(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の増幅器から第２の増幅器へ増幅器の出力を切り替える出力切り替え手段を含む衛星搭載用増幅装置であって、
前記出力切り替え手段は０度ハイブリッド回路による分合波回路で構成されることを特徴とする衛星搭載用増幅装置。
【請求項２】
前記分合波回路では入力信号が分波出力されることを特徴とする請求項１記載の衛星搭載用増幅装置。
【請求項３】
前記第１および第２の増幅器と異なる複数の増幅器の出力を多重する多重手段と、前記多重手段の出力を分波する分波手段とを含むことを特徴とする請求項２記載の衛星搭載用増幅装置。
【請求項４】
前記分合波回路にて分波された信号と前記分波手段にて分波された信号とを合波する他の分合波回路を含むことを特徴とする請求項３記載の衛星搭載用増幅装置。
【請求項５】
前記他の分合波回路では入力信号が分波出力され、さらに合波および分波を所定回数繰り返した後、各々の出力は異なるアンテナ素子に分配されることを特徴とする請求項４記載の衛星搭載用増幅装置。
【請求項６】
前記他の分合波回路は０度または９０度ハイブリッド回路で構成されることを特徴とする請求項４または５記載の衛星搭載用増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星搭載用増幅装置に関し、特に衛星搭載用マイクロ波中継器ハイパワー出力回路において、多素子アンテナ分波回路に出力増幅器の現用または予備からの信号を入力する衛星搭載用増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の衛星搭載用増幅装置、一例として従来の衛星搭載用マイクロ波中継器ハイパワー出力回路について説明する。図２は従来の衛星搭載用マイクロ波中継器ハイパワー出力回路の一例の構成図である。
【０００３】
同図を参照すると、従来の衛星搭載用マイクロ波中継器ハイパワー出力回路の一例は、スイッチ（ＳＷ）１と、現用増幅器２と、予備増幅器３と、スイッチ（ＳＷ）４と、増幅器５と、スイッチ（ＳＷ）６と、現用増幅器７と、予備増幅器８と、スイッチ（ＳＷ）９と、多重回路１０と、分波器１１と、分合波回路１２と、分波器１３および１４と、合波器１５と、分波器１６と、分合波回路１７と、分波器１８および１９と、合波器２０と、分波器２１と、合波器２２とを含んで構成される。
【０００４】
現用増幅器２および７、予備増幅器３および８、ならびに増幅器５は一例として大電力増幅器（ＨＰＡ：  Ｈｉｇｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）で構成されている。
【０００５】
スイッチ（ＳＷ）１と、現用増幅器２と、予備増幅器３と、スイッチ（ＳＷ）４とにより第１のハイパワー出力回路が構成される。スイッチ（ＳＷ）１は図示しない第１のチャネルアンプからの信号を現用増幅器２または予備増幅器３に出力する切り替えスイッチである。スイッチ（ＳＷ）４は現用増幅器２または予備増幅器３からの信号を多重回路１０へ出力する切り替えスイッチである。現用増幅器２は現在使用されている増幅器であり、予備増幅器３は現用増幅器２に障害等が発生した場合に現用増幅器２と交換する予備の増幅器である。
【０００６】
増幅器５により第２のハイパワー出力回路が構成される。増幅器５は図示しない第２のチャネルアンプからの信号を増幅し多重回路１０へ出力する。
【０００７】
スイッチ（ＳＷ）６と、現用増幅器７と、予備増幅器８と、スイッチ（ＳＷ）９とにより第３のハイパワー出力回路が構成される。スイッチ（ＳＷ）６は図示しない第３のチャネルアンプからの信号を現用増幅器７または予備増幅器８に出力する切り替えスイッチである。スイッチ（ＳＷ）９は現用増幅器７または予備増幅器８からの信号を多重回路１０へ出力する切り替えスイッチである。現用増幅器７は現在使用されている増幅器であり、予備増幅器８は現用増幅器７に障害等が発生した場合に現用増幅器２と交換する予備の増幅器である。
【０００８】
多重回路１０はこれら第１〜第３のハイパワー出力回路の出力信号を多重し分波器１１へ出力する。
【０００９】
分波器１１は入力された信号を分合波回路１２および１７に分波して出力する。
【００１０】
分合波回路１２は分波器１１から入力された信号を分波器１３および１４に分波する。
【００１１】
