(57)【要約】移動端末が通信衛星に発する受信信号の強度に応じて低雑音増幅器が受ける信号の強度を制御する。通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、減衰信号に応じて制御信号を可変電力減衰部に対して出力して、可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、を備える。
2016203742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、
前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、
前記減衰信号に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、を備える、低雑音増幅装置。
【請求項２】
初期段階では、前記可変電力減衰部の減衰量は０に設定されており、前記可変電力減衰部は、前記受信信号をそのまま前記減衰信号として生成する、請求項１に記載の低雑音増幅装置。
【請求項３】
前記信号制御部は、
前記減衰信号の強度を監視して強度信号を生成する監視部と、
前記強度信号のしきい値を設定して出力するしきい値設定部と、
前記強度信号と、前記しきい値とを比較して比較結果を出力する比較部と、
前記比較結果に基づいて前記制御信号を生成する制御信号生成部と、から成る、請求項１または２に記載の低雑音増幅装置。
【請求項４】
通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、
前記受信信号に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、
前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、を備える、低雑音増幅装置。
【請求項５】
通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、
前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、
前記増幅信号を受けることでフィーダリンク信号を生成するデジタルチャネライザと、
前記フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、を備える、低雑音増幅装置。
【請求項６】
通信衛星で実行する低雑音増幅方法であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を可変電力減衰部において減衰することで減衰信号を生成し、
前記減衰信号を低雑音増幅部において低雑音で増幅することで増幅信号を生成し、
信号制御部において前記減衰信号に応じて、制御信号を前記可変電力減衰部へ出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する、低雑音増幅方法。
【請求項７】
初期段階では、前記可変電力減衰部の減衰量は０に設定されており、前記可変電力減衰部は、前記受信信号をそのまま前記減衰信号として生成する、請求項６に記載の低雑音増幅方法。
【請求項８】
前記信号制御部における前記可変電力調整部の減衰量の調整は、
減衰信号監視部において前記減衰信号の強度を監視して強度信号を生成し、
しきい値設定部において前記強度信号のしきい値を設定して出力し、
比較部において前記強度信号と、前記しきい値とを比較して比較結果を出力し、
制御信号生成部において前記比較結果に基づいて前記制御信号を生成する、請求項６または７に記載の低雑音増幅方法。
【請求項９】
通信衛星に備えられる低雑音増幅装置に使用される可変電力減衰部の減衰量の調整をコンピュータに実行させる減衰量調整プログラムであって、
前記低雑音増幅装置は、前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する前記可変電力減衰部と、前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、を含み、
前記減衰量調整プログラムは、
前記減衰信号に応じて、制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する処理を、前記コンピュータに実行させる、減衰量調整プログラム。
【請求項１０】
初期段階において、前記制御信号として前記可変電力減衰部の減衰量を０に設定する信号を出力して、前記可変電力減衰部に前記受信信号をそのまま前記減衰信号として生成させる処理を、前記コンピュータに更に実行させる、請求項９に記載の減衰量調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低雑音増幅装置、方法、および減衰量調整プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般の移動端末間の通信を、通信衛星を介して行う衛星通信サービスが検討されている。通信衛星は、通常、移動端末が発する信号を低雑音で増幅するための低雑音増幅器をフロントエンドに備えている。低雑音増幅器は、過大な強度の信号を受けると性能が劣化することが知られている。低雑音増幅器が受ける信号の強度が過大である場合には、低雑音増幅器が信号を受ける前に信号を低減する必要がある。【０００３】
特に、衛星通信サービスにおいては、通信衛星に対して信号を発する移動端末の数に応じて低雑音増幅器が受ける信号の強度が変化する。したがって、通信衛星が受ける受信信号の強度に応じて、低雑音増幅器が受ける信号を制御することが求められている。【０００４】
特許文献１は、低雑音増幅器が過大な信号を受けることを判断し、過大な信号から低雑音増幅器を保護することのできる低雑音増幅器の保護回路を備えた受信高周波回路を開示している。特許文献１に記載の技術は、正電極、および負電極の２つの電極で低雑音増幅器を動作させており、過大と判定される強度の信号を受けた場合に一方の電極を遮断することで低雑音増幅器が受ける信号を低減している。【０００５】
