波管に所要の伝送特性を付与することが可及的最善に行えるということが確実となる。対応する複数のパラメータ集合は、例えば、製作の過程で動作試験を実施して計測することで決定したパラメータ集合を、格納部に格納しておくようにするとよい。
【００２１】
従って、テレコマンドによって伝送される情報は実質的にただ１つだけであり、その情報とは、進行波管増幅器を（それ以後）その周波数帯域で動作させるべき１つの周波数帯域を示すものである。ただし、同時にその他の情報が伝送されることもあり、このその他の情報とは、それ以後、データ伝送で用いるべき変調方式を示すものである。これら情報は、比較的軽いデータ負荷で地球外プラットフォームへ伝送することができる一方で、これら情報に基づいて、格納部に格納されている大量のパラメータ関連データを利用することが可能であり、それによって、所要のデータ伝送を考慮に入れて、進行波管増幅器を可及的最善に動作させることが、即ち、進行波管増幅器のパラメータを可及的最善に設定することができる。
【００２２】
このように、格納部から読出して使用すべき伝送関連パラメータ集合を示す１つの情報だけを伝送し、何らかの（複合の）制御のためのデータないしパラメータそれ自体を伝送せず、パワーコンディショナー（ＥＰＣ）のパラメータ設定を間接的に実行することによって、進行波管増幅器が、必ず、完全に適正なパラメータ集合に基づいて動作することが確実とされており、また、そのパラメータ集合は、望ましいパラメータ集合であり、必要とされるパラメータ集合であり、そして何よりも、試験によって検証がなされたパラメータ集合である。
【００２３】
例えばパラメータそれ自体を、テレコマンドを介して地球局から人工衛星へ伝送し、その際に伝送エラーが発生したならば、全てのもしくは幾つかのパラメータが適正に設定されないという事態が起こるおそれがあり、また、設定されたパラメータが他のパラメータと適合しない可能性があり、その場合には、進行波管の設定そのものが不適正なものとなるため、それ以後、伝送が不可能になってしまうおそれもある。更に、最悪の場合には、進行波管増幅器ないしは進行波管が故障することにもなり兼ねず、そのような事態が発生したときに、もしそれが重大な故障であったならば、最終的に進行波管増幅器が全損壊状態に至る可能性もある。
【００２４】
このような事態は、テレコマンドを用いて、どの伝送モードを選択すべきかを示した簡単なコマンドを伝送することによって、効果的に防止することができ、この方式では、そのコマンドを受取ったならば、格納部からその伝送モードに関連した全てのパラメータが読出され、それらパラメータに従って設定が行われる。更に加えて、テレコマンドが伝送される際にデータ伝送エラーが発生し、意図したものとは異なる伝送モードに設定されてしまうこともあり得るが、しかしながらその場合には、参照されることになる全てのパラメータが、その意図しない伝送モードにとっては適正なパラメータであることから、少なくとも人工衛星の構成機器の重大な故障は、効果的に防止される。
【００２５】
このように、格納部から１つのパラメータ集合を選択して読出すようにしているため、確実に、進行波管増幅器を最適な動作点で動作させることが可能になっている。また、その結果として、動作効率が改善され、電力がより有効に利用されるようになる。また、これによって、人工衛星それ自体の製作コストも低減できる可能性がある。
【００２６】
複数のパラメータ集合を用いることによって得られる利点は、それによって、１台の機器によって、複数の周波数領域の設定が可能になり、２台またはそれ以上の多数の機器を設定可能にする必要がないことにある。そのため、人工衛星に搭載する機器の台数を低減することができ、及び／または、特に簡明な冗長性構成を実現することができる。
【００２７】
例えば人工衛星に複数台のＴＷＴＡ／ＭＰＭ（進行波管増幅器またはマイクロ波パワーモジュール）を搭載して、それらＴＷＴＡ／ＭＰＭの各々が、周波数領域の全域をカバーするようにすることができる。これによって、各々のＴＷＴＡ／ＭＰＭが、各々の周波数で冗長性をもって動作することができ、これによって、冗長性が簡明化される。
【００２８】
また、本発明によれば、人工衛星における制御装置が、格納部に格納されている複数の駆動エネルギ量パラメータ集合のうちから、テレコマンドに従って所望ないし所要の１つの駆動エネルギ量パラメータ集合を選択して読出すようにしている。かかる駆動エネルギ量パラメータ集合は、例えば進行波管を、所定の動作モードで、ないしは、所定の動作点で（ひいては所定の動作周波数帯で）動作させるために、その進行波管に供給する必要のある供給電力や作動電圧などの、必要な駆動量の全てを示したものである。
