(57)【要約】  本発明は、ビームに対応する出力へｎ個の複数の伝送チャネルを増幅するための衛星用増幅装置に関する。本装置は、  −ｎ個の伝送チャネルを受信するためのｎ個の入力と、ｑ個の周波数帯域内でグループ化されたチャネルをそれぞれ供給するためのｑ個の出力と、を含む周波数帯域合成手段と、  −ｎ個のチャネルの分散型増幅用のｐ個のアクティブな増幅器を並列に含む電力増幅ユニットと、  −ｑ個の周波数帯域上のｐ個の電力増幅器に対応する利得および位相調整手段と、を含む。【選択図】      図６
2010500802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームに対応する出力へ、ｐ個の複数の伝送チャネルを増幅するための衛星用増幅装置（８）であって、
−ｎ個の伝送チャネルを受信するためのｎ個の入力と、ｑ個の周波数帯域（帯域１〜帯域４）内でグループ化された前記チャネルをそれぞれ供給するためのｑ個の出力と、を含む周波数帯域合成手段（１０）と、
−前記ｎ個のチャネルの分散型増幅用のｐ個の増幅器を並列に含む電力増幅手段（１２１）と、
−前記ｑ個の周波数帯域上の前記ｐ個の電力増幅器に対応する利得および位相調整手段（１１３）と、を含む装置。
【請求項２】
ｑ個の周波数帯域における前記伝送チャネルの分配と前記ｐ個のアクティブ増幅器の使用は、それら個々の調整のための少なくともｑ×ｐ個の移相器／減衰器を使用する必要があることを特徴とする請求項１に記載の装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信された複数の伝送チャネルを柔軟に出力ビーム信号へ分配するのに好適な衛星用増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のスペースミッション状況において、容量が低減された小型の送受信端末を装備するユーザへの衛星伝送の変動に対処するためには、搭載部の受信品質の向上と、地上に再送信される信号の電力の増加とが必要となる。これらの性能向上は、搭載アンテナの利得を増加させることにより得られ、これは地上カバレッジの大きさを縮小することによってのみ実現することができる。地上の特定の地理的カバレッジ区域をカバーするためのこれらのカバレッジ範囲の縮小には、地理的区域をサンプリングするための複数のビームまたはスポットを生成することが必要である。このようなマルチビームまたはマルチスポットによるカバレッジは、小型の地上端末との接続を可能にするが、
−異なる呼量と、
−経時的な呼量の変化と、
に応じて、搭載容量と、特には受信チャネルの送信ビームへの割り振りを管理するという課題をもたらす。
【０００３】
したがって、公知の方法では、そして図１のアーキテクチャにおいて概略的に示すように、衛星は、それぞれが１つの伝送チャネルに対応する２つの信号を受信し、出力端においてビームを供給する。この２つのチャネルは、
−低雑音受信、適切な周波数変換、そして２つの伝送チャネルのそれぞれに好適なフィルタリングと、
−２つのチャネルのそれぞれの増幅器３への分配と、
を実行する１つの入力部２により処理される。
【０００４】
１つの伝送チャネルは１つの伝送周波数帯域に対応するが、単一キャリアまたは一組のキャリアまたはサブチャネルに対応してもよい。
【０００５】
各伝送チャネルは当該増幅器３により増幅される。増幅器３は高電力増幅器であり、通常は線形進行波管（ｌｉｎｅａｒｉｚｅｄ  ｔｒａｖｅｌｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｔｕｂｅｓ）またはソリッドステート増幅器（ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ）により実現される。ビーム当たり複数のチャネルを有するためには、出力マルチプレクサ４を介しチャネルを合成する必要がある。各増幅器の出力に設けられた当業者に公知の出力マルチプレクサ（ＯＭＵＸ）４は、フィルタと、増幅後の伝送チャネルを合成するように設計された共通導波管とを含む。図１の場合、出力マルチプレクサ４は２つの伝送チャネルを受信し１つのビーム信号を供給する。次に、ビーム信号は、ビーム形成用反射器（図示せず）に放射するホーンなどのソース（図示せず）に送られる。したがって、このようなアーキテクチャは、ダウンリンク上にビーム当たり２つの伝送チャネルを有することを可能にする。
【０００６】
しかしながら、このアーキテクチャは柔軟ではなく、チャネル増幅と非励振アンテナとを結合する（チャネル当たり１つの増幅器と、ＯＭＵＸを介したチャネル間再結合）。この解決法は、必然的に、軌道における変更の可能性のない固定周波数計画（ＯＭＵＸ解決法を規定する）を課す。
【０００７】
