(57)【要約】  本発明によれば、複数のハイブリッド結合フィルタを備える出力マルチプレクサOMUXが提供される。各ハイブリッド結合フィルタは、それぞれ第1の入力ポートおよび第2の入力ポートを介して第1の信号および第2の信号を受信し、それぞれ第1の出力ポートおよび第2の出力ポートを介して第1の信号および第2の信号を出力するように構成することができ、ハイブリッド結合フィルタは、複数の前記第1の信号を結合して第1の多重化信号にし、複数の前記第2の信号を結合して第2の多重化信号にするように接続することができる。
2013524600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力マルチプレクサOMUX(500)であって、
複数のハイブリッド結合フィルタ(510、520、530、540)を備え、各ハイブリッド結合フィルタが、第1の入力ポート(410)を介して第1の入力信号を受信し、第2の入力ポート(411)を介して第2の入力信号を受信し、第1の出力ポート(412)を介して第1の出力信号を出力し、第2の出力ポート(413)を介して第2の出力信号を出力するように構成され、
前記ハイブリッド結合フィルタが、複数の前記第1の出力信号を結合して、前記OMUXの第1の出力ポートから出力される第1の多重化信号にし、複数の前記第2の出力信号を結合して、前記OMUXの第2の出力ポートから出力される第2の多重化信号にするように接続される、OMUX。
【請求項２】
前記ハイブリッド結合フィルタがそれぞれ、第1および第2のハイブリッド結合器を備え、前記第1のハイブリッド結合器と前記第2のハイブリッド結合器との間に、第1および第2の帯域通過フィルタが接続される、請求項1に記載のOMUX。
【請求項３】
前記第1および第2の入力ポートが、前記第1のハイブリッド結合器の入力ポートを備え、
前記第1および第2の出力ポートが、前記第2のハイブリッド結合器の出力ポートを備える、請求項2に記載のOMUX。
【請求項４】
前記複数のハイブリッド結合フィルタのいずれか1つの前記第1および第2の帯域通過フィルタが、実質上類似の伝達関数を有するように構成される、請求項2または3に記載のOMUX。
【請求項５】
前記第1および第2の帯域通過フィルタが、中心周波数および通過帯域幅の少なくとも1つを同調させるように制御可能に構成される、請求項4に記載のOMUX。
【請求項６】
前記複数のハイブリッド結合フィルタがN個のハイブリッド結合フィルタを含み、
前記第1のOMUX出力ポートが、前記ハイブリッド結合フィルタのうちの第Nのフィルタの出力ポートであり、前記第2のOMUX出力ポートが、前記ハイブリッド結合フィルタのうちの第1のフィルタの出力ポートである、請求項1から5のいずれか一項に記載のOMUX。
【請求項７】
前記ハイブリッド結合フィルタのうちの隣接するフィルタ間に少なくとも1つの双方向接続をさらに備え、前記双方向接続が、前記第1の出力信号と前記第2の出力信号を反対の方向に搬送するように構成され、好ましくは、
前記双方向接続が、前記ハイブリッド結合フィルタのうちの1つの前記第1の出力を前記ハイブリッド結合フィルタのうちの別のフィルタの前記第2の出力に接続するように構成される、請求項1から6のいずれか一項に記載のOMUX。
【請求項８】
前記第1の多重化信号が、垂直偏向信号として伝送されるように構成され、前記第2の多重化信号が、水平偏向信号として伝送されるように構成される、請求項1から7のいずれか一項に記載のOMUX。
【請求項９】
前記複数のハイブリッド結合フィルタのそれぞれの前記第1の入力信号と前記第2の入力信号が、同じ周波数を有するダウンリンクチャネルに対応し、または周波数が隣接するダウンリンクチャネルに対応する、請求項1から8のいずれか一項に記載のOMUX。
【請求項１０】
前記複数の第1の入力信号および前記複数の第2の入力信号が、Kuバンド内の周波数を有するマイクロ波信号を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載のOMUX。
【請求項１１】
前記OMUXが、通信衛星内で使用するために構成される、請求項1から10のいずれか一項に記載のOMUX。
【請求項１２】
請求項1から11のいずれか一項に記載のOMUXと、
前記第1の多重化信号と前記第2の多重化信号を結合する手段と
を備える装置。
【請求項１３】
前記結合手段が、直交モード変換器OMTを備え、前記OMTが、前記第1および第2の多重化信号を受信し、結合された信号を反射アンテナへ出力するように構成され、
前記結合された信号が、前記第1の多重化信号を垂直偏向信号として含み、前記第2の多重化信号を水平偏向信号として含む、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記結合手段が、反射アンテナの第1および第2のフィードホーンを備え、前記第1のフィードホーンが、前記第1の多重化信号を受信するように構成され、前記第2のフィードホーンが、前記第2の多重化信号を受信するように構成され、
