(57)【要約】【課題】複数の衛星よりなるマルチ衛星からダウンリンクされた衛星信号を中継装置の数を最小化して再伝送できる衛星放送地上中継装置を提供する。【解決手段】マルチ衛星から受信された衛星信号を衛星及び偏波によって分離的に増幅し、周波数再配列し、周波数再配列された信号を偏波別に合成して周波数再配列された偏波信号を出力する低雑音増幅部、及び前記低雑音増幅部から出力された信号を受信して周波数再配列された偏波信号を加入者側に同時に再伝送する伝送アンテナ部を含むことを特徴とする。これにより、マルチ衛星からダウンリンクされた衛星信号を周波数再配列を通じて一つの衛星放送中継装置を用いて加入者側に再伝送できるために、その設置が容易であり、外観をあまり害さず、かつ複雑性が低い。また、複数種類の偏波信号を一つの伝送アンテナを用いて再伝送できる。【選択図】  図１
2004159283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチ衛星から受信された衛星信号を衛星及び偏波によって分離的に増幅し、周波数再配列し、周波数再配列された信号を偏波別に合成して周波数再配列された偏波信号を出力する低雑音増幅部と、
前記低雑音増幅部より出力された信号を受信して周波数再配列された偏波信号を加入者側に同時に再伝送する伝送アンテナ部と、を含み、
前記低雑音増幅部は、
マルチ衛星から受信された衛星信号を衛星及び偏波によって分離的に増幅する複数の低雑音増幅端と、
前記低雑音増幅端間に設けられ、増幅された衛星信号を所定の周波数を有する信号と混合することによって受信された衛星信号の周波数帯域を再配列する周波数再配列部と、
周波数再配列された信号の帯域のみを通過させる帯域通過フィルターと、
それぞれの信号帯域を偏波別に合成する合成部と、を含むことを特徴とする衛星放送地上中継装置。
【請求項２】
前記周波数再配列部は、
所定周波数の発振信号を出力する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器から出力された発振信号を逓倍する周波数逓倍器と、
逓倍された信号と衛星信号とを混合することによって前記衛星信号の周波数帯域をシフトする混合部と、を含み、
前記伝送アンテナ部は、
第１偏波信号ポートを有するＳＭＡコネクタを介して受信された信号を地面と水平をなす探針を通じて円形導波管内に引き入れて第１偏波の電波を送出する第１伝送アンテナと、
第２偏波信号ポートを有するＳＭＡコネクタを介して受信された信号を地面と垂直をなす探針を通じて円形導波管内に引き入れて第２偏波の電波を送出する第２伝送アンテナと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の衛星放送地上中継装置。
【請求項３】
マルチ衛星から受信された衛星信号を衛星及び偏波によって分離的に増幅し、周波数再配列して周波数再配列された信号を偏波別に合成して周波数再配列された偏波信号を出力する低雑音増幅部と、
前記低雑音増幅部から出力された信号を受信して周波数再配列された偏波信号を１つのアンテナを用いて加入者側に同時に再伝送する伝送アンテナと、を含み、
前記伝送アンテナは、
第１偏波信号ポートを有する第１ＳＭＡコネクタと、
地面と水平をなし、前記第１ＳＭＡコネクタを介して受信された信号を円形導波管内に引き入れる第１探針と、
第２偏波信号ポートを有する第２ＳＭＡコネクタと、
地面と垂直をなし、前記第２ＳＭＡコネクタを介して受信された信号を円形導波管内に引き入れる第２探針と、を含むことを特徴とする衛星放送地上中継装置。
【請求項４】
マルチ衛星から受信された衛星信号を衛星／偏波別増幅及びダウンコンバートする低雑音増幅／ダウンコンバータと、
ダウンコンバートされた信号を受信して前記ダウンコンバートされた信号を所定の周波数を有する信号と混合することによってアップコンバート及び周波数再配列するアップコンバータ／周波数再配列部と、
前記アップコンバータ／周波数再配列部から出力された信号を受信して周波数再配列された偏波信号を加入者側に同時に再伝送する伝送アンテナ部と、を含むことを特徴とする衛星放送地上中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は衛星放送地上中継装置に係り、より詳細には複数の衛星からダウンリンクされた衛星信号を一つの衛星放送地上中継装置を用いて中継を行える衛星放送地上中継装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衛星は、通信衛星（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ：ＣＳ）と放送衛星（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ：ＢＳ）とに区分される。通信衛星は地域による利用範囲によって地域通信衛星、国内通信衛星、及び国際通信衛星に分類でき、固定されている地上局との通信を中継する固定通信衛星と車両、船舶、航空機などの移動体と固定局または移動体相互間に通信を行う移動通信衛星がある。放送衛星（ＢＳ）は、地上局から発射されたＴＶ放送信号を受信して増幅器などを通過した後、再び地上の各家庭に設けられているパラボラアンテナを経て直接受信できる衛星放送である。
【０００３】