通信事業者は、常に、対処すべきカバレッジに関する将来のトラフィック（ひいては電力）の分布について非常に明確な見通しを有しているとは限らないので、通信事業者は、衛星の寿命内に、様々な地理的な区域における需要からそしてサービスの成功から生じるトラフィック・ニーズへの適応を可能にする一定の柔軟性を有する必要がある。したがって、衛星の全寿命を通して、有効積載量により処理されるチャネルの合計数をトラフィックの需要にしたがって様々なビームに分配することができるように、伝送チャネルをビームへ柔軟な形でルーティングすることができることは重要である。この点に関し、図１に示すようなアーキテクチャは１つのビームに割り振られたチャネル数の観点からは、いかなる柔軟性も許容せず、そして増幅対象のチャネル数により課される多くの増幅器を必要とする。上述したような従来技術では、可能な一組のチャネル内の任意のチャネルを生成することができないか、あるいは衛星の寿命内に周波数計画を変更することもできない。
【０００８】
後者の制約により、本出願の研究チームは、チャネル増幅を、すべての増幅器がすべてのチャネルを増幅する分散型増幅で置き換えることを余儀なくされた。
【０００９】
この解決法によると、チャネルは増幅される前に合成され、増幅はすべてのチャネルに共通であり、直接、アンテナに与えられる。したがってＯＭＵＸを使用する必要はもはやないし、本来、この解決法は、チャネルのいかなる周波数分布の増幅とも両立性がある（唯一の制約は、増幅されるチャネル数は利用する増幅器数により制限されるということである）。
【００１０】
図２には、増幅器を並列に配置する後者の解決法を例示する。
【００１１】
２つの受信チャネルは、フィルタリングおよび増幅処理後、最初にチャネル合成器５により加算される。得られた信号は、増幅ブロック７のすべてのアクティブ増幅器７１に供給するために分割器６により電力で分割される。分散型増幅に寄与するアクティブ増幅器と同数の分割器出力が存在する。この場合、２×４個のアクティブ増幅器が使用されるが、搭載される増幅器の数は、万一の故障の場合の冗長分を含む（２×６個の不活性の増幅器が搭載される、すなわち８個のアクティブ増幅器に対し１２個の導波管増幅器）。
【００１２】
増幅器の位相と振幅の「アラインメント」調整のための移相器および減衰器７２が、増幅器の前に配置され、したがって、増幅器毎に単一の調整が存在する。その調整は、通常は、処理対象帯域の中央周波数で行なわれ、このことが実行可能な補正を制限する。図３と図４には、この原理にしたがって作製された４つの導波管間での補正の結果と、そして図２の方法を例示する。図３には、アラインメント前の増幅器の振幅または位相・周波数応答を例示し、図４にはアラインメント後の増幅器の振幅または位相・周波数応答を例示する。
【００１３】
分散型増幅は、原理的には、提起された問題を解決するが、実際上は、複数のチャネルにより占められる全伝送帯域上で増幅器を並列に配置するという問題、すなわち、増幅器のアラインメントは広い周波数帯域にわたって効率的でなければならないという問題を生じる。具体的には、図５に、このようにして行なわれた並列配置の帯域幅という観点での限界を例示する。「許容し得る」分散（結果としての電力損失の関数）は、結果としての帯域幅を規定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明は、広い周波数帯域にわたって増幅器の振幅と位相の調整を一定の効率でもって、ビームに対応する出力へｎ個の複数の入力伝送チャネルを増幅するとともに柔軟に分配するのに好適な衛星用装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
したがって、本発明の主題はビームに対応する出力へｎ個の複数の伝送チャネルを増幅するための衛星用増幅装置であり、本装置は、
−ｎ個の伝送チャネルを受信するためのｎ個の入力と、ｑ個の周波数帯域内でグループ化されたチャネルをそれぞれ供給するためのｑ個の出力と、を含む周波数帯域合成手段と、
−ｎ個のチャネルの分散型増幅のためにｐ個のアクティブ増幅器を並列に含む電力増幅手段と、
−ｑ個の周波数帯域上のｐ個の電力増幅器に対応する利得および位相調整手段と、を含む。
【００１６】
本発明によって、周波数帯と同数の調整が存在し、周波数帯域毎の特定の調整を実行することが可能になる。調整は各周波数帯の中央周波数で行われるので、最終的な結果として、広帯域の調整となる。
【００１７】
本解決法の利点は、広い周波数帯にわたる増幅器間のアラインメントを可能にすることであり、これにより、多重チャネルの用途において並列に配置される増幅器のアーキテクチャと、柔軟な有効搭載量に対する多くの可能性を開く解決法と、を使用することができる。
【００１８】
本発明の他の特徴と利点は、図示として記載され限定するものではない以下の本発明の実施形態の説明において明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術による伝送チャネルの増幅のアーキテクチャを概略的に示す。
【図２】従来技術による、並列に増幅器を配置することにより増幅および伝送チャネルの柔軟な割り振りを行うための装置を概略的に示す。
【図３】アラインメント前の図２の増幅器の振幅または位相・周波数応答を例示する。
【図４】アラインメント後の図２の増幅器の振幅または位相・周波数応答を例示する。
【図５】従来技術において行なわれた並列配置の帯域幅の観点からの限界を例示する。