【００２９】
また、ここでいう駆動エネルギ量パラメータ集合とは、直接的にまたは更なる処理が施された上で進行波管に印加される個々の駆動エネルギ量を、指定した大きさで生成すべきことを示す情報である。制御装置のエネルギ供給部は、制御部に制御されて、この駆動エネルギ量パラメータ集合の情報に沿った駆動エネルギ量集合を生成し、生成された駆動エネルギ量集合に含まれている個々の駆動エネルギ量は、直接的にまたは更なる処理が施された上で進行波管に印加される。
【００３０】
その１つの具体例を挙げるならば、例えば、駆動エネルギ量パラメータ集合は、進行波管を所定の動作点で動作させるために設定する必要のある陽極電圧や陰極電流などの情報を含むものである。陽極電圧に関する情報は、エネルギ供給部によって、現実の陽極電流とされ、即ち、陽極電圧や陰極電流などに関する情報に指定された大きさの実際の陽極電圧や陰極電流が生成されて進行波管に供給され即ち印加される。
【００３１】
本発明の特に好適な１つの実施形態によれば、この制御装置の制御入力部は、所定の複数の動作点のうちから１つの動作点を選択させるための、ないしは、所定の複数の駆動エネルギ量パラメータ集合のうちから１つの駆動エネルギ量パラメータ集合を選択させるための、制御信号を受取るようにしてあり、制御部は、その制御信号に基づいて、格納部から１つの駆動エネルギ量パラメータ集合を選択して読出し、制御出力部は、その選択された駆動エネルギ量パラメータ集合に基づいて、エネルギ供給部に影響を及ぼすようにしてあり、それによって、その駆動エネルギ量パラメータ集合に対応した駆動エネルギ量集合の設定及び供給が行われる。
【００３２】
本発明の特に好適な別の１つの実施形態として、エネルギ供給部が設定されて駆動エネルギ量集合が該進行波管に供給されることによって、進行波管が所定の動作点で動作するようになるようにするのもよい。
【００３３】
従って、この制御装置は、複数の駆動エネルギ量パラメータ集合のうちから１つの駆動エネルギ量パラメータ集合を選択するようにしてあり、選択する駆動エネルギ量パラメータ集合は、その駆動エネルギ量パラメータ集合に対応した一組の駆動エネルギ量を、直接的にまたは更なる処理が施された上で進行波管に印加することによって、進行波管を所定の目標動作点に設定することができるような駆動エネルギ量パラメータ集合である。
【００３４】
本発明の特に好適な別の１つの実施形態として、駆動エネルギ量即ち駆動量を、直接的にまたは更なる処理が施された上で高周波送信増幅部（４）に印加される電流及び電圧、へリックス電圧、捕集電極電圧、陰極電流、第０番陽極電圧、第１番陽極電圧、加熱フィラメント電圧、ウェーネルト電極電圧、振幅展開度、移相回転角、周波数応答値、及び増幅率から成る部類中から選択された量とするのもよい。
【００３５】
進行波管を動作させるためには、その構成上の要件として、様々な電流や電圧が必要になる。そのような、進行波管を動作させるために必要な電圧、及び／または、電流は、それらの全てが、ここでいう駆動エネルギ量に該当するものであり、場合によっては、更にその他のパラメータが駆動エネルギ量に該当することもあり、例えば信号前処理に関するパラメータなどが該当し、そして、ある１つの目標動作点に対応しているそれら駆動エネルギ量によって、１つの駆動エネルギ量集合が構成される。一般的に、駆動エネルギ量は、駆動量ということもできる。リニアライジング部（ＬＩＮ）に関していえば、リニアライジング部が実行する前処理を、即ちリニアライジング部の伝送特性を、１つの動作点に適合させることができ、より詳しくは、その振幅展開度、移相回転角、周波数応答、及び、増幅率を、１つの動作点に適合させることができる。このことは、リニアライジング部がチャネル増幅部に組込まれて一体化されている（ＬＣＡＭＰ）場合に特に大きな意義がある。一方、リニアライザを含まない、前置増幅器だけから成る単純なチャネル増幅器（ＣＡＭＰ）も存在する。そのようなものであっても、例えば増幅率や、高周波信号の周波数応答などは、１つの動作点に適合させることができる。
【００３６】
本発明の特に好適な別の１つの実施形態として、進行波管の動作点が、少なくとも該進行波管の動作周波数領域に対して（ひいては該進行波管の周波数帯域に対して）影響を及ぼすか、またはその動作周波数領域を（ひいてはその周波数帯域を）規定するものとするのもよい。