分波器１３は入力された信号を２波に分波し出力する。一方の分波出力は合波器１５へ出力される。他方の分波出力はそのまま出力され、図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ａへ出力される。
【００１２】
分波器１４は入力された信号を２波に分波し出力する。一方の分波出力は合波器１５へ出力される。他方の分波出力はそのまま出力され、図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｂへ出力される。
【００１３】
合波器１５は入力された２つの信号を合波し、分波器１６へ出力する。
【００１４】
分波器１６は一方の分波出力をそのまま図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｃへ出力し、他方の分波出力を合波器２２へ出力する。
【００１５】
分合波回路１７は分波器１１から入力された信号を分波器１８および１９に分波する。
【００１６】
分波器１８は入力された信号を２波に分波し出力する。一方の分波出力は合波器２０へ出力される。他方の分波出力はそのまま出力され、図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｆへ出力される。
【００１７】
分波器１９は入力された信号を２波に分波し出力する。一方の分波出力は合波器２０へ出力される。他方の分波出力はそのまま出力され、図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｇへ出力される。
【００１８】
合波器２０は入力された２つの信号を合波し、分波器２１へ出力する。
【００１９】
分波器２１は一方の分波出力をそのまま図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｅへ出力し、他方の分波出力を合波器２２へ出力する。
【００２０】
合波器２２は入力された２つの信号を合波し、アンテナ（ＡＮＴ）素子ｄへ出力する。
【００２１】
このように、第１〜第３のハイパワー出力回路の出力が分合波され、アンテナ素子ａ〜ｇに各々供給される。また、スイッチ（ＳＷ）１、４、６および９により現用および予備増幅器の切り替えが行われる。
【００２２】
なお、スイッチ（ＳＷ）１、４、６および９は機械式の切り替えスイッチである。
【００２３】
次に、分合波回路１２および１７の構成の一例について説明する。図３は０度ハイブリッド回路の一例の構成図、図４は９０度ハイブリッド回路の一例の構成図である。
【００２４】
分合波回路１２および１７は一例として、図３または図４に示す公知のハイブリッド回路で構成することが可能である。
【００２５】
図３を参照すると、０度ハイブリッド回路の一例が表示されている。同図を参照すると、０度ハイブリッド回路３１は入力ポート３２および３３と、出力ポート３４および３５を有している。
【００２６】
そして、入力ポート３２に信号Ｓ１が入力された場合、出力ポート３４および３５に同相の信号Ｓ１が出力され、入力ポート３３に信号Ｓ２が入力された場合、出力ポート３４および３５に同相の信号Ｓ２が出力され、入力ポート３２および３３に信号Ｓ１とＳ２が同時に入力された場合、出力ポート３４および３５に同相の信号Ｓ１およびＳ２が出力される。
【００２７】
なお、入力ポート３２と３３間にはアイソレーションがあるため、入力ポート３２と３３の一方に信号Ｓ１またはＳ２が入力されても他方のポートにはこれらの信号Ｓ１またはＳ２は現れない。
【００２８】
このように、０度ハイブリッド回路３１は入力信号を分波および合波する機能を有している。
【００２９】
図４を参照すると、９０度ハイブリッド回路の一例が表示されている。同図を参照すると、９０度ハイブリッド回路４１は入力ポート４２および４３と、出力ポート４４および４５を有している。
【００３０】
そして、入力ポート４２に信号Ｓ１ａが入力された場合、出力ポート４４に同相の信号Ｓ１ａが、出力ポート４５に９０度位相が異なる信号Ｓ１ｂが出力され、入力ポート４３に信号Ｓ２ａが入力された場合、出力ポート４５に同相の信号Ｓ２ａが、出力ポート４４に９０度位相が異なる信号Ｓ２ｂが出力され、入力ポート４２および４３に信号Ｓ１ａとＳ２ａが同時に入力された場合、出力ポート４４には信号Ｓ１ａとＳ２ｂ、出力ポート４５には信号Ｓ２ａとＳ１ｂが出力される。
【００３１】
なお、入力ポート４２と４３間にはアイソレーションがあるため、入力ポート４２と４３の一方に信号Ｓ１ａまたはＳ２ａが入力されても他方のポートにはこれらの信号Ｓ１ａまたはＳ２ａは現れない。