特許文献２は、受信信号の強度の変化に容易に追随し、低雑音増幅器の破損を防ぐことのできる過入力保護回路を開示している。特許文献２に記載の技術は、信号の強度を判定する過入力判定回路を備えており、過入力の信号を受けると信号の流れる経路を切り替えることによって低雑音増幅器を保護している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５４２６０号公報
【特許文献２】特開２００８−３１２０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、特許文献１、および特許文献２は、低雑音増幅器が受ける信号を、信号の経路を切り替えることで遮断しているのみであって、低雑音増幅器が受ける信号を制御することを何ら考慮していない問題がある。【０００８】
本発明の目的は、通信衛星が受ける受信信号の強度に応じて低雑音増幅器が受ける受信信号の強度を制御する、低雑音増幅装置、方法、および減衰量調整プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の低雑音増幅装置は、通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、前記減衰信号に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、を備える。【００１０】
本発明の他の態様の低雑音増幅装置は、通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、前記受信信号に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、を備える。【００１１】
本発明の他の態様の低雑音増幅装置は、通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、前記増幅信号を受けることでフィーダリンク信号を生成するデジタルチャネライザと、前記フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、を備える。【００１２】
本発明の他の態様の低雑音増幅方法は、通信衛星で実行する低雑音増幅方法であって、前記通信衛星で受信した受信信号を可変電力減衰部において減衰することで減衰信号を生成し、前記減衰信号を低雑音増幅部において低雑音で増幅することで増幅信号を生成し、信号制御部において前記減衰信号に応じて、制御信号を前記可変電力減衰部へ出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する。【００１３】
本発明の他の態様の減衰量調整プログラムは、通信衛星に備えられる低雑音増幅装置に使用される可変電力減衰部の減衰量の調整をコンピュータに実行させる減衰量調整プログラムであって、前記低雑音増幅装置は、前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する前記可変電力減衰部と、前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、を含み、前記減衰量調整プログラムは、前記減衰信号に応じて、制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する処理を、前記コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、通信衛星が受ける受信信号の強度に応じて低雑音増幅器が受ける受信信号の強度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る低雑音増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した低雑音増幅装置に使用される信号制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る低雑音増幅装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る低雑音増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示した低雑音増幅装置に使用される信号制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る低雑音増幅装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る低雑音増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図８】フィーダリンク信号を説明するための概念図である。
【図９】図７に示した低雑音増幅装置に使用される信号制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る低雑音増幅装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第1実施形態］
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る低雑音増幅装置１０について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に係る低雑音増幅装置１０の構成を示すブロック図である。
【００１８】
図示の低雑音増幅装置１０は、通信衛星の受信回路（図示しない）のフロントエンドに搭載することで、受ける信号を低雑音で増幅することのできる装置である。
【００１９】
低雑音増幅装置１０は、低雑音増幅部１２と、可変電力減衰部１３と、信号制御部１４と、を備える。
【００２０】