ＬＮＢ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ｂｌｏｃｋ  ｄｏｗｎ  ｃｏｂｖｅｒｔｅｒ）は衛星放送及び通信システムで次のような機能をする。第１は、増幅機能である。すなわち、地上から約３６，０００Ｋｍ離れた静止軌道の遠距離から飛んできた衛星信号は出力が低下されて増幅しなければならない。第２は、受信された衛星信号からノイズを除去する。第３は、衛星から送信する時、１２ＧＨｚの高い周波数帯域を使用するために衛星受信器（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ：セットトップボックス）で使用できる９５０ＭＨｚ〜２，１５０ＭＨｚ帯域の周波数に変換させる周波数変換を行う。
【０００４】
例えば、ＬＮＢは受信アンテナから受信したＳＨＦ帯域（３．５ＧＨｚ〜１２ＧＨｚ）の信号を１ＧＨｚ帯域のＩＦ信号に変換、増幅して受信器に伝送する。ＬＮＢは低い雑音指数を有することが望ましい。機能は大きく２種に分類される。まず、地上から、例えば約３６，０００Ｋｍ離れた静止軌道の遠距離成層圏と大気層を通過してきた電波はその出力が低下するため増幅しなければならない。すなわち、ＬＮＢは増幅作用を行う。次いで、ＬＮＢは受信された衛星信号電波の雑信号及びノイズを除去する。次いで、ＬＮＢは最初の衛星電波を受信する時、３．５ＧＨｚ〜１２ＧＨｚの高い周波数帯域を使用するためにセットトップボックス（衛星受信装置）で使用できる９５０ＭＨｚ〜２，１５０ＭＨｚ帯域の周波数に変換する。
【０００５】
このようなＬＮＢは大きくＣ−ＢＡＮＤ  ＬＮＢとＫＵ−ＢＡＮＤ  ＬＮＢの２種に分けられる。Ｃ−ＢＡＮＤ  ＬＮＢはＣ−ＢＡＮＤ帯域の衛星周波数を受信器が認識できる中間周波数に変換及び増幅する。ＫＵ−ＢＡＮＤ  ＬＮＢはＫＵ−ＢＡＮＤ帯域の衛星周波数を受信器が認識できる中間周波数に変換及び増幅する。衛星から送出された電波であるＣ−ＢＡＮＤ（３〜４ＧＨｚ）またはＫＵ−ＢＡＮＤ（１０〜１２ＧＨｚ）の電波を衛星受信器（セットトップボックス）に送る前にアンテナ前に位置するこの機器は低雑音コンバータとも称し、通常ＬＮＢと称する。中間周波数（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＩＦ）信号は、衛星アンテナ（パラボラアンテナ）から受信した信号を他の周波数帯（１ＧＨｚ）に変換してチューナー（受信器、レシーバー）に送るＬＮＢ（コンバータ）から出力された信号の周波数に該当する。
【０００６】
一方、アパート密集地域や都心のビル地域には高層建物によって衛星から加入者の衛星受信アンテナに受信されるべき衛星信号が遮断されるという問題点がある。このように、ダウンリンク放送信号が受信されない地域を陰影地域と称する。陰影地域では中継器を用いて衛星信号を受信して増幅し、増幅された衛星信号を衛星放送加入者に再伝送する。
【０００７】
最近、衛星放送をサービスする多くの国家は同じ周波数帯域を使用するマルチ衛星を有している。マルチ衛星からの衛星信号を中継装置を用いて受信器に再伝送しようとする時、中継装置設計のための技術的制約はマルチ衛星の使用に応じる衛星個数の増加よりはサービスしようとする衛星が同一周波数帯域を使用するか否かによる。例えば、一つの衛星を用いてその衛星内部で使用するトランスポンダが同じ周波数帯域で偏波のみを変えて使用する第１の場合と、複数の衛星が各々割り当てられた周波数帯域をもってサービスする第２の場合とがある。トランスポンダは通信衛星を通じてなるデータ通信において通信衛星に装着されて使われる装置を言う。トランスポンダは地上にある伝送局から伝えられる信号を受信して適切な大きさに信号を増幅した後に再び地上にある受信局に信号を伝達する。
【０００８】
偏波は波の振幅軸が属する面、すなわち、偏波面が大地となす角度が水平か、垂直かに応じて水平偏波と垂直偏波とに区分され得る。水平偏波は大地と水平であるアンテナから発射された電波であって、水平を意味するホリゾンタルを用いてＨ偏波と略称している。垂直偏波は大地と垂直であるアンテナから発射された電波であって、垂直を意味するバーティカルをもってＶ偏波と略称している。また、偏波面が時間及び電波距離によって螺旋状に回転しつつ伝播される形によってＬＨＣＰ（Ｌｅｆｔ−Ｈａｎｄ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ：左円形偏波）とＲＨＣＰ（Ｒｉｇｈｔ−Ｈａｎｄ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ：右円形偏波）とに分けられる。
【０００９】
中継器は一つの衛星内に含まれた複数のトランスポンダまたはマルチ衛星が同じ周波数帯域で偏波のみを変えてダウンリンクする衛星信号を再伝送する最初の段階で、再伝送をするための技術的制約の問題が大きい。
【００１０】