【００３２】
このように、９０度ハイブリッド回路４１も入力信号を分波および合波する機能を有している。
【００３３】
一方、この種のアンテナ分配回路の一例が特許文献１に開示されている。これは２系統の無線装置をハイブリッドカプラを介して２系統のアンテナ装置に接続する基地局装置に関する発明で、９０度ハイブリッドカプラを用いることにより、アンテナ間で漏洩した電力を打ち消すというものである。
【００３４】
また、他の例が特許文献２に開示されている。これはハイブリッドを用いた衛星搭載アンテナ分配器で、入力信号が分波器で４分割され、その４つの出力が９０度ハイブリッドからなる電力結合器および８個の増幅器を介して他の電力結合器に入力されて新たな４つの信号に合成され、合波器で１つの帯域信号として合成されるというものである。
【００３５】
【特許文献１】特開２００４−３１２２５５号公報（段落００１９，００５５，００５７、００６９、図１および図３）
【特許文献２】特開平４−２６８８０５号公報（段落００１８〜００２０、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
一方、図２の第３のハイパワー出力回路（スイッチ（ＳＷ）６と、現用増幅器７と、予備増幅器８と、スイッチ（ＳＷ）９とから構成される回路）を参照すると、出力側のスイッチ（ＳＷ）９が機械式スイッチで構成されているため、次のような課題がある。
【００３７】
第１の課題は増幅器７または８の高出力信号がスイッチ（ＳＷ）９を通過するが、スイッチ（ＳＷ）９は他の切り替え部材に比べ耐電力性が低いということである。
【００３８】
第２の課題は高出力信号の切り替えにスイッチ（ＳＷ）９のような可動デバイスを使用しているため、他の切り替え部材に比べ信頼性が低いということである。
【００３９】
第３の課題は他の切り替え部材に比べ価格的に高価なスイッチを使用するため、ハイパワー出力回路の原価が高くなるということである。
【００４０】
一方、特許文献１開示の発明は、漏洩防止を目的としており、ハイブリッドカプラを漏洩防止に用いている。これに対し、本発明は耐久性、信頼性が高く、かつ安価な切り替え部材を提供することを目的としており、その目的が特許文献１開示の発明と全く異なる。
【００４１】
また、特許文献２開示の発明は、混変調歪量を減少させることを目的としている点で本発明と全く異なるほか、ハイブリッドへ入力される信号が、ハイブリッドの接続関係で決定される位相関係で位相合成されるという構成であり、ハイブリッドを出力切り替えに用いる本発明とは構成も全く異なる。
【００４２】
そこで本発明の目的は、機械式スイッチよりも耐久性、信頼性が高く、かつ安価な切り替え部材をハイパワー出力回路の切り替えに使用することが可能な衛星搭載用増幅装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
前記課題を解決するために本発明による衛星搭載用増幅装置は、第１の増幅器から第２の増幅器へ増幅器の出力を切り替える出力切り替え手段を含む衛星搭載用増幅装置であって、前記出力切り替え手段は０度ハイブリッド回路による分合波回路で構成されることを特徴とする。
【００４４】
本発明によれば、分合波回路の２つの入力ポートのうちの一方に信号が入力されると、その信号が分波して出力される。したがって、第１の増幅器がオフとなり、第２の増幅器がオンとなると第２の増幅器の出力が分合波回路から分波して出力される。このように分合波回路は第１の増幅器から第２増幅器に出力を切り替える作用を有する。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、増幅器の出力の切り替えに分合波回路を用いるため、機械式スイッチよりも耐久性、信頼性が高く、かつ安価な切り替え部材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る衛星搭載用増幅装置の最良の実施形態の構成図である。なお、同図において前述の図２と同一の構成部分については同一番号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
本発明に係る増幅器５１〜５５は一例として進行波管増幅器（ＴＷＴＡ：Ｔｒａｖｅｌｉｎｇ−Ｗａｖe Ｔｕｂｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）であり、これらの切り替えに使用するスイッチとして耐久性、信頼性が高く、かつ安価なものが求められる。本実施例は、一例として、図２における第３のハイパワー出力回路のスイッチ（ＳＷ）９の改良を目的としている。