低雑音増幅部１２は、受けた信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する。また、低雑音増幅部１２は、増幅信号を図示しない受信回路へ出力する。ここで、低雑音増幅部１２は、一般的な低雑音増幅器を用いることで実現することができる。なお、低雑音増幅部１２は過大な強度の信号を受けると性能が劣化することが知られている。そのため、低雑音増幅部１２が過大な強度の信号を受ける場合には、その信号の強度を低雑音増幅部１２が受ける前に低減する必要がある。
【００２１】
可変電力減衰部１３は、後述するように調整可能な減衰量を持ち、当該通信衛星が移動端末（図示しない）から受けた受信信号の強度を減衰することで、減衰信号を生成する。また、可変電力減衰部１３は、生成した減衰信号を低雑音増幅部１２に出力する。つまり、低雑音増幅部１２は、可変電力減衰部１３が生成した減衰信号から増幅信号を生成する。その結果、可変電力減衰部１３は、過大な強度の信号を減衰するので、低雑音増幅部１２の性能の劣化を防止することができる。
【００２２】
なお、可変電力減衰部１３に設定された減衰量は、初期の段階では最小（すなわち、０）である。つまり、可変電力減衰部１３は、通信衛星が過大な強度の受信信号を受けていない場合には、特に受信信号の強度を低減することなく、受信信号をそのまま減衰信号として低雑音増幅部１２に出力する。また、可変電力減衰部１３は、後述する制御信号にしたがって減衰量を調整することができる。さらに、可変電力減衰部１３としては、例えばＰＩＮダイオードを利用したアナログ回路、および可変可能な抵抗を備えるデジタル回路で実現することができる。
【００２３】
信号制御部１４は、低雑音増幅部１２が受ける減衰信号の強度を監視する。信号制御部１４には、予め減衰信号の強度のしきい値が少なくとも１つ定められている。信号制御部１４は、しきい値と、低雑音増幅部１２が受ける減衰信号の強度を示す強度信号とを比較するとともに、比較結果に基づいて可変電力減衰部１３の信号の減衰量を調節する指令である制御信号を生成する。また、信号制御部１４は、生成した制御信号を可変電力減衰部１３に出力する。そのため、可変電力減衰部１３は、受信信号を受ける入力端子１３１と、減衰信号を出力する出力端子１３２と、制御信号を受ける制御端子１３３との、３つの端子を有している。
【００２４】
図２は信号制御部１４の構成の一例を示すブロック図である。信号制御部１４は、減衰信号の強度を監視して強度信号を生成する監視部１４２と、減衰信号から生成した強度信号のしきい値を設定して出力するしきい値設定部１４４と、強度信号としきい値とを比較して比較結果を出力する比較部１４６と、比較結果に基づいて制御信号を生成する制御信号生成部１４８と、から成る。
【００２５】
ここで、図示の例では、しきい値設定部１４４において設定される「しきい値」は、低雑音増幅部１２で受けることが可能な減衰信号の強度の最大許容値に設定されている。減衰信号の強度を表す強度信号がしきい値より小さい場合、比較部１４６は、比較結果（比較信号）としてロウレベルの信号を出力する。一方、減衰信号の強度を表す強度信号がしきい値より大きい場合、比較部１４６は、比較結果（比較信号）としてハイレベルの信号を出力する。比較信号がロウレベルのとき、制御信号生成部１４８は、可変電力減衰部１３の減衰量を現在よりも小さくするような制御信号を生成する。但し、可変電力減衰部１３の減衰量は０が最小値であるので、可変電力減衰部１３の減衰量が０より小さくなることはない。一方、比較信号がハイレベルのとき、制御信号生成部１４８は、可変電力減衰部１３の減衰量を現在よりも大きくするような制御信号を生成する。
【００２６】
尚、図２に示す信号制御部１４では、比較部１４６を備えているが、比較部１４６の代わりに減算部を備えてもよい。この場合、減算部は、減衰信号の強度を表す強度信号からしきい値を減じて、その差を表す差信号を出力する。差信号がマイナスの値である場合、制御信号生成部１４８は、可変電力減衰部１３の減衰量を現在よりも小さくするような制御信号を生成する。このとき、その差信号の絶対値に応じて、制御信号生成部１４８は、可変電力減衰部１３の減衰量の変化幅を可変するように制御信号を生成してもよい。ただし、上述したように、可変電力減衰部１３の減衰量は０より小さくなることはない。一方、差信号がプラスの値である場合、制御信号生成部１４８は、可変電力減衰部１３の減衰量を現在よりも大きくするような制御信号を生成する。このときも、その差信号の絶対値に応じて、制御信号生成部１４８は、可変電力減衰部１３の減衰量の変化幅を可変するように制御信号を生成してもよい。
【００２７】
すなわち、低雑音増幅装置１０は、通信衛星が受ける受信信号の強度に応じて可変電力減衰部１３の減衰量を自動的に調整することができる。したがって、通信衛星は、移動端末から複数の受信信号を受け、それら複数の受信信号が集まった受信信号の強度が過大になった場合であっても、可変電力減衰部１３の減衰量を大きくすることにより、低雑音増幅部１２への過大な信号の入力を抑制することができる。その結果、衛星通信サービスにおいて、低雑音増幅部１２の性能を劣化させることなく通信衛星を介して移動端末間の通信を行うことができる。
【００２８】
［低雑音増幅装置１０の動作］
図３は、低雑音増幅装置１０の動作を示すフローチャートである。以下、図３を参照して、低雑音増幅装置１０の動作について説明する。
【００２９】
まず、初期段階において、可変電力減衰部１３は、受信信号を入力端子１３１で受け後述する制御信号によって設定されている０の減衰量にしたがって減衰信号を生成するとともに、減衰信号を出力端子１３２から低雑音増幅部１２、および信号制御部１４に出力する（ステップＳ１０１）。すなわち、初期段階では、可変電力減衰部１３は、受信信号をそのまま減衰信号として生成し、出力する。
【００３０】
次に、信号制御部１４は、減衰信号の強度を監視し、減衰信号の強度に応じた制御信号を生成するとともに、制御信号を可変電力減衰部１３に出力する（ステップＳ１０２）。
【００３１】