また、現在までは従来の衛星放送地上中継装置を用いてマルチ衛星から受信された衛星信号を再伝送するためには中継装置の数を増やすべきである。しかし、限定された空間に多数の中継装置を設けるためには設置費用、外観、及び複雑性等の多くの制約が伴うという問題点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする技術的な課題は、複数の衛星よりなるマルチ衛星からダウンリンクされた衛星信号を中継装置の数を最小化して再伝送できる衛星放送地上中継装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記技術的な課題を達成するための本発明の一側面に係る衛星放送地上中継装置は、マルチ衛星から受信された衛星信号を衛星及び偏波によって分離的に増幅し、周波数再配列し、周波数再配列された信号を偏波別に合成して周波数再配列された偏波信号を出力する低雑音増幅部と、前記低雑音増幅部より出力された信号を受信して周波数再配列された偏波信号を加入者側に同時に再伝送する伝送アンテナ部と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、前記低雑音増幅部は、マルチ衛星から受信された衛星信号を衛星及び偏波によって分離的に増幅する複数の低雑音増幅端と、前記低雑音増幅端間に設けられ、増幅された衛星信号を所定の周波数を有する信号と混合することによって受信された衛星信号の周波数帯域を再配列する周波数再配列部と、周波数再配列された信号の帯域のみを通過させる帯域通過フィルターと、それぞれの信号帯域を偏波別に合成する合成部と、を含むことが望ましい。
【００１４】
また、前記周波数再配列部は、所定周波数の発振信号を出力する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器から出力された発振信号を逓倍する周波数逓倍器と、逓倍された信号と衛星信号とを混合することによって前記衛星信号の周波数帯域をシフトする混合部と、を含むことが望ましい。
【００１５】
また、前記マルチ衛星は、下向き基準に使用周波数帯域が１，５２５〜１，５５９ＭＨｚであるバンド、２，１７０〜２，２００ＭＨｚであるＳバンド、３，５００〜４，２００ＭＨｚであるＣバンド、７，２５０〜７，７５０ＭＨｚであるＸバンド、１．９５〜１２．７５ＭＨｚであるＫｕバンド、１１．７０〜１２．００ＭＨｚのＫｕ（ＤＢＳ）バンド、１８．１０〜２１．２０ＭＨｚのＫａバンド、及び１９．７０〜２１．２０ＭＨｚであるＥバンドを使用する衛星のうちから選択され得る。
【００１６】
また、前記伝送アンテナ部は、第１偏波信号ポートを有するＳＭＡコネクタを介して受信された信号を地面と水平をなす探針を通じて円形導波管内に引き入れて第１偏波の電波を送出する第１伝送アンテナと、第２偏波信号ポートを有するＳＭＡコネクタを介して受信された信号を地面と垂直をなす探針を通じて円形導波管内に引き入れて第２偏波の電波を送出する第２伝送アンテナと、を含むことが望ましい。
【００１７】
また、代案として、前記第１伝送アンテナ及び前記第２伝送アンテナは、前記円形導波管内に地面と所定の角度をなして円形偏波を形成する誘電体をさらに含むこともできる。
【００１８】
また、前記低雑音増幅部は、入力または出力される高周波信号が搬送されることを抑制することによってシステムの安定化またはパワーアンプを保護するアイソレータをさらに含むことが望ましい。
【００１９】
また、前記技術的課題を達成するための本発明の他の側面に係る衛星放送地上中継装置は、マルチ衛星から受信された衛星信号を衛星及び偏波によって分離的に増幅し、周波数再配列して周波数再配列された信号を偏波別に合成して周波数再配列された偏波信号を出力する低雑音増幅部と、前記低雑音増幅部から出力された信号を受信して周波数再配列された偏波信号を１つのアンテナを用いて加入者側に同時に再伝送する伝送アンテナと、を含むことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
【００２１】
図１には、本発明の第１実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムの構造を示した。図１を参照すれば、本発明の第１実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムは複数の衛星１０−１，１０−２よりなるマルチ衛星部１０と、衛星放送地上中継装置１２、加入者受信部１４、及びＴＶ１６よりなる。衛星放送地上中継装置１２は、反射板１２２、低雑音増幅部１２４、及び伝送アンテナ部１２６を含む。加入者受信部１４はＬＮＢ１４２とセットトップボックス１４４を含む。
【００２２】
本発明に係る衛星放送地上中継装置は、下向き基準に使用周波数帯域が１，５２５〜１，５５９ＭＨｚであるＬバンド、２，１７０〜２，２００ＭＨｚであるＳバンド、３，５００〜４、２００ＭＨｚであるＣバンド、７，２５０〜７，７５０ＭＨｚであるＸバンド、１．９５〜１２．７５ＧＨｚであるＫｕバンド、１１．７０〜１２．００ＧＨｚであるＫｕ（ＤＢＳ）バンド、１８．１０〜２１．２０ＧＨｚであるＫａバンド、及び１９．７０〜２１．２０ＧＨｚであるＥバンドを使用する衛星の何れかの組合わせよりなるマルチ衛星に対しても対応できる請求項によって定義される本発明の範囲内で設計しうる。しかし、本明細書では説明の便宜上、第１衛星１０−１と第２衛星１０−２のダウンリンク信号Ｆ１，Ｆ２の周波数帯域は１２．２５ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚで同じ周波数帯域を用いて、各衛星でＶ偏波及びＨ偏波に下向き伝送することを例として説明する。
【００２３】
本発明によれば、衛星１０−１，１０−２から受信された信号を再伝送する時、受信された衛星信号の周波数帯域を偏波別に区分してシフトすることによって再伝送時の周波数帯域を拡張することを特徴とし、このために低雑音増幅部の構造を変更する。また、本発明によれば同じ周波数帯域または相異なる周波数帯域を有するいかなるマルチ衛星に対しても一つの中継装置を用いて衛星信号を再伝送できるが、本実施例では説明の便宜のために各々１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域のＶ偏波信号とＨ偏波信号とをダウンリンク周波数として使用する第１衛星及び第２衛星をマルチ衛星として使用する場合を例として説明する。