前記第1および第2のフィードホーンならびに前記反射アンテナが、前記第1の多重化信号と前記第2の多重化信号を空間内で結合するように構成される、請求項12に記載の装置。
【請求項１５】
請求項1から11のいずれか一項に記載のOMUX内で使用するためのハイブリッド結合フィルタであって、
第1の入力ポート(410)および第2の入力ポート(411)を有する第1のハイブリッド結合器(401)と、
第1の出力ポート(412)および第2の出力ポート(413)を有する第2のハイブリッド結合器(402)と、
前記第1のハイブリッド結合器と前記第2のハイブリッド結合器との間に接続された複数のフィルタ(403、404)とを備え、
前記第1の入力ポートを介して前記第1の入力信号を受信し、前記第2の入力ポートを介して前記第2の入力信号を受信し、前記第1の出力ポートを介して前記第1の出力信号を出力し、前記第2の出力ポートを介して前記第2の出力信号を出力するように構成される、ハイブリッド結合フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力マルチプレクサ(OMUX)に関する。より詳細には、本発明は、複数のハイブリッド結合フィルタを備えるOMUXに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信衛星は、地球の表面上の異なる位置間の電気通信リンクを提供するために広く使用されている。図1は、従来の衛星通信システムの一例を示す。通信衛星101は、アップリンクアンテナ102から周波数多重化信号を受信する。衛星101は、受信した信号を複数のチャネルに多重分離し、各チャネル上でこの信号を増幅する。出力マルチプレクサ(OMUX)を使用して、増幅された信号を再結合して高出力の多重化出力信号にし、この信号が複数の地上の受信機103へ伝送される。
【０００３】
図2は、通信衛星上で使用するための従来のOMUXを示す。OMUX200は、マニホルド202に沿って構成された複数のフィルタ201を備え、したがってマニホルドマルチプレクサと呼ぶことができる。OMUX200は複数の入力信号203、204を受信し、入力信号203、204はマニホルド202内で結合され、多重化出力信号205として出力される。しかし、異なる入力チャネル上のフィルタ間には相当な相互作用が存在するため、マニホルドマルチプレクサは、設計および同調が複雑である。OMUX200の設計および同調は、さらなる入力チャネルが追加されるにつれて累進的により複雑になり、そのため約20個を超える入力チャネルを有するマニホルドマルチプレクサを作り出すのは実用的でない。
【０００４】
図3は、地上での用途で一般的に使用される従来のハイブリッド結合OMUX300を示す。ハイブリッド結合OMUX300は、複数のハイブリッド結合フィルタ310、320、330、340を備える。各ハイブリッド結合フィルタ310は、入力信号を2つの電力半値信号に分割する入力ハイブリッド結合器311を備える。これらの電力半値信号は2つのフィルタ312、313を通り、出力ハイブリッド314によって再結合される。したがって、入力チャネル毎に2つのフィルタを必要とするため、従来のハイブリッド結合OMUXの質量は、マニホルドマルチプレクサに比べると著しく増大されている。その結果、ハイブリッド結合OMUXは、あらゆる重量の増大が打上げコストを著しく増大させる可能性のある通信衛星で使用するには適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、知られている構成に固有の欠点に対処することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、複数のハイブリッド結合フィルタを備える出力マルチプレクサOMUXが提供され、各ハイブリッド結合フィルタは、第1の入力ポートを介して第1の入力信号を受信し、第2の入力ポートを介して第2の入力信号を受信し、第1の出力ポートを介して第1の出力信号を出力し、第2の出力ポートを介して第2の出力信号を出力するように構成され、ハイブリッド結合フィルタは、複数の前記第1の出力信号を結合して、OMUXの第1の出力ポートから出力される第1の多重化信号にし、複数の前記第2の出力信号を結合して、OMUXの第2の出力ポートから出力される第2の多重化信号にするように接続される。
【０００７】
ハイブリッド結合フィルタはそれぞれ、第1および第2のハイブリッド結合器を備えることができ、第1のハイブリッド結合器と第2のハイブリッド結合器との間に、第1および第2の帯域通過フィルタが接続される。
【０００８】
第1および第2の入力ポートは、第1のハイブリッド結合器の入力ポートを構成することができ、第1および第2の出力ポートは、第2のハイブリッド結合器の出力ポートを構成することができる。
【０００９】