詳述すると、監視部１４２は、可変電力減衰部１３の出力端子１３２から出力される減衰信号の強度を監視して、減衰信号の強度を表す強度信号を生成する。しきい値設定部１４４は、強度信号のしきい値を設定し出力する。比較部１４６は、強度信号としきい値とを比較して比較結果を出力する。制御信号生成部１４８は、この比較結果に基づいて制御信号を生成して、制御信号を可変電力減衰部１３の制御端子１３３に出力する。
【００３２】
続いて、可変電力減衰部１３は、信号制御部１４から受けた制御信号にしたがって減衰量を調整する（ステップＳ１０３）。
【００３３】
可変電力減衰部１３は、調整された減衰量に従って受信信号を減衰して、減衰信号を生成すると共に、減衰信号を出力端子１３２から低雑音増幅部１２、および信号制御部１４に出力する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
さらに、低雑音増幅部１２は、可変電力減衰部１３から出力された減衰信号を受けることで、減衰信号を低雑音で増幅し、増幅信号を生成する（ステップＳ１０５）。
【００３５】
低雑音増幅装置１０は、上記ステップＳ１０２〜Ｓ１０５の動作を繰り返す。
【００３６】
このように、本第１実施形態に係る低雑音増幅装置１０では、可変電力減衰部１３の減衰量をフィードバック制御により自動的に調整することによって、低雑音増幅部１２に過大な信号（減衰信号）が供給されるのを防止している。
【００３７】
［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る低雑音増幅装置１０Ａの構成を示すブロック図である。以下、図４を参照して、低雑音増幅装置１０Ａについて説明する。
【００３８】
低雑音増幅装置１０Ａは、減衰信号に応じて制御信号を生成する低雑音増幅装置１０とは異なり、通信衛星が受ける受信信号に応じて制御信号を生成する。
【００３９】
低雑音増幅装置１０Ａは、低雑音増幅部１２と、可変電力減衰部１３と、信号制御部１４Ａと、を備えている。なお、低雑音増幅部１２と可変電力減衰部１３については、第１実施形態の場合と同様なので説明は省略する。
【００４０】
信号制御部１４Ａは、可変電力減衰部１３がその入力端子１３１で受ける受信信号の強度を監視する。信号制御部１４Ａには、予め受信信号の強度のしきい値が少なくとも１つ定められている。信号制御部１４Ａは、しきい値と、可変電力減衰部１３が受ける受信信号の強度を示す強度信号との間の差を求めるとともに、その差の大きさに基づいて可変電力減衰部１３の信号の減衰量を調節する指令である制御信号を生成する。また、信号制御部１４Ａは、生成した制御信号を可変電力減衰部１３の制御端子１３３に出力する。
【００４１】
図５は、制御信号部１４Ａの構成の一例を示すブロック図である。信号制御部１４Ａは、受信信号の強度を監視してその強度を表す強度信号を生成する監視部１４２Ａと、受信信号から生成した強度信号のしきい値を設定して出力するしきい値設定部１４４Ａと、強度信号としきい値との間の差を計算して、その差を表す差信号を出力する減算部１４６Ａと、差信号に基づいて制御信号を生成する制御信号生成部１４８Ａと、から成る。
【００４２】
ここで、図示の例でも、しきい値設定部１４４Ａにおいて設定される「しきい値」は、低雑音増幅部１２で受けることが可能な減衰信号の強度の最大許容値に設定されている。減算部１４６Ａは、受信信号の強度信号からしきい値を減じて、その差を表す差信号を出力する。差信号がマイナスの値である場合、制御信号生成部１４８Ａは、可変電力減衰部１３の減衰量を０とする制御信号を生成する。すなわち、制御信号生成部１４８Ａは、強度信号がしきい値よりも小さい場合には、可変電力減衰部１３の減衰量を変化させない。一方、差信号がプラスの値である場合、制御信号生成部１４８Ａは、可変電力減衰部１３の減衰量を、その差信号の絶対値に応じた可変幅の分だけ大きくするような制御信号を生成する。
【００４３】
したがって、制御信号生成部１４８Ａは、差信号と可変電力減衰部１３の減衰量を規定する制御信号との間の関係を表す表又は関数を予めメモリ（例えば、ＲＯＭ（read only memory））に格納しておき、差信号をアドレスとしてＲＯＭをアクセスすることによって、制御信号を得るにしてもよい。
【００４４】
すなわち、低雑音増幅装置１０Ａは、通信衛星が受ける受信信号の強度に応じて可変電力減衰部１３の減衰量を自動的に調整することができる。したがって、通信衛星は、移動端末から複数の受信信号を受け、それら複数の受信信号が集まった受信信号の強度が過大になった場合であっても、可変電力減衰部１３の減衰量を大きくすることにより、低雑音増幅部１２への過大な信号の入力を抑制することができる。その結果、衛星通信サービスにおいて、低雑音増幅部１２の性能を劣化させることなく通信衛星を介して移動端末間の通信を行うことができる。
【００４５】
［低雑音増幅装置１０Ａの動作］
図６は、低雑音増幅装置１０Ａの動作を示すフローチャートである。以下、図６を参照して、低雑音増幅装置１０Ａの動作について説明する。
【００４６】
まず、信号制御部１４Ａは、通信衛星が受けた受信信号の強度を監視し、受信信号の強度に応じた制御信号を生成するとともに、制御信号を可変電力減衰部１３に出力する（ステップＳ２０１）。
【００４７】
詳述すると、監視部１４２Ａは、通信衛星が受けた受信信号の強度を監視して、受信信号の強度を表す強度信号を生成する。しきい値設定部１４４Ａは、強度信号のしきい値を設定し出力する。減算部１４６Ａは、強度信号としきい値との間の差を求めて差信号を出力する。制御信号生成部１４８Ａは、この差信号に基づいて制御信号を生成して、可変電力減衰部１３の制御端子１３３に出力する。
【００４８】
続いて、可変電力減衰部１３は、信号制御部１４Ａから受けた制御信号にしたがって減衰量を調整する（ステップＳ２０２）。
【００４９】
可変電力減衰部１３は、入力端子１３１で受けた受信信号を調整された減衰量に従って減衰して、減衰信号を生成すると共に、減衰信号を出力端子１３２から低雑音増幅部１２に出力する（ステップＳ２０３）。
【００５０】