【００２４】
図２は、図１に示した衛星放送地上中継装置内に含まれた低雑音増幅部の構造の一例を示すブロック図である。図２を参照すれば、本発明に係る中継装置に引き入れられる衛星信号には第１衛星から受信されたＶ偏波信号及びＨ偏波信号と、第２衛星から受信されたＶ偏波信号及びＨ偏波信号とがある。第１衛星ＳＡＴ１から受信されたＨ偏波信号及びＶ偏波信号は分離的に第１低雑音増幅部２１０及び第２低雑音増幅部２２０に各々入力される。また、第２衛星ＳＡＴ２から受信されたＨ偏波信号及びＶ偏波信号は各々第３低雑音増幅部２３０及び第２低雑音増幅部２４０に入力される。電源供給部（図示せず）は所定の交流電圧を入力され、例えば１５ＶのＤＣ電圧を有するバイアス電圧を同軸ケーブルを通じて低雑音増幅部１２４に供給する。
【００２５】
第１低雑音増幅部ないし第４低雑音増幅部２１０、２２０、２３０、２４０は入力端及び出力端に各々アイソレータを含み、６つの増幅端で構成された増幅部を含み、望ましくは３番目の増幅端以後に周波数混合器を配する。
【００２６】
第１低雑音増幅部２１０に入力された第１衛星からのＨ偏波信号はアイソレータ２１２ａを通じて増幅部２１４に入力される。第１低雑音増幅部２１０のアイソレータ２１２ａ、２１２ｂと第２低雑音増幅部２２０ないし第４低雑音増幅部２４０のアイソレータはマイクロ波方式の中継装置や衛星通信システムなどで入力または出力される高周波信号の搬送を抑制することによって、システムの安定化またはパワーアンプを保護する。このようなアイソレータは使われる特性値、構造、使用周波数帯等により多様な種類のものを選択的に使用できる。
【００２７】
次いで、第１低雑音増幅部２１０で混合部２１７は第１衛星から受信されたＨ偏波信号と、発振器２１６から生じて入力信号と逆位相である−５００ＭＨｚの信号を混合する。第１衛星から受信されたＨ偏波信号の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域であるが、これを−５００ＭＨｚの信号（ここで、−は入力信号と逆位相であることを示す）と混合することによって１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域の第１衛星からのＨ偏波信号は１１．７５〜１２．２５ＧＨｚ帯域の信号にシフトされる。
【００２８】
また、第２低雑音増幅部２２０において混合部２２７は発振器２２６から発生し、入力信号と逆位相である−５００ＭＨｚの信号を入力して第１衛星から受信されたＶ偏波信号と混合する。第１衛星から受信されたＶ偏波信号の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚであるが、これを−５００ＭＨｚの信号（ここで、−は入力信号と逆位相であることを示す）と混合することによって１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域の第１衛星からのＶ偏波信号は１１．７５〜１２．２５ＧＨｚ帯域の信号にシフトされる。
【００２９】
次いで、第３低雑音増幅部２３０においてパッド２３６は入力信号を前記混合部２１７、２２７での処理遅延時間だけ遅延させて出力する。第２衛星から受信されたＨ偏波信号の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚであるが、パッド２３６から出力された信号の周波数帯域は前記Ｈ偏波信号の周波数帯域と同じ１２．２５〜１２．７５ＧＨｚを維持する。同様に、第４低雑音増幅部２４０においてパッド２４６は入力信号を前記混合部２１７、２２７での処理遅延時間だけ遅延させて出力する。第２衛星から受信されたＶ偏波信号の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚであるが、パッドから出力された信号の周波数帯域は前記Ｖ偏波信号の周波数帯域と同じ１２．２５〜１２．７５ＧＨｚを維持する。
【００３０】
次いで、帯域通過フィルター２１８、２２８、２３８、２４８は各々第１低雑音増幅部２１０、第２低雑音増幅部２２０、第３低雑音増幅部２３０、及び第４低雑音増幅部２４０によって増幅された信号を帯域通過フィルタリングすることによって信号帯域を十分に離隔させる。
【００３１】
引き続き、第１合成部２６０（ＣＯＭＢＩＮＥＲ）は第１低雑音増幅部２１０と第３低雑音増幅部２３０を介したＨ偏波信号を合成することによって、合成されたＨ偏波信号を出力する。すなわち、合成されたＨ偏波信号の周波数帯域は１１．７５〜１２．７５ＧＨｚ帯域となる。また、第２合成部２６２は第２低雑音増幅部２２０と第４低雑音増幅部２４０とを介したＶ偏波信号を合成することによって、合成されたＶ偏波信号を出力する。すなわち、合成されたＶ偏波信号の周波数帯域は１１．７５〜１２．７５ＧＨｚ帯域となる。２つの出力ポートを有するＳＭＡ（Ｓｕｂ  Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  Ａ）コネクタ（図示せず）を通じて合成されたＨ偏波信号とＶ偏波信号とが各々出力される。ＳＭＡコネクタとは、１０ＧＨｚ以上の応用分野に適した高性能コネクタを称する。