【図６】本発明の一実施形態による増幅装置を概略的に示す。
【図７】図６の実施形態による増幅器の振幅または位相・周波数応答を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１、２、３、４、５については、従来技術に関連し既に説明した。
【００２１】
図６には、ビームに対応する出力信号へ、ｎ個の信号すなわち入力信号Ｃ１（チャネル１）〜Ｃｎ（チャネルｎ）を増幅するとともに柔軟に分配するのに好適な装置８を示す。
【００２２】
本装置８は、
−ｎ個の入力とｎ個の出力を有する入力部９と、
−ｎ個の入力とｑ個の出力（本実施形態ではｑ＝４）を有する合成器１０と、
−増幅器振幅／位相調整ユニット１１と、
−電力増幅のためのブロック１２と、
−送信アンテナ１３と、を含む。
【００２３】
入力部９は、それぞれが１つの伝送チャネルに対応するｎ個のアップリンク伝送チャネルＣ１〜Ｃｎを受信する。次に、入力部９は、以下の動作、すなわち
−ｎ個のアップリンク伝送チャネルＣ１〜Ｃｎのそれぞれの適切な周波数変換、フィルタリング、利得制御と、
−ｎ個の伝送チャネルの周波数帯合成器１０のｎ個のそれぞれの入力への配信と、を行なう。
【００２４】
合成器１０は、低レベルカプラー（非常に少ない電力で動作する）を含む。合成器は、ｑ個の周波数帯域のそれぞれに属するすべての信号を加算し、したがって、適切な周波数帯に属する一組のチャネルをｑ個の出力のそれぞれへ送る。
【００２５】
したがって複数の伝送チャネル信号に対応し得る合成器１０の出力信号｛帯域１〜帯域４｝は、次に、増幅器振幅／位相調整ユニット１１のｑ個の入力へ送られる。
【００２６】
ユニット１１のｑ＝４個の入力は、最初に、すべての増幅器に供給することができるように、信号｛帯域１〜帯域４｝（以下、周波数帯信号と呼ぶ）の電力を分割する役目を果たす一組の分割器１１１に接続される。したがって、８個のアクティブ増幅器が存在する本ケースでは、各周波数帯信号｛帯域１〜帯域４｝は、一組の分割器１１１を出る８個の周波数帯信号に分割される。４×８個に分割された周波数帯信号のそれぞれは、１つの移相器／利得減衰器１１３でそれぞれ受信される。
【００２７】
４個の周波数帯における伝送チャネルの分配と８個のアクティブ増幅器の使用は、３２個の移相器／減衰器の使用を必要とした。より一般的には、伝送チャネルのｑ’個の周波数帯への分配とｐ’個のアクティブ増幅器の使用はｑ’×ｐ’個の移相器／減衰器の使用を必要とするものと考えられる。
【００２８】
増幅器のアラインメントのための振幅および位相調整は、各サブ帯域および各増幅器に対して行なわれる（すなわち、図６の実施形態によると３２個の独立な調整）。
【００２９】
３２個の移相器／減衰器の後には４−１タイプの８個の加算器１１５のブロック１１４が続く。加算器１１５のそれぞれは、それぞれの入力が１つの特定周波数帯信号に対応する移相器／減衰器の１つの出力信号をそれぞれ受信する４つの入力を含む。加算器のそれぞれは、以下に説明する増幅ユニット１２１のアクティブ電力増幅器の１つに送られる４個の様々な周波数帯信号の組み合わせをその出力へ供給する。
【００３０】
ユニット１２１の電力増幅器のそれぞれは、通常、線形進行波管増幅器（ｌｉｎｅａｒｉｚｅｄ  ｔｒａｖｅｌｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｔｕｂｅ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＬＴＷＴＡ）であるが、ソリッドステート電力増幅器（ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｐｏｗｅｒ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＳＳＰＡ）であってもよい。
【００３１】
ユニット１２１の増幅器の後には８−１タイプの加算器１２２が続き、その出力信号はフィルタ１２３によりろ過され、次にビーム形成用の放射ソース１３に送られる。
【００３２】
図７には、図６の実施形態によるユニット１２１の増幅器の振幅または位相・周波数応答を概略的に示す。帯域毎の最大分散は制限され、一方、全動作帯域は広く、そして電力損失により制約されない。
【００３３】
本解決法の利点は、広い周波数帯にわたる増幅器間のアラインメントを可能にすることであり、これにより、多重チャネルの用途において並列に配置される増幅器と、柔軟な有効搭載量に対する多くの機会を開く解決法と、を使用することができる。
【００３４】
なお、多くの移相器と減衰器の使用は、重量、電力消費、コストという点で影響が大きいが、これは依然として全く許容可能な範囲のままである。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2010500802.tif 000011
2010500802.tif 000012
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