複数のハイブリッド結合フィルタのいずれか1つの第1および第2の帯域通過フィルタは、実質上類似の伝達関数を有するように構成することができる。
【００１０】
第1および第2の帯域通過フィルタは、中心周波数および通過帯域幅の少なくとも1つを同調させるように制御可能に構成することができる。
【００１１】
複数のハイブリッド結合フィルタは、N個のハイブリッド結合フィルタを含むことができ、第1のOMUX出力ポートは、ハイブリッド結合フィルタのうちの第Nのフィルタの出力ポートであり、第2のOMUX出力ポートは、ハイブリッド結合フィルタのうちの第1のフィルタの出力ポートである。
【００１２】
OMUXは、ハイブリッド結合フィルタのうちの隣接するフィルタ間に少なくとも1つの双方向接続をさらに備えることができ、双方向接続は、第1の出力信号と第2の出力信号を反対の方向に搬送するように構成され、好ましくは、双方向接続は、ハイブリッド結合フィルタのうちの1つの第1の出力をハイブリッド結合フィルタのうちの別のフィルタの第2の出力に接続するように構成することができる。
【００１３】
第1の多重化信号は、垂直偏向信号として伝送されるように構成することができ、第2の多重化信号は、水平偏向信号として伝送されるように構成することができる。
【００１４】
複数のハイブリッド結合フィルタのそれぞれの第1の入力信号と第2の入力信号は、同じ周波数を有するダウンリンクチャネルに対応することができ、または周波数が隣接するダウンリンクチャネルに対応することができる。
【００１５】
複数の第1の入力信号および複数の第2の入力信号は、Kuバンド内の周波数を有するマイクロ波信号を含むことができる。
【００１６】
OMUXは、通信衛星内で使用するために構成することができる。
【００１７】
本発明によれば、OMUXと、第1の多重化信号と第2の多重化信号を結合する手段とを備える装置も提供される。
【００１８】
結合手段は、直交モード変換器OMTを備えることができ、OMTは、第1および第2の多重化信号を受信し、結合された信号を反射アンテナへ出力するように構成され、結合された信号は、第1の多重化信号を垂直偏向信号として含み、第2の多重化信号を水平偏向信号として含む。
【００１９】
結合手段は、反射アンテナの第1および第2のフィードホーンを備えることができ、第1のフィードホーンは、第1の多重化信号を受信するように構成され、第2のフィードホーンは、第2の多重化信号を受信するように構成され、第1および第2のフィードホーンならびに反射アンテナは、第1の多重化信号と第2の多重化信号を空間内で結合するように構成される。
【００２０】
本発明によれば、OMUX内で使用するためのハイブリッド結合フィルタがさら提供され、ハイブリッド結合フィルタは、第1および第2の入力ポートを有する第1のハイブリッド結合器と、第1および第2の出力ポートを有する第2のハイブリッド結合器と、第1のハイブリッド結合器と第2のハイブリッド結合器との間に接続された複数のフィルタとを備え、ハイブリッド結合フィルタは、第1の入力ポートを介して第1の入力信号を受信し、第2の入力ポートを介して第2の入力信号を受信し、第1の出力ポートを介して第1の出力信号を出力し、第2の出力ポートを介して第2の出力信号を出力するように構成される。
【００２１】
本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら、例として次に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来技術による従来の衛星通信システムを示す図である。
【図２】従来技術による通信衛星上で使用するためのマニホルドマルチプレクサを示す図である。
【図３】従来技術による地上での用途で使用するためのハイブリッド結合OMUXを示す図である。
【図４ａ】本発明の一例によるハイブリッド結合フィルタを示す図である。
【図４ｂ】本発明の一例によるハイブリッド結合フィルタを示す図である。
【図５】本発明の一例によるハイブリッド結合OMUXを示す図である。
【図６ａ】Kuバンド内の周波数の割当てを示す図である。
【図６ｂ】Kuバンド内の周波数の割当てを示す図である。
【図７】本発明の一例によるハイブリッド結合OMUX内へ入力されるAバンド内のブロックの周波数偏移を示す図である。
【図８】本発明の一例によるハイブリッド結合OMUXを示す図である。
【図９】本発明の一例による通信衛星の出力部を示す図である。
【図１０】本発明の別の例による通信衛星の出力部を示す図である。
【図１１】本発明のさらなる例による通信衛星の出力部を示す図である。
【図１２】本発明のさらなる例による通信衛星の出力部を示す図である。
【図１３】本発明の一例による、図12の入力信号内の周波数の割当ておよび各ハイブリッド結合フィルタの対応する通過帯域を示す図である。
【図１４ａ】本発明の一例による同調可能な帯域通過フィルタを備えるハイブリッド結合OMUXを示す図である。