さらに、低雑音増幅部１２は、可変電力減衰部１３から出力された減衰信号を受けることで、減衰信号を低雑音で増幅し、増幅信号を生成する（ステップＳ２０４）。
【００５１】
低雑音増幅装置１０Ａは、上記ステップＳ２０１〜Ｓ２０４の動作を繰り返す。
【００５２】
このように、本第２実施形態に係る低雑音増幅装置１０Ａでは、可変電力減衰部１３の減衰量をフィードフォワード制御により自動的に調整することによって、低雑音増幅部１２に過大な信号（減衰信号）が供給されるのを防止している。
【００５３】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態に係る低雑音増幅装置１０Ｂについて詳細に説明する。
【００５４】
図７は、本発明の第３実施形態に係る低雑音増幅装置１０Ｂを備える通信衛星の受信系の構成を示すブロック図である。
【００５５】
図７に示す通信衛星の受信系は、低雑音増幅装置１０Ｂと、アンテナ１１と、アンテナ分波器１５と、受信回路１７と、を備える。低雑音増幅装置１０Ｂは、低雑音増幅部１２と、可変電力減衰部１３と、信号制御部１４Ｂと、デジタルチャネライザ１６と、を備えている。
【００５６】
アンテナ１１は、移動端末（図示せず）が発する送信信号を受信信号として受けるとともに、移動端末から受けた受信信号を、アンテナ分波器１５を介して低雑音増幅装置１０Ｂに出力する。アンテナ分波器１５は、アンテナ１１が受信信号を受けるための受信経路と、送信信号を発するための送信経路とを切り替える。
【００５７】
低雑音増幅装置１０Ｂにおいて、低雑音増幅部１２は、アンテナ分波器１５、および可変電力減衰部１３を介して受けた減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する。また、低雑音増幅部１２は、増幅信号をデジタルチャネライザ１６へ出力する。なお、低雑音増幅装置１０Ｂの具体的な機能については後述する。
【００５８】
デジタルチャネライザ１６は、増幅信号を受けることでフィーダリンク信号を生成する。
【００５９】
ここで、移動端末間の通信を、通信衛星を介して行う場合の一般的な方法について説明する。移動端末間の通信は、通信衛星を介して行う場合、通常、移動端末が発する複数の信号から１つのフィーダリンク信号を生成することで行う。そして、通信衛星は、生成したフィーダリンク信号を地上の制御局にダウンリンクする。ここで、通信衛星と制御局とを結ぶ通信経路のことを、フィーダリンクという。
【００６０】
以下、図８を参照して、デジタルチャネライザ１６の動作について説明する。図８は、デジタルチャネライザ１６の動作を示す概念図である。
【００６１】
図８を参照すると、デジタルチャネライザ１６は、例えばユーザＡが発した第１信号２０と、ユーザＢが発した第２信号３０と、ユーザＣが発した第３信号４０と、ユーザＤが発した第４信号５０とを受ける。
【００６２】
図８は、第１信号２０の使用状況として第１周波数帯域２１、第２信号３０の使用状況として第２周波数帯域３１、第３信号４０の使用状況として第３周波数帯域４１、および第４信号５０の使用状況として第４周波数帯域５１とをハッチングで示している。
【００６３】
デジタルチャネライザ１６は、第１信号２０と、第２信号３０と、第３信号４０と、第４信号５０とを受けることで、フィーダリンク信号６０を生成するとともに、フィーダリンク信号６０を出力する。フィーダリンク信号６０の使用状況は、第５周波数帯域６１として示している。ここで、フィーダリンク信号６０の使用状況である第５周波数帯域６１は、第１周波数帯域２１と、第２周波数帯域３１と、第３周波数帯域４１と、第４周波数帯域５１との使用状況の和である。後述するが、低雑音増幅装置１０Ｂは、デジタルチャネライザ１６が出力するフィーダリンク信号６０の使用状況である第５周波数帯域６１に基づいて、可変電力減衰部１３の信号の強度の減衰量を制御することができる。
【００６４】
すなわち、デジタルチャネライザ１６は、通信衛星が備える複数の低雑音増幅装置１０Ｂが発する増幅信号を受けることで、１つのフィーダリンク信号を生成するとともに、フィーダリンク信号を受信回路１７へ出力することができる。
【００６５】
ここで、低雑音増幅装置１０Ｂについて具体的に説明する。なお、低雑音増幅部１２と可変電力減衰部１３については、第１実施形態、および第２実施形態と同様なので説明は省略する。
【００６６】
信号制御部１４Ｂは、デジタルチャネライザ１６から出力されるフィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況を監視する。また、信号制御部１４Ｂには、予めフィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況のしきい値が少なくとも１つ定められている。信号制御部１４Ｂは、しきい値と、フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況を示す使用状況信号とを比較するとともに、比較結果に基づいて可変電力減衰部１３の信号の減衰量を調節する指令である制御信号を生成する。また、信号制御部１４Ｂは、生成した制御信号を可変電力減衰部１３に出力する。
【００６７】
図９は、制御信号部１４Ｂの構成の一例を示すブロック図である。信号制御部１４Ｂは、フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況を監視してその使用状況を示す使用状況信号を生成する監視部１４２Ｂと、フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況のしきい値を設定して出力するしきい値設定部１４４Ｂと、使用状況信号としきい値とを比較して比較結果を出力する比較部１４６Ｂと、比較結果に基づいて制御信号を生成する制御信号生成部１４８Ｂと、から成る。
【００６８】