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂには、図１の衛星放送地上中継装置に適用できる伝送アンテナ１２６における円形導波管の構造を説明するための断面図を示した。図３Ａを参照すれば、ＳＭＡコネクタ３０２を通じて受信された合成されたＨ偏波信号は地面と水平をなす探針３０４を通じて円形導波管内に引き入れられ、引き入れられた信号は地面と４５°をなす誘電体３０６によって円形偏波、例えばＲＨＣＰ偏波の電波を形成する。また、図３Ｂを参照すれば、ＳＭＡコネクタ３２２を通じて受信された信号は地面と垂直をなす探針３２４を通じて円形導波管内に引き入れられ、引き入れられた信号は地面と４５°をなす誘電体３２６によって円形偏波、例えば、ＬＨＣＰ偏波の電波を形成する。もし、図３Ａと図３Ｂに示した伝送アンテナにおいて誘電体がない場合には各々Ｈ偏波信号とＶ偏波信号とを偏波別に区分して伝送するアンテナとして使われうる。
【００３３】
一方、図４には本発明の実施例に係る衛星放送地上中継装置により周波数再配列する過程を説明するための図面を示した。図４を参照してマルチ衛星から本発明の実施例に係る中継装置にダウンリンクされる衛星信号の周波数編成を見ると、第１衛星及び第２衛星の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚで同じ帯域を用いて、各衛星はＶ偏波とＨ偏波とを使用する。本発明の実施例に係る中継装置において加入者受信器に再伝送される信号の周波数帯域は図４に示したように１１．７５〜１２．７５ＧＨｚと拡張される。
【００３４】
また、図１を参照すれば、再伝送される信号Ｆ３及びと信号Ｆ４は、伝送アンテナに誘電体が挿入されていない場合には衛星からダウンリンクされた信号の偏波方式を維持してＶ偏波とＨ偏波信号として再伝送され、誘電体が挿入されている場合にはＬＨＣＰ偏波信号とＲＨＣＰ偏波信号として再伝送される。それぞれの伝送アンテナから発送される再伝送信号は偏波方式が異なるために再伝送信号間の干渉がない。
【００３５】
前述したような中継装置において低雑音増幅部２１０．２２０、２３０、２４０に入力された信号はそれぞれの衛星１０−１，１０−２から分離的に入力されるが、低雑音増幅部１２４から出力された信号はＶ偏波信号及びＨ偏波信号の偏波別に合成されている。図１において、伝送アンテナ部１２６を構成する２つの各伝送アンテナは前記ＳＭＡコネクタ（図示せず）を通じて入力されたＶ偏波信号とＨ偏波信号とを加入者側に分離的に伝送する。これにより、本発明の実施例に係る中継装置１２はマルチ衛星部１０からダウンリンクされた衛星信号を一つの中継装置を用いて加入者側に再伝送する。
【００３６】
これにより、加入者受信器１４のＬＮＢ１４２は前記中継装置１２を通じて再伝送された衛星信号を受信して増幅及びノイズ除去を行い、表１に示したような発振周波数を用いてセットトップボックス１４４で使用できる帯域の中間周波数信号に変換する。セットトップボックス１４４は中間周波数信号を用いて放送信号を抽出し、使用者はＴＶ１６を通じて衛星放送を視聴できる。
【００３７】
【表１】
2004159283.tif 000003
【００３８】
前記のような本発明に係る衛星放送地上中継装置において低雑音増幅部２１０．２２０、２３０、２４０に入力された信号はそれぞれの衛星１０−１，１０−２から分離的に入力されるが、低雑音増幅部１２４から出力された信号はＶ偏波信号及びＨ偏波信号の偏波別に合成されて出力される。図１において伝送アンテナ部１２６を構成する２つの各伝送アンテナは前記ＳＭＡコネクタ（図示せず）と前記ＳＭＡコネクタに連結されたＲＦケーブルとを通じて入力されたＶ偏波信号とＨ偏波信号とを加入者側に分離的に伝送する。これにより、本発明の実施例に係る中継装置１２はマルチ衛星部１０からダウンリンクされた衛星信号を一つの中継装置を用いて加入者側に再伝送する。
【００３９】
前記第１実施例ではＶ偏波及びＨ偏波に対して偏波別に再伝送することを例として説明したが、当業者によって理解されるように伝送アンテナの構造によってＬＨＣＰ（Ｌｅｆｔ−Ｈａｎｄ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ：左円形偏波）及びＲＨＣＰ（Ｒｉｇｈｔ−Ｈａｎｄ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ：右円形偏波）に対しても偏波別に再伝送しうる。本発明の第１実施例のような中継装置は既存の再伝送アンテナをそのまま使用できる。
【００４０】
次いで、本発明の第２実施例に係る衛星放送地上中継装置では既存の伝送アンテナの構造を変更することによって一つの伝送アンテナを用いて複数種の偏波信号を再伝送する。図５には、本発明の第２実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムの構造を示した。図５を参照すれば、本発明の第２実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムは複数の衛星５０−１，５０−２よりなるマルチ衛星部５０と、衛星放送地上中継装置５２、加入者受信部５４、及びＴＶ５６よりなる。衛星放送地上中継装置５２は反射板５２２、低雑音増幅部５２４、及び伝送アンテナ５２６を含む。加入者受信部５４はＬＮＢ５４２とセットトップボックス５４４とを含む。
【００４１】