【図１４ｂ】本発明の一例による同調可能な帯域通過フィルタを備えるハイブリッド結合OMUXを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図4aおよび図4bを次に参照すると、本発明の一例によるハイブリッド結合OMUX内で使用するためのハイブリッド結合フィルタが示されている。ハイブリッド結合フィルタ400は、第1のハイブリッド結合器401および第2のハイブリッド結合器402を備え、ハイブリッド結合器401とハイブリッド結合器402との間に、第1の帯域通過フィルタ403および第2の帯域通過フィルタ404が接続される。第1の帯域通過フィルタ403と第2の帯域通過フィルタ404はどちらも、類似の伝達関数、すなわち類似の通過帯域幅および中心周波数を有するように構成される。
【００２４】
図4aでは、信号Aがハイブリッド結合フィルタ400を通る経路を太線で示す。信号Aは、第1のハイブリッド結合器401の第1のポート410に入力され、第1のハイブリッド結合器401はこの信号を2つの信号に分割し、各信号は、元の入力信号Aの電力の半分を有する。一方の出力ポート(「伝送」ポート)から現れる信号は、元の入力信号と同相である。図4aでは、この信号をA0-3dBと示し、下付き文字は、信号が0度位相偏移されている(すなわち、同相である)ことを示し、-3dBは、信号の電力が3dB(すなわち、50%)低減されていることを示す。他方の出力ポート(「結合」ポート)から現れる信号は、元の入力信号Aに対して90度位相偏移されている。図4aでは、この信号をA90-3dBと示す。
【００２５】
図4aに示すように、電力半値信号(A0-3dB、A90-3dB)はそれぞれ、帯域通過フィルタ403、404の1つを通過する。これらの信号は、入力信号Aが帯域通過フィルタ403、404内のどちらにもある周波数のみを含むように構成されるため、帯域通過フィルタ403、404によって実質上変化しない。次いで、電力半値信号は、第2のハイブリッド結合器402に入力される。
【００２６】
第2のハイブリッド結合器402の第1の出力ポート412は、同相信号、すなわちA0-3dBに対して結合ポートとして作用し、したがってこの信号は90度位相偏移され、A90-3dBとして出力される。第1の出力ポート412は、位相偏移信号、すなわちA90-3dBに対して伝送ポートとして作用し、したがってこの信号は変化されず、A90-3dBとして出力される。したがって、第1の出力ポート412では、これらの信号は同相であり、ともに加算され、全体的な結果として、このポートから出力される信号はA90になり、すなわち入力信号Aに対して90度位相偏移され、入力信号Aと実質上同じ電力を有する。
【００２７】
同様に、第2のハイブリッド結合器402の第2の出力ポート413では、これらの信号は、位相を異にする(すなわち、A0-3dBおよびA180-3dB)。したがって、これらの信号は打ち消し合い、第2の出力ポート413からは信号が出力されない。
【００２８】
ハイブリッド結合フィルタの従来技術の例では、入力ハイブリッドの第2のポートは使用されず、整合負荷によって終端される(図3の整合負荷315参照)。しかし、図4aおよび図4bに示すこの例では、第1のハイブリッド結合器401の第2のポート411は、第2の信号Bに対する入力ポートとして使用される。この第2の信号B上でのハイブリッド結合フィルタ400の動作について、図4bを参照して次に説明する。
【００２９】
図4bでは、信号Bがハイブリッド結合フィルタ400を通る経路を太線で示す。第1のハイブリッド結合器401および第2のハイブリッド結合器402は、第1の信号Aに関して前述したのと同様に第2の信号B上で動作し、したがって詳細な説明は省略する。簡単にいえば、第1のハイブリッド結合器401は、第2の信号Bを2つの電力半値信号B0-3dBおよびB90-3dBに分割する。これらの信号は第1の帯域通過フィルタ403および第2の帯域通過フィルタ404を通過し、第2のハイブリッド結合器402によって再結合され、出力信号B90として第2の出力ポート413から出力される。
【００３０】
第1の信号Aおよび第2の信号Bは、第1のハイブリッド結合器401へ同時に入力することができる。したがって、この例では、ハイブリッド結合フィルタ400は、単一の入力信号しか受信できない従来技術のハイブリッド結合フィルタとは異なり、2つの別個の信号を同時に受信および出力することができる。さらに、この例では、第1の帯域通過フィルタ403と第2の帯域通過フィルタ404はそれぞれ、入力信号Aと入力信号Bの両方に使用される。したがって、単一の入力信号に2つの帯域通過フィルタを必要とする従来技術のハイブリッド結合フィルタとは異なり、2つの入力信号に対して2つの帯域通過フィルタを提供するだけでよい。
【００３１】