すなわち、低雑音増幅装置１０Ｂは、通信衛星が受ける受信信号の強度（使用状況信号）に応じて可変電力減衰部１３の減衰量を調整することができる。したがって、通信衛星は、移動端末から複数の受信信号を受け、それら複数の受信信号が集まった受信信号の強度が過大になった場合であっても、可変電力減衰部１３の減衰量を大きくすることにより、低雑音増幅部１２への過大な信号の入力を抑制することができる。その結果、衛星通信サービスにおいて、低雑音増幅部１２の性能を劣化させることなく通信衛星を介して移動端末間の通信を行うことができる。
【００６９】
［低雑音増幅装置１０Ｂの動作］
図１０は、本発明の第３実施形態に係る低雑音増幅装置１０Ｂの動作を示すフローチャートである。以下、図１０を参照して、低雑音増幅装置１０Ｂの動作について説明する。
【００７０】
まず、アンテナ１１は、移動端末が発する送信信号を受信信号として受けるとともに、受信信号を、アンテナ分波器１５を介して可変電力減衰部１３に出力する（ステップＳ３０１）。
【００７１】
次に、可変電力減衰部１３は、初期段階では、受信信号を入力端子１３１で受け後述する制御信号によって設定されている０の減衰量にしたがって減衰信号を生成するとともに、減衰信号を出力端子１３２から低雑音増幅部１２に出力する（ステップＳ３０２）。すなわち、初期段階では、可変電力減衰部１３は、受信信号をそのまま減衰信号として生成し、出力する。
【００７２】
続いて、低雑音増幅部１２は、可変電力減衰部１３から減衰信号を受けることで増幅信号を生成するとともに、増幅信号をデジタルチャネライザ１６に出力する（ステップＳ３０３）。
【００７３】
さらに、デジタルチャネライザ１６は、低雑音増幅部１２から増幅信号を受けることでフィーダリンク信号を生成するとともに、フィーダリンク信号を受信回路１７、および信号制御部１４Ｂに出力する（ステップＳ３０４）。
【００７４】
次に、信号制御部１４Ｂは、フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況を監視し、周波数帯域の使用状況に応じた制御信号を生成するとともに、制御信号を可変電力減衰部１３に出力する（ステップＳ３０５）。
【００７５】
詳述すると、監視部１４２Ｂは、フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況を監視して、フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況を表す使用状況信号を生成する。しきい値設定部１４４Ｂは、フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況のしきい値を設定し出力する。比較部１４６Ｂは、使用状況信号としきい値とを比較して比較結果を出力する。制御信号生成部１４８Ｂは、この比較結果に基づいて制御信号を生成して、可変電力減衰部１３の制御端子１３３に出力する。
【００７６】
続いて、可変電力減衰部１３は、信号制御部１４Ｂから受けた制御信号にしたがって減衰量を調整する（ステップＳ３０６）。
【００７７】
可変電力減衰部１３は、入力端子１３１で受けた受信信号を調整された減衰量に従って減衰して、減衰信号を生成すると共に、減衰信号を出力端子１３２から低雑音増幅部１２に出力する（ステップＳ３０７）。
【００７８】
さらに、低雑音増幅部１２は、可変電力減衰部１３から出力された減衰信号を受けることで、減衰信号を低雑音で増幅し、増幅信号を生成する（ステップＳ３０８）。
【００７９】
低雑音増幅装置１０Ｂは、上記ステップＳ３０３〜Ｓ３０８の動作を繰り返す。
【００８０】
このように、本第３実施形態に係る低雑音増幅装置１０Ｂでは、可変電力減衰部１３の減衰量をフィードバック制御により自動的に調整することによって、低雑音増幅部１２に過大な信号（減衰信号）が供給されるのを防止している。
【００８１】
なお、上述した低雑音増幅装置１０、低雑音増幅装置１０Ａ、および低雑音装置１０Ｂを構成する信号制御部１４、信号制御部１４Ａ、および信号制御部１４Ｂは、ハードウエアによって実現してもよいし、ソフトウエアによって実現してもよい。また、信号制御部１４、信号制御部１４Ａ、および信号制御部１４Ｂは、ハードウエアとソフトウエアの組み合わせによって実現してもよい。
【００８２】
例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が、読み取り可能な記憶媒体が保持するプログラムを読み出すことによって、コンピュータを信号制御部１４、信号制御部１４Ａ、および信号制御部１４Ｂとして動作させてもよい。記憶媒体を例示すると、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、および半導体メモリ等である。また、プログラムは、ＣＰＵが読み取り可能な記憶媒体が保持しているだけでなく、ネットワークに接続された記憶装置が保持していてもよい。
【００８３】
上記の各実施形態の一部、または全部は、以下の付記のようにも記載されうる。なお、以下の付記は本発明をなんら限定するものではない。
【００８４】
［付記１］
通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、
前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、
前記減衰信号に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、を備える、低雑音増幅装置。
【００８５】
［付記２］
初期段階では、前記可変電力減衰部の減衰量は０に設定されており、前記可変電力減衰部は、前記受信信号をそのまま前記減衰信号として生成する、付記１に記載の低雑音増幅装置。
【００８６】
［付記３］
前記信号制御部は、
前記減衰信号の強度を監視して強度信号を生成する監視部と、
前記強度信号のしきい値を設定して出力するしきい値設定部と、
前記強度信号と、前記しきい値とを比較して比較結果を出力する比較部と、
前記比較結果に基づいて前記制御信号を生成する制御信号生成部と、から成る、付記１または２に記載の低雑音増幅装置。
【００８７】