本発明の第２実施例に係る衛星放送地上中継装置５２及び加入者受信部５４の動作は図１を参照して説明した本発明の第１実施例に係る衛星放送地上中継装置１２と加入者受信部１４の動作と同一なので本発明の核心を外れない範囲内で説明を略す。但し、本発明の第２実施例に係る衛星放送地上中継装置の伝送アンテナ５２６は複数の出力ポートを通じて偏波信号を出力する低雑音増幅部５２４から増幅された信号を受信する二つの入力ポートを具備する。
【００４２】
図６には、図５の衛星放送地上中継装置に適用できる伝送アンテナにおける円形導波管の構造を説明するための断面図を示した。図６を参照すれば、ＳＭＡコネクタ６０２，６２２を通じて受信されたＶ偏波信号及びＨ偏波信号は各々地面と水平及び垂直をなす探針６０４、６２４を通じて円形導波管内に引き入れられ、引き入れられた信号は地面と４５°をなす誘電体６２６によって円形偏波、例えば、各々ＲＨＣＰ偏波及びＬＨＣＰ偏波の電波を形成する。もし、図６に示した伝送アンテナにおいて誘電体のない場合には各々Ｖ偏波信号とＨ偏波信号とを偏波別に区分し、同時に一つの伝送アンテナとして伝送できる。前記のような改善された伝送アンテナを用いた衛星放送地上中継装置はその設置が簡単で、設置空間も少なく占める。
【００４３】
次いで、図７には本発明の第３実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムの構造を示した。図７を参照すれば、本発明の第３実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムは複数個の衛星７０−１，７０−２よりなるマルチ衛星部７０と、衛星放送地上中継装置７２、加入者受信部７４、及びＴＶ７６よりなる。衛星放送地上中継装置７２は反射板７２２、低雑音増幅部７２４、及び伝送アンテナ７２６を含む。加入者受信部７４はＬＮＢ７４２とセットトップボックス７４４とを含む。
【００４４】
図８は、図７に示した衛星放送地上中継装置内に含まれた低雑音増幅部の構造の一例を示すブロック図である。図８を参照すれば、本発明に係る中継装置に引き入れられる衛星信号には第１衛星から受信されたＨ偏波信号及びＶ偏波信号及び第２衛星から受信されたＨ偏波信号及びＶ偏波信号がある。第１衛星ＳＡＴ１から受信されたＨ偏波信号及びＶ偏波信号は分離的に第１低雑音増幅部８１０及び第２低雑音増幅部８２０に各々入力される。また、第２衛星ＳＡＴ２から受信されたＨ偏波信号及びＶ偏波信号は各々第３低雑音増幅部８３０及び第２低雑音増幅部８４０に入力される。
【００４５】
第１低雑音増幅部ないし第４低雑音増幅部８１０、８２０、８３０、８４０は入力端と出力端に各々アイソレータを含み、６つの増幅端よりなる増幅部を含み、望ましくは３番目の増幅端以後に周波数混合器を配する。
【００４６】
第１低雑音増幅部８１０に入力された第１衛星からのＨ偏波信号はアイソレータ８１２ａを通じて増幅部８１４に入力される。第１低雑音増幅部８１０のアイソレータ８１２ａ、８１２ｂと第２低雑音増幅部８２０ないし第４低雑音増幅部８４０のアイソレータはマイクロ波方式の中継装置や衛星通信システムなどで入力または出力される高周波信号の搬送を抑制することによって、システムの安定化またはパワーアンプを保護する。このようなアイソレータは使われる特性値、構造、使用周波数帯等により多様な種類のものを選択的に使用できる。
【００４７】
第１低雑音増幅部８１０で混合部８１７は第１衛星から受信されたＨ偏波信号と、発振器８１６から生じ、入力信号と逆位相である−５００ＭＨｚの信号を混合する。第１衛星から受信されたＨ偏波信号の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域であるが、これを−５００ＭＨｚの信号（ここで、−は入力信号と逆位相であることを示す）と混合することによって、１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域である第１衛星からのＨ偏波信号は１１．７５〜１２．２５ＧＨｚ帯域の信号にシフトされる。
【００４８】
また、第２低雑音増幅部８２０においてパッド（ＰＡＤ）８２６は入力信号を前記混合部８１７での処理遅延時間だけ遅延させて出力する。第１衛星から受信されたＶ偏波信号の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚであるが、パッド８２６から出力された信号の周波数帯域は前記Ｖ偏波信号の周波数帯域と同じ１２．２５〜１２．７５ＧＨｚを保つ。
【００４９】
また、第３低雑音増幅部８３０において混合部８３７は発振器８３６から生じて入力信号と逆位相である−１５００ＭＨｚの信号を入力して第２衛星から受信されたＨ偏波信号と混合する。第２衛星から受信されたＨ偏波信号の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚであるが、これを−１５００ＭＨｚの信号（ここで、−は入力信号と逆位相であることを示す）と混合することによって１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域の第２衛星からのＨ偏波信号は１．７５〜１１．２５ＧＨｚ帯域の信号にシフトされる。
【００５０】