図5を次に参照すると、本発明の一例によるハイブリッド結合OMUXが示されている。ハイブリッド結合OMUX500は、第1のハイブリッド結合フィルタ510、第2のハイブリッド結合フィルタ520、第3のハイブリッド結合フィルタ530、および第4のハイブリッド結合フィルタ540を備え、各フィルタは、図4aおよび図4bのハイブリッド結合フィルタ400に実質上類似している。混乱を避けるために、この例では、下付き文字を使用して、何らかの特定の位相関係を示すのではなく、ハイブリッド結合フィルタのうちの特定のフィルタに入力される信号を示す。たとえば、A1およびB1は、第1のハイブリッド結合フィルタ510に入力される信号を示し、A2およびB2は、第2のハイブリッド結合フィルタに入力される信号を示し、以下同様である。図5では、第4のハイブリッド結合フィルタの第2の入力ポートに入力される第2の信号B4がとる経路を太線で示す。
【００３２】
第1のハイブリッド結合フィルタ510は、入力ハイブリッド結合器を介して第1の信号A1を受信し、出力ハイブリッド結合器の対応する出力ポートを介して第1の信号A1を出力する。ハイブリッド結合OMUX500の出力側に着くと、第1の信号A1は、残りのハイブリッド結合フィルタ520、530、540のいずれの帯域通過フィルタも通過できない。これらの帯域通過フィルタは、第1の信号A1内のいずれの周波数も阻止するように構成されているためである。具体的には、各ハイブリッド結合フィルタ内の帯域通過フィルタは、第1および第2の入力信号内の必要な周波数を通し、他の周波数を阻止するように構成される。
【００３３】
したがって、ハイブリッド結合フィルタ内の帯域通過フィルタは事実上、一方向ゲートとして作用し、入力信号をハイブリッド結合OMUX500の出力側へ通すが、他の信号が出るのを防止する。このようにして、ハイブリッド結合OMUX500の出力側で複数の第1の入力信号A1、A2、A3、A4が結合され、ハイブリッド結合OMUX500の第1の出力ポート541を介して第1の多重化信号として出力される。
【００３４】
複数の第2の信号B1、B2、B3、B4も同様に、ハイブリッド結合OMUX500の出力側で結合されるが、複数の第1の信号A1、A2、A3、A4とは反対の方向に出力側を通って進む。したがって、複数の第2の信号B1、B2、B3、B4は、ハイブリッド結合OMUX500の第2の出力ポート511を介して第2の多重化信号として出力される。
【００３５】
図5に示すように、複数のハイブリッド結合フィルタのうちの隣接するフィルタは、第1の信号と第2の信号を反対の方向に搬送する双方向接続によって接続されている。ここで、「隣接する」とは、OMUX500内で順次隣接し、すなわちOMUX500内でハイブリッド結合フィルタが接続される順序の点で隣接するハイブリッド結合フィルタを指す。順次隣接するハイブリッド結合フィルタは、互いに物理的に隣接している必要はない。各双方向接続は、図5に示す実施形態のように、ハイブリッド結合フィルタのうちの1つの第1の出力をハイブリッド結合フィルタのうちの別のフィルタの第2の出力に接続するように構成されることが好ましい。
【００３６】
図6aおよび図6bを次に参照すると、Kuバンド内の周波数の割当てが示されている。図6aに示すように、Kuバンドは、低帯域周波数と高帯域周波数とに細分され、低帯域は固定衛星サービス(FSS)に使用され、高帯域は放送衛星サービス(BSS)に使用される。低帯域はA、B、C、およびDバンドにさらに分割され、高帯域はE、F、およびGバンドにさらに分割される。
【００３７】
図6bに示すように、Aバンドは、16個の周波数ブロック01〜16にさらに細分され、そのうち奇数のブロックは垂直偏向(V)で伝送され、偶数のブロックは水平偏向(H)で伝送される。各ブロックは幅27MHzであり、隣接するブロック間のガードインターバルは4.25MHzである。
【００３８】
直交モード変換器(OMT)を使用すると、同じアンテナを介して水平偏向信号および垂直偏向信号を伝送することができる。具体的には、OMTの第1の入力ポートは、入力信号を垂直偏向させるように構成され、第2の入力ポートは、入力信号を水平偏向させるように構成される。したがって、OMTにより、2つの信号を互いに対して偏向させることによって、同じアンテナを介して同じ周波数の2つの入力信号を伝送することができる。
【００３９】
1つまたは複数のハイブリッド結合OMUXを使用して水平偏向信号または垂直偏向信号として伝送するための多重化信号を提供する本発明の例について、次に説明する。これらの例では、第1の入力信号と第2の入力信号は、OMUXを通って進むとき、同じ導波管およびフィルタを通過するため、実際には互いに対して偏向されていないことが当業者には理解されるであろう。水平および垂直偏向は、第1および第2の多重化信号をOMTのそれぞれの入力に入力することによって、後に適用することができる。しかし、見やすいように、本明細書では以下、水平偏向で伝送されることが企図されている信号を「H」で示し、垂直偏向で伝送されることが企図されている信号を「V」で示す。