［付記４］
通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、
前記受信信号に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、
前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、を備える、低雑音増幅装置。
【００８８】
［付記５］
前記信号制御部は、
前記受信信号の強度を監視して強度信号を生成する監視部と、
前記強度信号のしきい値を設定して出力するしきい値設定部と、
前記強度信号と前記しきい値との間の差を求めて差信号を出力する減算部と、
前記差信号に基づいて前記制御信号を生成する制御信号生成部と、から成る、付記４に記載の低雑音増幅装置。
【００８９】
［付記６］
通信衛星に備えられた低雑音増幅装置であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する可変電力減衰部と、
前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、
前記増幅信号を受けることでフィーダリンク信号を生成するデジタルチャネライザと、
前記フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する信号制御部と、を備える、低雑音増幅装置。
【００９０】
［付記７］
初期段階では、前記可変電力減衰部の減衰量は０に設定されており、前記可変電力減衰部は、前記受信信号をそのまま前記減衰信号として生成する、付記６に記載の低雑音増幅装置。
【００９１】
［付記８］
前記信号制御部は、
前記フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況を監視して使用状況信号を生成する監視部と、
前記使用状況信号のしきい値を設定して出力するしきい値設定部と、
前記使用状況信号と前記しきい値とを比較して比較結果を出力する比較部と、
前記比較結果に基づいて前記制御信号を生成する制御信号生成部と、から成る、付記６または７に記載の低雑音増幅装置。
【００９２】
［付記９］
通信衛星で実行する低雑音増幅方法であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を可変電力減衰部において減衰することで減衰信号を生成し、
前記減衰信号を低雑音増幅部において低雑音で増幅することで増幅信号を生成し、
信号制御部において前記減衰信号に応じて、制御信号を前記可変電力減衰部へ出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する、低雑音増幅方法。
【００９３】
［付記１０］
初期段階では、前記可変電力減衰部の減衰量は０に設定されており、前記可変電力減衰部は、前記受信信号をそのまま前記減衰信号として生成する、付記９に記載の低雑音増幅方法。
【００９４】
［付記１１］
前記信号制御部における前記可変電力調整部の減衰量の調整は、
減衰信号監視部において前記減衰信号の強度を監視して強度信号を生成し、
しきい値設定部において前記強度信号のしきい値を設定して出力し、
比較部において前記強度信号と、前記しきい値とを比較して比較結果を出力し、
制御信号生成部において前記比較結果に基づいて前記制御信号を生成する、付記９または１０に記載の低雑音増幅方法。
【００９５】
［付記１２］
通信衛星で実行する低雑音増幅方法であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を可変電力減衰部において減衰することで減衰信号を生成し、
信号制御部において前記受信信号に応じて、制御信号を前記可変電力減衰部へ出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整し、
前記減衰信号を低雑音増幅部において低雑音で増幅することで増幅信号を生成する、低雑音増幅方法。
【００９６】
［付記１３］
前記信号制御部における前記可変電力調整部の減衰量の調整は、
受信信号監視部において前記受信信号の強度を監視して強度信号を生成し、
しきい値設定部において前記強度信号のしきい値を設定して出力し、
減算部において前記強度信号と、前記しきい値との間の差を求めて差信号を出力し、
制御信号生成部において前記差信号に基づいて前記制御信号を生成する、付記１２に記載の低雑音増幅方法。
【００９７】
［付記１４］
通信衛星で実行する低雑音増幅方法であって、
前記通信衛星で受信した受信信号を可変電力減衰部において減衰することで減衰信号を生成し、
前記減衰信号を低雑音増幅部において低雑音で増幅することで増幅信号を生成し、
デジタルチャネライザにおいて前記増幅信号を受けて、フィーダリンク信号を生成し、
信号制御部において前記フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況に応じて制御信号を前記可変電力減衰部に出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する、低雑音増幅方法。
【００９８】
［付記１５］
初期段階では、前記可変電力減衰部の減衰量は０に設定されており、前記可変電力減衰部は、前記受信信号をそのまま前記減衰信号として生成する、付記１４に記載の低雑音増幅方法。
【００９９】
［付記１６］
前記信号制御部における前記可変電力調整部の減衰量の調整は、
フィーダリンク信号監視部において前記フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況を監視して使用状況信号を生成し、
しきい値設定部において前記使用状況信号のしきい値を設定して出力し、
比較部において前記使用状況信号と前記しきい値とを比較して比較結果を出力し、
制御信号生成部において前記比較結果に基づいて前記制御信号を生成する、付記１４または１５に記載の低雑音増幅方法。
【０１００】