また、第４低雑音増幅部８４０において混合部８４７は発振器８４６から生じ、入力信号と逆位相である−１０００ＭＨｚの信号を入力して第２衛星から受信されたＶ偏波信号と混合する。第２衛星から受信されたＶ偏波信号の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚであるが、これを−１０００ＭＨｚの信号（ここで、−は入力信号と逆位相であることを示す）と混合することによって１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域である第２衛星からのＨ偏波信号は１１．２５〜１１．７５ＧＨｚ帯域の信号にシフトされる。
【００５１】
次いで、帯域通過フィルター８１８、８２８、８３８、８４８は各々第１低雑音増幅部８１０、第２低雑音増幅部８２０、第３低雑音増幅部８３０、及び第４低雑音増幅部８４０によって増幅された信号を帯域通過フィルタリングすることによって信号帯域を十分に離隔させる。
【００５２】
引き続き、第１合成部８６０（ＣＯＭＢＩＮＥＲ）は第１低雑音増幅部８１０と第２低雑音増幅部８２０を介したＨ偏波信号とＶ偏波信号とを合成し、第２合成部８６２は第３低雑音増幅部８３０と第４低雑音増幅部８４０を介したＨ偏波信号とＶ偏波信号とを合成する。第３合成部８７０は第１合成部８６０の出力信号と第２合成部８６２との出力信号を入力して合成する。第３合成部８７０によって合成された信号の周波数帯域は１．７５〜１２．７５ＧＨｚで比較的広域である。合成された信号は一つの出力ポートを有するＳＭＡコネクタを介して出力される。
【００５３】
図９には、図７に示した衛星放送地上中継装置内に含まれた低雑音増幅部の構造の他の一例を示すブロック図である。図９を参照すれば、信号発生部９０２は、例えば位相同期ループ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ：ＰＬＬ）回路と電圧制御発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＶＣＯ）を用いて周波数１００ＭＨｚの信号を生じる。第１逓倍部９０４、第２逓倍部９０６及び第３逓倍部９０８は信号発生部９０２によって生成された周波数１００ＭＨｚの信号を各々５倍、１０倍及び１５倍逓倍して５００ＭＨｚ、１０００ＭＨｚ、及び１５００ＭＨｚ信号を生成する。生成された信号は各衛星から受信された衛星信号と乗算される時、前記衛星信号の周波数を再配列する。
【００５４】
図１０には、本発明の第３実施例に係る衛星放送地上中継装置によって周波数再配列する過程を説明するための図面を示した。図１０を参照してマルチ衛星から本発明の実施例に係る中継装置にダウンリンクされる衛星信号の周波数編成を見ると、第１衛星と第２衛星の周波数帯域は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚと同じ帯域を使用し、各衛星はＶ偏波とＨ偏波とを使用する。本発明の実施例に係る中継装置から加入者受信器に再伝送される信号の周波数帯域は１．７５〜１２．７５ＧＨｚに拡張される。
【００５５】
【表２】
2004159283.tif 000004
【００５６】
次いで、加入者受信器７４のＬＮＢ７４２は、前記中継装置７２を通じて再伝送された衛星信号を受信して増幅及びノイズ除去を行い、前記表２に示したような局部発振周波数を用いてセットトップボックス７４４で使用できる帯域の中間周波数信号に変換する。セットトップボックス７４４は中間周波数信号を用いて放送信号を抽出し、使用者はＴＶ７６を通じてマルチ衛星がサービスする衛星放送を視聴できる。
【００５７】
一方、前記のような実施例に係る中継器では低雑音増幅部と隣接したアンテナとアンテナ間を連結するケーブルの長さは信号の劣化を考慮して約５ｍ以下に制限することが要求される。このような制限は場合によって設置与件を制限する問題がある。
【００５８】
図１１は、このような問題を改善するための本発明の第４実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムの構造を示した。図１２には図１１の衛星放送地上中継装置の動作を説明するために示すフローチャートである。
【００５９】
図１１を参照すれば、本発明の第４実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムは複数の衛星１１０−１，１１０−２よりなるマルチ衛星部１１０と、衛星放送地上中継装置１１２、加入者受信部１１４、及びＴＶ１１６よりなる。衛星放送地上中継装置１１２は反射板１１２２、低雑音増幅／ダウンコンバータ１１２４、アップコンバータ／周波数再配列部１１２８及び伝送アンテナ１１３０を含む。加入者受信部１１４はＬＮＢ１１４２及びセットトップボックス１１４４を含む。
【００６０】
図１１及び図１２を参照して前記衛星放送地上中継装置の動作を説明する。反射板１１２２を通じて衛星信号が受信され（段階１２０２）、低雑音増幅／ダウンコンバータ１１２４は受信された衛星信号を衛星／偏波別増幅及びダウンコンバートする（段階１２０４）。ダウンコンバートされた信号は、望ましくは同軸ケーブル形態のケーブルを通じてアンテナに送られる。
【００６１】
アップコンバータ／周波数再配列部１１２８は、ケーブルからダウンコンバートされた信号を受信して所定の周波数を有する信号と混合することによってアップコンバート及び周波数再配列を行う。アップコンバート及び周波数再配列のための具現方法は、図２，図８及び図９の説明と類似しており、但し局部発振周波数の変更が要求される。アップコンバータ／周波数再配列部１１２８は必要によってアンテナと一体化さるべく構成するか、あるいは図１１に示したようにアンテナと一定の間隔を保つこともできる。アップコンバート及び周波数再配列された信号はアンテナ１１３０を通じて加入者に再伝送する（段階１２０８）。