【００４０】
本発明の一例によれば、ハイブリッド結合OMUXからの第1の多重化信号は、垂直偏向信号として伝送されるように構成することができ、第2の多重化信号は、水平偏向多重化信号として伝送されるように構成することができる。これについて、図7および8を参照して次に説明する。
【００４１】
図7は、本発明の一例による図8のハイブリッド結合OMUX800内へ入力されるAバンド内のブロックの周波数偏移を示す。ハイブリッド結合OMUX800は、第1のハイブリッド結合フィルタ810、第2のハイブリッド結合フィルタ820、第3のハイブリッド結合フィルタ830、および第4のハイブリッド結合フィルタ840を備え、図5のハイブリッド結合OMUX500と実質上同様に機能する。したがって、簡潔さを維持するために、詳細な説明は省略する。
【００４２】
H信号(すなわち、水平偏向で伝送される信号)は、ハイブリッド結合OMUX800内へ入力される前に、V信号(すなわち、垂直偏向で伝送される信号)と整合させるために、周波数が下へ15.625MHz偏移される。次いで、2つのH信号および2つのV信号が、4つの58.25MHzのチャネル、CH1、CH2、CH3、またはCH4の1つに割り当てられる。
【００４３】
図8では、CH1(V)は、図7のブロック01および03内の周波数を含む入力信号を示し、CH1(H)は、ブロック02および04内の周波数を含む入力信号を示す。同様に、CH2(V)はブロック05および07を含み、CH2(H)はブロック06および08を含み、CH3(V)はブロック09および11を含み、CH3(H)はブロック10および12を含み、CH4(V)はブロック13および15を含み、CH4(H)はブロック14および16を含む。
【００４４】
一例として第1のハイブリッド結合フィルタ810をとると、第1のハイブリッド結合フィルタ810内の帯域通過フィルタは、図7の第1のチャネル、すなわちCH1内のすべての周波数を含む通過帯域を有するように構成される。したがって、ブロック01、02、03、および04内の周波数を有する信号は、帯域通過フィルタを通過することができ、あらゆる他の周波数(たとえば、ブロック05〜16)は阻止される。同様に、第2のハイブリッド結合フィルタ820の帯域通過フィルタは、ブロック05〜08内の周波数を通すように構成され、第3のハイブリッド結合フィルタ830の帯域通過フィルタは、ブロック09〜12内の周波数を通すように構成され、第4のハイブリッド結合フィルタ840の帯域通過フィルタは、ブロック13〜16内の周波数を通すように構成される。
【００４５】
V信号が各ハイブリッド結合フィルタの第1の入力ポート内へ入力されると、V多重化信号が第4のハイブリッド結合フィルタ840の出力ポート、すなわちOMUX800の第1の出力ポート841を介して出力される。逆に、H信号が各ハイブリッド結合フィルタの第2の入力ポート内へ入力されると、H偏向多重化信号が、第1のハイブリッド結合フィルタ810の出力ポート、すなわちOMUX800の第2の出力ポート811を介して出力される。
【００４６】
本発明の例による通信衛星の様々な例示的な出力部アーキテクチャについて、図9〜13を参照して次に説明する。
【００４７】
図9を次に参照すると、本発明の一例による通信衛星の出力部が示されている。出力部900は、第1のハイブリッド結合OMUX901、第2のハイブリッド結合OMUX902、および第3のハイブリッド結合OMUX903を備え、各OMUXは、図8に示すハイブリッド結合OMUXと類似の構造を有することができる。この例では、第1のハイブリッド結合OMUX901は、Kuバンド(図6a参照)のCバンド内の入力信号を受信するように構成され、第2のハイブリッド結合OMUX902は、KuバンドのAバンド内の入力信号を受信するように構成され、第3のハイブリッド結合OMUX903は、KuバンドのEバンド内の入力信号を受信するように構成される。したがって、第1のハイブリッド結合OMUX901は、周波数範囲10.95〜11.20GHzを含み、第2のハイブリッド結合OMUX902は、周波数範囲11.20〜11.45GHzを含み、第3のハイブリッド結合OMUX903は、周波数範囲11.70〜12.10GHzを含む。
【００４８】
この例では、ハイブリッド結合OMUX901、902、903のすべてのチャネルを同時に利用するわけではない。たとえば、いくつかのチャネルは、通信衛星の通常動作中に必要とされないことがあるが、冗長性のため、すなわちその衛星上で故障が生じた場合に別の衛星のチャネルを補完するために提供することができる。したがって、複数の入力信号911、912、913、914、915、916、917、918、919、920をハイブリッド結合OMUX901、902、903の適当なチャネルに経路設定するために、スイッチングブロック907が提供される。
【００４９】