【００３７】
本発明の特に好適な別の１つの実施形態として、この制御装置に、以下の構成の前置増幅部を組合せるのもよい。その前置増幅部は、特に、複数の増幅段と１つのリニアライジング部とを含み、高周波入力部と高周波出力部とを備え、その高周波出力部に進行波管が接続される。また、リニアライジング部は、高周波入力部において高周波信号を受取り、その高周波信号に、進行波管の所望のないしは所要の動作点を考慮に入れて前置処理を施すようにしてある。更に、その前置処理は、リニアライジング部の伝送特性に関係したものであって、特定のないしは所望の動作点に基づいて影響を及ぼすものである。また特に、駆動エネルギ量パラメータ集合が、更に、リニアライジング部の設定のための情報またはパラメータを含んでおり、その駆動エネルギ量パラメータ集合が、リニアライジング部が高周波信号に施す前置処理を、即ち、そのリニアライジング部の伝送特性を、進行波管の特定のないしは所要の動作点に適合させるようにしたものである。
【００３８】
また、格納部には、個々の駆動エネルギ量パラメータ集合ごとに、進行波管の所望のないしは所要の動作点に応じて、ひいては進行波管の周波数帯に応じて、チャネル増幅部、及び／または、リニアライジング部を設定するための情報が格納されているようにするのもよい。
【００３９】
本発明の特に好適な別の１つの実施形態として、複数の駆動量パラメータ集合によって、伝送チャネルを、データ伝送のための所要の変調方式に適合させ得るようにしておくのもよい。
【００４０】
換言するならば、周波数帯が同一であっても変調方式が異なれば、進行波管をその変調方式に好適に適合させるために、異なった駆動エネルギ量が必要とされるのである。そして、駆動エネルギ量パラメータ集合を使用することで、周波数帯域に関して特定の動作点に設定することができるばかりでなく、進行波管をある特定の変調方式に適合させることも、即ちその変調方式に関して最適化することも可能である。
【００４１】
本発明の特に好適な別の１つの実施形態として、格納部が、制御部の中に、またはエネルギ供給部の中に、または前置増幅／リニアライジング部の中に設けられているか、もしくは、格納部が複数の部分から成る格納部とされており、それら複数の部分が、制御部と、エネルギ供給と、前置増幅／リニアライジング部とのうちの２つ以上のものの中に設けられているようにするのもよい。
【００４２】
また、この制御装置は、制御部とエネルギ供給部とを組合せてパワーコンディショナー（ＥＰＣ）として構成することもでき、更に、チャネル増幅／リニアライジング部を組合せて高周波送信増幅部を備えないチャネル増幅／リニアライジング部として、また、単なる増幅器として、また、例えば進行波管などの高周波送信増幅部を備えて進行波管増幅器（ＴＷＴＡ）ないしマイクロ波パワーモジュール（ＭＰＭ）として構成することもできる。
【００４３】
本発明の特に好適な別の１つの実施形態として、この制御装置が少なくとも２つの高周波送信増幅部と、少なくとも２つのリニアライジング部と、少なくとも１つのエネルギ供給部とを備え、高周波送信増幅部の各々に１つずつのリニアライジング部が組合わされており、少なくとも１つのエネルギ供給部は、少なくとも２つの高周波送信増幅部を駆動するようにしてあり、格納部は、少なくとも１つのエネルギ供給部と、少なくとも２つのリニアライジング部とに関する、駆動量パラメータ集合を備えているようにするのもよい。また、本発明の特に好適な別の１つの実施形態として、高周波送信増幅部が、進行波管と半導体増幅素子とを含む増幅素子部類中から選択された増幅素子として構成されているようにするのもよい。
【００４４】
これら構成とすることで、複数の、より具体的には、２個、３個、また一般的にはｎ個の、高周波送信増幅部とそれに組合わされたリニアライジング部とを、エネルギ供給部に接続して、個別に動作点を設定することが可能になる。
【００４５】
本発明の特に好適な別の１つの実施形態として、制御信号は、特に地上などから発せられる、プラットフォームの外部から受取る信号とするのもよく、制御信号が地上から発せられるのは、例えば、本発明に係る進行波管の制御装置が、特に人工衛星などの地球外プラットフォームに搭載されている場合などである。
【００４６】