［付記１７］
通信衛星に備えられる低雑音増幅装置に使用される可変電力減衰部の減衰量の調整をコンピュータに実行させる減衰量調整プログラムであって、
前記低雑音増幅装置は、前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する前記可変電力減衰部と、前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、を含み、
前記減衰量調整プログラムは、
前記減衰信号に応じて、制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する処理を、前記コンピュータに実行させる、減衰量調整プログラム。
【０１０１】
［付記１８］
初期段階において、前記制御信号として前記可変電力減衰部の減衰量を０に設定する信号を出力して、前記可変電力減衰部に前記受信信号をそのまま前記減衰信号として生成させる処理を、前記コンピュータに更に実行させる、付記１７に記載の減衰量調整プログラム。
【０１０２】
［付記１９］
前記減衰量調整プログラムは、
前記減衰信号の強度を監視して強度信号を生成する処理と、
前記強度信号のしきい値を設定して出力する処理と、
前記強度信号と前記しきい値とを比較して比較結果を出力する処理と、
前記比較結果に基づいて前記制御信号を生成する処理と、を前記コンピュータに実行させる、付記１７または１８に記載の減衰量調整プログラム。
【０１０３】
［付記２０］
通信衛星に備えられる低雑音増幅装置に使用される可変電力減衰部の減衰量の調整をコンピュータに実行させる減衰量調整プログラムであって、
前記低雑音増幅装置は、前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する前記可変電力減衰部と、前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、を含み、
前記減衰量調整プログラムは、
前記受信信号に応じて、制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する処理を、前記コンピュータに実行させる、減衰量調整プログラム。
【０１０４】
［付記２１］
前記減衰量調整プログラムは、
前記受信信号の強度を監視して強度信号を生成する処理と、
前記強度信号のしきい値を設定して出力する処理と、
前記強度信号と前記しきい値との間の差を求めて差信号を出力する処理と、
前記差信号に基づいて前記制御信号を生成する処理と、を前記コンピュータに実行させる、付記２０に記載の減衰量調整プログラム。
【０１０５】
［付記２２］
通信衛星に備えられる低雑音増幅装置に使用される可変電力減衰部の減衰量の調整をコンピュータに実行させる減衰量調整プログラムであって、
前記低雑音増幅装置は、前記通信衛星で受信した受信信号を減衰することで減衰信号を生成する前記可変電力減衰部と、前記減衰信号を低雑音で増幅することで増幅信号を生成する低雑音増幅部と、前記増幅信号を受けてフィーダリンク信号を生成するデジタルチャネライザとを含み、
前記減衰量調整プログラムは、
前記フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況に応じて、制御信号を前記可変電力減衰部に対して出力して、前記可変電力減衰部の減衰量を調整する処理を、前記コンピュータに実行させる、減衰量調整プログラム。
【０１０６】
［付記２３］
初期段階において、前記制御信号として前記可変電力減衰部の減衰量を０に設定する信号を出力して、前記可変電力減衰部に前記受信信号をそのまま前記減衰信号として生成させる処理を、前記コンピュータに更に実行させる付記２２に記載の減衰量調整プログラム。
【０１０７】
［付記２４］
前記減衰量調整プログラムは、
フィーダリンク信号監視部において前記フィーダリンク信号の周波数帯域の使用状況を監視して使用状況信号を生成する処理と、
前記使用状況信号のしきい値を設定して出力する処理と、
前記使用状況信号と前記しきい値とを比較して比較結果を出力する処理と、
前記比較結果に基づいて前記制御信号を生成する処理と、を前記コンピュータに実行させる、付記２２または２３に記載の減衰量調整プログラム。
【０１０８】
この出願は、２０１５年６月１５日に出願された日本出願特願２０１５−１２０１９５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１０９】
１０，１０Ａ，１０Ｂ・・低雑音増幅装置
１１・・アンテナ
１２・・低雑音増幅部
１３・・可変電力減衰部
１４，１４Ａ，１４Ｂ・・信号制御部
１５・・アンテナ分波器
１６・・デジタルチャネライザ
１７・・受信回路
２０・・第１信号
２１・・第１周波数帯域
３０・・第２信号
３１・・第２周波数帯域
４０・・第３信号
４１・・第３周波数帯域
５０・・第４信号
５１・・第４周波数帯域
６０・・フィーダリンク信号
６１・・第５周波数帯域
１４２，１４２Ａ，１４２Ｂ・・・監視部
１４４，１４４Ａ，１４４Ｂ・・・しきい値設定部
１４６，１４６Ｂ・・・比較部
１４６Ａ・・・減算部
１４８，１４８Ａ，１４８Ｂ・・・制御信号生成部
【図１】
2016203742.tif 000003
【図２】
2016203742.tif 000004
【図３】
2016203742.tif 000005
【図４】
2016203742.tif 000006
【図５】
2016203742.tif 000007
【図６】
2016203742.tif 000008
【図７】
2016203742.tif 000009
【図８】
2016203742.tif 000010
【図９】
2016203742.tif 000011
【図１０】
2016203742.tif 000012
【国際調査報告】
2016203742.tif 000013
2016203742.tif 000014
2016203742.tif 000015
2016203742.tif 000016