【００６２】
前記のような衛星放送地上中継装置は、低雑音増幅／ダウンコンバータ１１２４とアップコンバータ／周波数再配列部１１２８間でダウンコンバートされた信号が伝えられるので、周辺干渉の影響を受けることが少なく、かつ信号の劣化が少ないので、低雑音増幅／ダウンコンバータ１１２４とアップコンバータ／周波数再配列部１１２８とを連結するケーブルの長さを１０ｍないし３０ｍまで拡張できるために、場合による設置上の制限を少なく受ける長所がある。
【００６３】
前述した実施例では、１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域のＶ偏波信号とＨ偏波信号とを使用する任意の衛星をマルチ衛星として使用する場合を例として説明したが、本発明に係る衛星放送中継装置は多様な周波数帯域、例えば、下向き基準に使用周波数帯域が１，５２５〜１，５５９ＭＨｚであるＬバンド、２，１７０〜２，２００ＭＨｚであるＳバンド、３，５００〜４、２００ＭＨｚであるＣバンド、７，２５０〜７，７５０ＭＨｚであるＸバンド、１．９５〜１２．７５ＧＨｚであるＫｕバンド、１１．７０〜１２．００ＧＨｚであるＫｕ（ＤＢＳ）バンド、１８．１０〜２１．２０ＧＨｚであるＫａバンド、及び１９．７０〜２１．２０ＧＨｚであるＥバンドを使用する衛星のいかなる組合わせよりなるマルチ衛星に対しても対応できるように請求項によって定義される本願発明の範囲内で設計できる。すなわち、以上の実施例は本願発明に関する理解を助けるための説明的なものに過ぎず、請求項によって定義される本願発明の範囲内で当業者によって多様な変形及び修正ができる。したがって、請求項によって定義される本発明に係る衛星放送地上中継装置の権利範囲は前記実施例に限定されない。
【００６４】
【発明の効果】
前述したように本発明に係る衛星放送地上中継装置は、マルチ衛星からダウンリンクされた衛星信号を周波数再配列を通じて一つの衛星放送中継装置を用いて加入者側に再伝送できるために、その設置が容易であり、外観をあまり害さず、かつ複雑性が低い。また、複数種類の偏波信号を一つの伝送アンテナを用いて再伝送できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムの構造を示す図面である。
【図２】図１に示した衛星放送地上中継装置内に含まれた低雑音増幅部の構造の一例を示すブロック図である。
【図３Ａ】図１の衛星放送地上中継装置に適用可能な伝送アンテナにおける円形導波管の構造を説明するための断面図である。
【図３Ｂ】図１の衛星放送地上中継装置に適用可能な伝送アンテナにおける円形導波管の構造を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る衛星放送地上中継装置によって周波数再配列する過程を説明するための図面である。
【図５】本発明の第２実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムの構造を示す図面である。
【図６】図５の衛星放送地上中継装置に適用可能な伝送アンテナにおける円形導波管の構造を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第３実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムの構造を示す図面である。
【図８】図７に示した衛星放送地上中継装置内に含まれた低雑音増幅部の構造の一例を示すブロック図である。
【図９】図７に示した衛星放送地上中継装置内に含まれた低雑音増幅部の構造の他の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施例に係る衛星放送地上中継装置によって周波数再配列する過程を説明するための図面である。
【図１１】本発明の第４実施例に係る衛星放送地上中継装置を適用した衛星放送中継システムの構造を示すブロック図である。
【図１２】図１１の衛星放送地上中継装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０−１，１０−２        衛星      １０        マルチ衛星部
１２        衛星放送地上中継装置    １４        加入者受信部
１６        ＴＶ                    １２２        反射板
１２４        低雑音増幅部          １２６        伝送アンテナ部
１４２        低雑音ブロックダウンコンバータ
１４４        セットトップボックス
【図１】
2004159283.tif 000005
【図２】
2004159283.tif 000006
【図３Ａ】
2004159283.tif 000007
【図３Ｂ】
2004159283.tif 000008
【図４】
2004159283.tif 000009
【図５】
2004159283.tif 000010
【図６】
2004159283.tif 000011
【図７】
2004159283.tif 000012
【図８】
2004159283.tif 000013
【図９】
2004159283.tif 000014
【図１０】
2004159283.tif 000015
【図１１】
2004159283.tif 000016
【図１２】
2004159283.tif 000017