以下に添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明して行く。図面については以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】進行波管に電流を供給するための本発明に係る設定可能な電源装置の実施形態を示したブロック図である。
【図２】進行波管に電流を供給するための本発明に係る設定可能な電源装置の別の実施形態を示したブロック図であり、この実施形態は、チャネル増幅／リニアライジング部を備えている。
【図３】本発明において、進行波管増幅器の複数の動作点における高周波出力電力値と入力電力値とを対比して示した表である。
【図４】本発明に係る進行波管の動作点の設定方法の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１は、進行波管に電流を供給するための本発明に係る設定可能な電源装置の実施形態を示すブロック図である。
【００４９】
進行波管４の制御装置２は制御部１６を備えており、この制御部１６は、テレメトリ機能とテレコマンド機能とを備えたテレメトリ／テレコマンド部１０から、進行波管４の目標動作点に関するデータを受取るようにしてある。制御部１６は更に、格納部１８に接続されており、この格納部１８は、駆動エネルギ量パラメータ集合を少なくとも１個格納するものであり、その駆動エネルギ量パラメータ集合は、この制御装置２の全体のうちの、エネルギ供給機能を担当している部分の構成要素部である、参照番号８、１２、１４及び／または２０ａ、２０ｂ、２０ｃを付した構成要素部の設定を行うための情報（データ）を含んでいる。尚、図中の進行波管４は、高周波送信増幅部とする。
【００５０】
ここで設定というのは、前置調整／フィルタリング部８、高電圧発生部１４、補助電圧電源部１２、及び、１個または複数個が装備される二次調整部２０ａ、２０ｂ、２０ｃによって、個々の状況下において進行波管４を動作させるために進行波管４の各部に夫々に印加する必要のある駆動エネルギ量を生成できるよう、それら構成要素部のうちの少なくとも１つの構成要素部に対して、駆動エネルギ量パラメータ集合に基づいて然るべき影響を及ぼすことをいう。尚、それら必要とされる駆動エネルギ量を生成するに際して、それら駆動エネルギ量の全てが、高電圧発生部１４から直接的に進行波管４の各部に供給して印加し得るものである必要はなく、例えば、高電圧発生部１４から出力された駆動エネルギ量に対して、別の構成要素部において更なる処理が施されるようにしてもよく（図１に示す構成においては３個の二次的調整部２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおいて更なる処理が施されるようにしている）、この場合、その別の構成要素部は、高電圧発生部１４から入力される駆動エネルギ量と、制御部１６からの入力とに基づいて、進行波管４に印加するのに適した大きさの駆動エネルギ量を生成して、それを進行波管４に供給することになる。
【００５１】
図１において進行波管増幅器へは人工衛星本体から電圧が供給されており、この電圧は電圧入力部（Ｕｂ）６から入力されている。また、この電圧は前置調整／フィルタリング部８を経由して高電圧発生部１４へ供給されており、この高電圧発生部１４は、進行波管４の各部に供給するための夫々の供給電圧を生成している。生成されて出力されるそれら供給電圧は、図１においては、二次的調整部２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおいて更なる調整処理が施された上で進行波管４に供給されるようにしてある。
【００５２】
テレメトリ／テレコマンド部１０は、例えば管制局などの地上局と人工衛星とを接続している。このテレメトリ／テレコマンド部１０を介して、地上局から人工衛星へ、また特にその人工衛星の進行波管増幅器へ、制御コマンドを伝送することができ、また、これと逆方向に、人工衛星から地上局へ、動作状態に関する情報（データ）を伝送することができる。制御部１６は、この制御装置２の内部で実行される様々なプロセスについて基本的に全てを制御している。
【００５３】
高電圧発生部１４が生成する全ての供給電圧の目標電圧値は、例えば進行波管４の周波数帯の中における特定の動作点に対応したこの制御装置の動作点を構成するものであり、それら目標電圧値は不揮発性記憶装置から成る格納部１８の中に格納されている。この格納部１８は、複数のデータ集合を格納するものとするとよく、それらデータ集合は、例えば、人工衛星の製作過程及び配備準備過程で実施される地上試験において作成され検証されるものである。