出力部900は、第1のマニホルドマルチプレクサ904および第2のマニホルドマルチプレクサ905をさらに備える。第1のマニホルドマルチプレクサ904は、第1のハイブリッド結合OMUX901、第2のハイブリッド結合OMUX902、および第3のハイブリッド結合OMUX903のそれぞれからH多重化信号を受信するように構成される。具体的には、第1のマニホルドマルチプレクサ904の第1のフィルタは、10.95GHz〜11.20GHzの通過帯域を有するように構成され、第1のハイブリッド結合OMUX901からH多重化信号を受信するように構成される。同様に、第1のマニホルドマルチプレクサ904の第2および第3のフィルタは、それぞれ11.20〜11.45GHzおよび11.70〜12.10GHzの通過帯域を有するように構成され、それぞれ第2のハイブリッド結合OMUX902および第3のハイブリッド結合OMUX903からH多重化信号を受信するように構成される。
【００５０】
第2のマニホルドマルチプレクサ905は、第1のハイブリッド結合OMUX901、第2のハイブリッド結合OMUX902、および第3のハイブリッド結合OMUX903のそれぞれからV多重化信号を受信するように構成される。具体的には、第2のマニホルドマルチプレクサ905の第1のフィルタは、10.95GHz〜11.20GHzの通過帯域を有するように構成され、第1のハイブリッド結合OMUX901からV多重化信号を受信するように構成される。同様に、第2のマニホルドマルチプレクサ905の第2および第3のフィルタは、それぞれ11.20〜11.45GHzおよび11.70〜12.10GHzの通過帯域を有するように構成され、それぞれ第2のハイブリッド結合OMUX902および第3のハイブリッド結合OMUX903からV多重化信号を受信するように構成される。
【００５１】
次いで、第1のマニホルドマルチプレクサ904および第2のマニホルドマルチプレクサ905からの出力信号は、直交モード変換器(OMT)906へ進む。OMT906は、H信号を水平偏向させ、V信号を垂直偏向させ、水平偏向されたH信号および垂直偏向されたV信号をダウンリンク反射ディッシュ(図示せず)のフィードホーンへ出力する。
【００５２】
図9に示す出力部900は、多重化の大部分がハイブリッド結合OMUXによって実行されるため、従来技術の構成に比べて実質的な利点を提供することができる。上記で論じたように、本発明の例によるハイブリッド結合OMUXは、入力信号毎に単一のフィルタのみを必要とし、したがってその重量は、マニホルドマルチプレクサに比べてあまり増大されないことがある。しかし、ハイブリッド結合OMUXのフィルタ間の相互作用はほとんどまたはまったく存在しないため、図9のOMUXの設計および同調に必要な時間および労力を著しく低減させることができ、したがって全体的なコストを低減させることもできる。
【００５３】
図10を次に参照すると、本発明の別の例による通信衛星の出力部が示されている。出力部1000は、図9の出力部900に多くの点で実質上類似しており、したがって、簡潔さを維持するために、詳細な説明は省略する。しかし、この例の出力部1000は、マニホルドマルチプレクサ内でH多重化信号とV多重化信号とを結合するのではなく、別のハイブリッド結合OMUX1001内で結合するという点で異なる。この構成は、ハイブリッド結合OMUX1001がマニホルドマルチプレクサより簡単に製造できるため、図9に示す構成に比べてさらなるコストの節約を提供することができる。
【００５４】
図11を次に参照すると、本発明のさらなる例による通信衛星の出力部が示されている。出力部1100は、図9および10の出力部900、1000に多くの点で実質上類似しており、したがって、簡潔さを維持するために、詳細な説明は省略する。しかし、この例の出力部1100は、第1のハイブリッド結合OMUX1101と、第2のハイブリッド結合OMUX1102と、第3のハイブリッド結合OMUX1103との間に接続1104、1105が提供されるという点で異なる。これにより、第1のハイブリッド結合OMUX1101、第2のハイブリッド結合OMUX1102、および第3のハイブリッド結合OMUX1103は、完全な多重化動作を実行して、単一のH多重化信号および単一のV多重化信号をOMTに提供することができる。
【００５５】
H信号およびV信号を別個に多重化するハイブリッド結合OMUXが提供される本発明の例について説明したが、他の構成も可能である。たとえば、図12および13は、本発明のさらなる例による通信衛星の出力部を示し、すべての入力チャネルは同じ偏向で伝送されることが企図されている。
【００５６】