【００４８】
図１を参照しながら、本発明に係る衛星搭載用増幅装置、一例として本発明に係る衛星搭載用マイクロ波中継器ハイパワー出力回路について説明する。同図を参照すると、本発明の第１のハイパワー出力回路はスイッチ（ＳＷ）１と、現用増幅器５１と、予備増幅器５２と、スイッチ（ＳＷ）４とを含んで構成される。
【００４９】
スイッチ（ＳＷ）１は図示しない第１のチャネルアンプからの信号を現用増幅器５１または予備増幅器５２に出力する切り替えスイッチである。スイッチ（ＳＷ）４は現用増幅器５１または予備増幅器５２からの信号を多重回路１０へ出力する切り替えスイッチである。現用増幅器５１は現在使用されている増幅器であり、予備増幅器５２は現用増幅器５１に障害等が発生した場合に現用増幅器５１と交換する予備の増幅器である。
【００５０】
本発明の第２のハイパワー出力回路は増幅器５３により構成される。増幅器５３は図示しない第２のチャネルアンプからの信号を増幅し多重回路１０へ出力する。
【００５１】
本発明の第３のハイパワー出力回路はスイッチ（ＳＷ）６と、現用増幅器５４と、予備増幅器５５と、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：  Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）６１および６２と、分合波回路６３とを含んで構成される。
【００５２】
スイッチ（ＳＷ）６は図示しない第３のチャネルアンプからの信号を現用増幅器５４または予備増幅器５５に出力する切り替えスイッチである。分合波回路６３は現用増幅器５４から帯域通過フィルタ６１を介して送信される信号と予備増幅器５５から帯域通過フィルタ６２を介して送信される信号とを切り替え、かつ切り替え後に得られた信号を分合波回路１２および１７へ分波して出力する。帯域通過フィルタ６１および６２はスプリアスの抑制を行なう。
【００５３】
図２の多重回路１０の出力側の分合波回路１２および１７を参照すると、入力ポートに空きが１つずつ存在することが分かる。本発明はこの空きポートを利用して分合波回路６３を接続している。
【００５４】
現用増幅器５４は現在使用されている増幅器であり、予備増幅器５５は現用増幅器５４に障害等が発生した場合に現用増幅器５４と交換する予備の増幅器である。
【００５５】
多重回路１０はこれら第１および第２のハイパワー出力回路の出力信号を多重し分波器１１へ出力する。
【００５６】
分波器１１は入力された信号を分合波回路１２および１７に分波して出力する。
【００５７】
分合波回路１２は分波器１１から入力された信号と、分合波回路６３から入力された信号とを分波器１３および１４に分波する。
【００５８】
分波器１３は入力された信号を２波に分波し出力する。一方の分波出力は合波器１５へ出力される。他方の分波出力はそのまま出力され、図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ａへ出力される。
【００５９】
分波器１４は入力された信号を２波に分波し出力する。一方の分波出力は合波器１５へ出力される。他方の分波出力はそのまま出力され、図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｂへ出力される。
【００６０】
合波器１５は入力された２つの信号を合波し、分波器１６へ出力する。
【００６１】
分波器１６は一方の分波出力をそのまま図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｃへ出力し、他方の分波出力を合波器２２へ出力する。
【００６２】
分合波回路１７は分波器１１から入力された信号と、分合波回路６３から入力された信号とを分波器１８および１９に分波する。
【００６３】
分波器１８は入力された信号を２波に分波し出力する。一方の分波出力は合波器２０へ出力される。他方の分波出力はそのまま出力され、図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｆへ出力される。
【００６４】
分波器１９は入力された信号を２波に分波し出力する。一方の分波出力は合波器２０へ出力される。他方の分波出力はそのまま出力され、図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｇへ出力される。