【００５４】
テレメトリ／テレコマンド部１０を用いて、複数のデータ集合のうちの所望の１つのデータ集合を読出させることができ、それによって進行波管４を複数の動作点のうちの所望の１つの動作点で動作させることができる。また、その動作点は、進行波管増幅器をどの周波数領域で動作させるか、即ち、データ伝送をどの周波数領域で行うかに応じて選択される。これによって、前もって試験を実施してその適切性を検証した動作点に、間違いなく設定できるという利点が得られる。
【００５５】
こうして進行波管増幅器を所望の周波数領域に適合させる設定を行うときには、記憶部１８から、当該周波数領域に対応したデータブロックが、即ち、当該周波数領域に対応した駆動エネルギ量パラメータ集合が読出され、そして、その駆動エネルギ量パラメータ集合に示されたように、駆動エネルギ量集合が設定される。
【００５６】
この駆動エネルギ集合の設定は様々な方式で行うことができる。例えば、前置調整／フィルタリング部８の目標値を設定するようにしてもよく、その目標値を異なった値に設定することで高電圧発生部１４へ入力している入力電圧を変化させることができ、もって、進行波管４に供給されている複数の供給電圧のうちの１つまたは幾つかを変化させることができる。この方式と併用して、或いは、この方式に代えて、高電圧発生部１４の目標値それ自体を設定するようにしてもよい。その目標値を異なった値に設定することで、この高電圧発生部１４から複数の二次的調整部２０ａ、２０ｂ、２０ｃに供給されている夫々の高電圧や、この高電圧発生部１４から直接的に進行波管４に供給されている高電圧のうちの、１つ、または幾つか、または全てを変化させることができ、従って、それら高電圧を設定することができる。また、更に別の方式として、二次的調整部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの目標値を設定するようにしてもよく、それによって、進行波管４に供給されている第１番〜第ｎ番の個々の電圧を設定することができる。尚、図１に示した構成においては、伝送チャネルの高周波入力部２４と高周波出力部２６とは、進行波管４に直接的に接続されており、それらは例えば、進行波管４のへリックスの入力端と出力端とに接続される。
【００５７】
図１に示した実施形態も、また図２に示した実施形態も、格納部とエネルギ供給部とを組合せた構成となっている。ただし、それらの図に、ブロックＡ〜Ｈ、Ｋ、及びＸを、個別の構成要素部として図示したのは、それら構成要素部の間に機能上の相互独立性が存することを示すと共に、その機能上の相互独立性の帰結として、それら構成要素部を相互に結合して複合構成要素群を構築する際の結合態様に融通性があり、それら構成要素部を様々な結合態様で相互結合し得ることを示したものである。
【００５８】
次に図２について説明すると、同図にブロック図で示したのは、進行波管に電流を供給するための本発明に係る設定可能な電源装置の別の実施形態であり、この実施形態は、チャネル増幅／リニアライジング部を備えている。
【００５９】
図２の実施形態は、その殆どの部分が図１の実施形態に対応しており、図１の構成に更にチャネル増幅／リニアライジング部２２を付加したものであって、このチャネル増幅／リニアライジング部２２は高周波入力部２４を備えている。このチャネル増幅／リニアライジング部２２の高周波出力部は進行波管４の入力部に接続されている。図１における進行波管増幅器（ＴＷＴＡ）と比較して、図２の構成は、チャネル増幅／リニアライジング部２２が付加されたことによって、実質的にマイクロ波パワーモジュール（ＭＰＭ）を備えることとなる。
【００６０】
図２に示されるマイクロ波パワーモジュールによれば、制御部２が、チャネル増幅／リニアライジング部２２の設定も併せて行えるようにしてあり、その設定によって、チャネル増幅／リニアライジング部２２を、データ伝送に必要とされる動作点ないし周波数帯域に、及び／または、データ伝送に用いる変調方式に、適合させることが可能になっている。その設定の際に用いられる制御情報（制御に必要なデータ）は、チャネル増幅／リニアライジング部２２を制御装置２に一体的に組込んでいる場合には、制御装置２の内部に格納しておけばよく、また、チャネル増幅／リニアライジング部を制御装置２とは別体の外付け機器とする場合には、例えばケーブル接続構造などを介して制御装置２の外部から転送されてくるようにしておいてもよい。チャネル増幅／リニアライジング部２２は、高周波信号に対して信号前置処理を施すものである。このチャネル増幅／リニアライジング部２２の設定を行うことによって、その信号前置処理を（即ち、チャネル増幅／リニアライジング部２２の伝送特性がその高周波信号に及ぼす影響を）、進行波管の特定の動作点に適合させることができる。更に、周波数帯域が同一であっても、データ伝送に用いる変調方式が異なる場合に、チャネル増幅／リニアライジング部２２をその変調方式に適合させることもできる。