図12に示すように、合計16個の入力信号を受信するように構成された8つのハイブリッド結合フィルタを備えるハイブリッド結合OMUXが提供される。図13は、図12の入力信号内の周波数の割当て、および各ハイブリッド結合フィルタの対応する通過帯域を示す。入力チャネル1〜16のうちの隣接するチャネルが、各ハイブリッド結合フィルタ内へ入力される。具体的には、奇数のチャネルが各ハイブリッド結合フィルタの第1の入力ポート内へ入力され、偶数のチャネルが各ハイブリッド結合フィルタの第2の入力ポート内へ入力される。したがって、ハイブリッド結合OMUX1201は、奇数のチャネルを含む第1の多重化信号、および偶数のチャネルを含む第2の多重化信号を出力する。次いで、第1および第2の多重化信号は、それぞれ第1および第2のフィードホーン1202へ送信され、1次反射器1203および2次反射器1204によって空間内で結合される。
【００５７】
図14aおよび図14bを次に参照すると、本発明の一例による同調可能な帯域通過フィルタを備えるハイブリッド結合OMUX1400が示されている。1対の入力チャネル(すなわち、ハイブリッド結合フィルタの第1および第2の入力)上で動作するフィルタは、ハイブリッド結合OMUXの異なるフィルタ間の相互作用が最小であるため、異なる入力チャネルに対するフィルタとは独立して同調させることができる。図14aに示すように、OMUX1400のフィルタ対を制御する制御ユニット1401を提供することができる。OMUX1400が通信衛星上で使用するために提供されるとき、制御ユニット1401は、衛星が軌道に乗っている間に地上の操作者によって遠隔でフィルタを同調できるように構成することができる。
【００５８】
図14bは、本発明の一例による、図14aに示すハイブリッド結合OMUX1400内で使用するための同調可能な帯域通過フィルタを示す。同調可能な帯域通過フィルタ1410は、可動式の端板1411を有する4つの相互接続された共振空胴を備え、端板1411は、フィルタが動作する中心周波数を調整するように遠隔で調整することができる。同調可能な帯域通過フィルタ1410は、同調可能なハイブリッド結合OMUX内で使用するのに適しているであろう同調可能な帯域通過フィルタの一例であり、他のフィルタ設計も可能である。
【００５９】
図14aのハイブリッド結合OMUX1400は、従来のマニホルドマルチプレクサに比べて実質的な技術上の利点を提供する。従来のマニホルドマルチプレクサでは、異なるフィルタ間の相互作用は、残りのフィルタの挙動に影響を与えることなくフィルタを同調できないことを意味する。これは、たとえば、故障の場合に別の衛星のチャネルを補完するためにOMUX1400が提供されるとき、特に有利であろう。従来のマニホルドマルチプレクサは、軌道に乗っているときは同調し直すことができないため、補完される必要のあるすべてのチャネルに対して別個の入力チャネルを有する大型のマニホルドマルチプレクサを提供することが必要なはずである。しかし、図14aに示すような同調可能なハイブリッド結合OMUX1400は、より少ない入力チャネルを備えることができ、別の衛星の故障が生じた場合、必要に応じて同調し直すことができる。したがって、比較的少ない入力チャネルを有する同調可能なハイブリッド結合OMUX1400によって、単一の衛星が複数の他の衛星に対する補完を提供することができる。
【００６０】
本発明の特定の実施形態について上述したが、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に留まったまま、多くの変更形態および修正形態が可能であることが、当業者には明らかであろう。
【００６１】
たとえば、各ハイブリッド結合フィルタが単一の入力ハイブリッド結合器および単一の出力ハイブリッド結合器を備え、これらの結合器間に2つの帯域通過フィルタが接続されるハイブリッド結合OMUXについて説明したが、他の構成も可能である。いくつかの例では、複数のハイブリッド結合器を備える入力および出力ハイブリッドネットワークを提供することができ、それに応じて帯域通過フィルタの数は増大される。
【００６２】
さらに、本発明のいくつかの例では、各帯域通過フィルタは、直列に接続された同調可能な低域通過フィルタおよび高域通過フィルタに置き換えることができる。この構成では、低域通過フィルタまたは高域通過フィルタの1つを適宜同調させることによって、ハイブリッド結合フィルタの通過帯域幅を調整することができる。
【００６３】
さらに、本発明の例について、マイクロ波のKuバンド信号の多重化に関して説明したが、本発明はそれに限定されないことが、当業者には理解されるであろう。本発明の他の例では、他の周波数の信号を多重化するハイブリッド結合OMUXを提供することもできる。
【符号の説明】
【００６４】
400  ハイブリッド結合フィルタ
401  第1のハイブリッド結合器
402  第2のハイブリッド結合器
403  第1の帯域通過フィルタ
404  第2の帯域通過フィルタ
410  第1のポート
411  第2のポート
412  第1の出力ポート
413  第2の出力ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【国際調査報告】
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