【００６５】
合波器２０は入力された２つの信号を合波し、分波器２１へ出力する。
【００６６】
分波器２１は一方の分波出力をそのまま図示しないアンテナ（ＡＮＴ）素子ｅへ出力し、他方の分波出力を合波器２２へ出力する。
【００６７】
合波器２２は入力された２つの信号を合波し、アンテナ（ＡＮＴ）素子ｄへ出力する。
【００６８】
このように、第１〜第３のハイパワー出力回路の出力が分合波され、アンテナ素子ａ〜ｇに各々供給される。また、スイッチ（ＳＷ）１、４、６および分合波回路６３により現用および予備増幅器の切り替えが行われる。
【００６９】
なお、スイッチ（ＳＷ）１、４および６は機械式の切り替えスイッチ、分合波回路６３は一例として図３に示す０度ハイブリッド回路で構成されている。さらに、分合波回路１２および１７は一例として図４に示す９０度ハイブリッド回路で構成されている。
【００７０】
次に、分合波回路６３の動作について説明する。分合波回路６３は一例として０度ハイブリッド回路で構成されているため、以下のような動作を行う。
【００７１】
初期状態において、現用増幅器５４および予備増幅器５５の両者が非稼動（オフ：ＯＦＦ）状態であるとする。
【００７２】
いま、現用増幅器５４が稼動（オン：ON）状態となると、現用増幅器５４から信号が出力され、その信号は帯域通過フィルタ６１を介して分合波回路６３の一方の入力ポートへ入力される。分合波回路６３は０度ハイブリッド回路で構成されているため、入力信号と同相の信号が２つの出力ポートから出力される。この一方の出力ポートの信号は分合波回路１２の空き入力ポートへ入力され、他方の出力ポートの信号は合分波回路１７の空き入力ポートへ入力される。
【００７３】
これに対し、予備増幅器５５が稼動状態となると、予備増幅器５５から信号が予備増幅器５５が稼動状態と出力され、その信号は帯域通過フィルタ６２を介して分合波回路６３の他方の入力ポートへ入力される。分合波回路６３は０度ハイブリッド回路で構成されているため、入力信号と同相の信号が２つの出力ポートから出力される。この一方の出力ポートの信号は分合波回路１２の空き入力ポートへ入力され、他方の出力ポートの信号は合分波回路１７の空き入力ポートへ入力される。
【００７４】
通常、現用増幅器５４および予備増幅器５５の一方のみが稼動状態となるため、分合波回路６３が切り替え部材として機能する。
【００７５】
なお、現用増幅器５４および予備増幅器５５の両方が同時に稼動状態になった場合にも、分合波回路６３を動作させることが可能である。この場合は現用増幅器５４および予備増幅器５５の両方の信号が分合波回路６３の両出力ポートから出力されることになり、切り替え動作とはならない。
【００７６】
すなわち、本発明によれば、現用増幅器５４および予備増幅器５５のいずれか一方が稼動状態になれば、分合波回路６３からその稼動状態になった増幅器の出力信号が２つのポートから出力されることになる。つまり、分合波回路６３は切り替えスイッチと分波回路の両方の機能を有することになる。
【００７７】
したがって、分合波回路６３を０度ハイブリッド回路のようなパッシブデバイスで構成することにより、機械式スイッチに比べ耐電力性を高くすることができ、また機械式スイッチのような可動部品を用いないため機械式スイッチに比べ信頼性を高くすることができる。さらに、０度ハイブリッド回路のようなパッシブデバイスを使用するため、機械式スイッチに比べ安価な部品で構成が可能なため、ハイパワー出力回路の原価を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る衛星搭載用増幅装置の最良の実施形態の構成図である。
【図２】従来の衛星搭載用マイクロ波中継器ハイパワー出力回路の一例の構成図である。
【図３】０度ハイブリッド回路の一例の構成図である。
【図４】９０度ハイブリッド回路の一例の構成図である。
【符号の説明】
【００８０】
１，４，６  スイッチ（ＳＷ）
１０  多重回路
１１，１３，１４，１６  分波器
１８，１９，２１  分波器
１２，１７，６３  分合波回路
１５，２０，２２  合波器
５１，５４  現用増幅器
５２，５５  予備増幅器
６１，６２  帯域通過フィルタ
【図１】
0005260827.tif 000002
【図２】
0005260827.tif 000003
【図３】
0005260827.tif 000004
【図４】
0005260827.tif 000005