【００６１】
一般的に、制御部１６は、進行波管４のパワーコンディショナー（ＥＰＣ）としての制御装置２の設定を上述したようにして行うばかりでなく、更に、前置増幅器の様々なパラメータの設定も併せて行うことができる。それには、様々な電流、及び／または、電圧を供給している供給部の、それら供給電流、及び／または、供給電圧の、調節可能な目標値を変化させるようにすればよく、それによって前置増幅器の特性を、所望の特性ないし所要の特性に設定することができる。そのような設定のためのデータは、例えばデータブロックの形で格納しておくとよく、また、通常は、前置増幅器の設定のための適当なデータ集合を、制御装置のデータ集合ごとに格納しておくとよい。格納部１８には、そのような形でデータ集合を格納することができる。一方、例えばチャネルを複数の変調方式のうちの所望の１つの変調方式に適合させるためには、複数の前置増幅器データ集合を、制御装置データ集合ごとに格納しておくようにするのもよい。
【００６２】
次に図３を参照して、１つの具体例として、本発明に従って進行波管を複数の動作点に設定した場合の高周波出力電力値と入力電力値とを対比して説明する。
【００６３】
図３に示したのは、１つの具体例として、本発明に係る制御装置を備えた進行波管増幅器の複数の動作点における高周波出力電力値と入力電力値とを対比して示した表である。この具体例は、周波数帯域が１０．９５〜１２．２ＧＨｚのＫｕバンド用の進行波管増幅器についてのものである。表中のＷＤ（広帯域）の欄のデータは、進行波管の動作点をこの周波数帯域の全域に対してただ１つだけ定められた動作点に設定して得られたデータである。一方、表中のＮＢ（狭帯域）の欄に記入されているデータは、進行波管の動作点をこの周波数帯域の中の複数の部分領域の夫々に最適な個別の動作点に設定して計測されたデータである。この表から明らかなように、複数の部分領域に個別に動作点を設定することにより、入力電力を１０Ｗも低減することが可能となる。
【００６４】
次に図４を参照して、本発明に係る進行波管の動作点の設定方法の例示的な実施形態について説明する。
【００６５】
図４に示したのは、例えば地球外プラットフォームなどにおいて進行波管４の動作点を設定する方法４０であり、この方法は、制御信号を受取るステップ４２と、格納部１８にローカル格納されている複数の駆動エネルギ量パラメータ集合のうちから１つの駆動エネルギ量パラメータ集合を選択するステップ４４と、その選択した駆動エネルギ量パラメータ集合に基づいて進行波管４の動作点を設定するステップ４６とを含んでいる。
【００６６】
尚、以上の説明において、ある構成要素部ないしステップを「備える」または「含む」というとき、それは、当該構成要素部ないしステップ以外のその他の構成要素部ないしステップを備えまたは含むことを排除するものではなく、また、当該構成要素部ないしステップを複数備えまたは含むことを排除するものでもない。更に、以上の説明した複数の具体例のうちの１つの具体例に関して説明した特徴ないしステップを別の具体例の特徴ないしステップと組合せて用いることも可能である。また、請求項に記入した参照番号は限定事項を構成するものではない。
【符号の説明】
【００６７】
２  制御装置
４  高周波送信増幅部（進行波管）
６  供給電圧の入力部
８  前置調整／フィルタリング部
１０  テレメトリ／テレコマンド部
１２  補助電圧電源部
１４  高電圧発生部（エネルギ供給部）
１６  制御部
１８  格納部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  二次的調整部
２２  チャネル増幅／リニアライジング部（前置増幅／リニアライジング部）
２４  高周波入力部
２６  高周波出力部
【図１】
2014158264.tif 000003
【図２】
2014158264.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014158264.tif 000006