100ビーム級マルチビームエッジカバレッジの高利得化検討

摘要

Abstract In designing of multibeam antenna, not only obtaining high gain of Edge of Coverage (EOC) in service area, but also minimizing interference to another beam which use same frequency as for re-use are required. Especially, it is important to maximize capacity and to achieve flexibility frequency allocation for communication design in proportion as increasing number of beams. A simulation study of obtaining high gain edge of coverage on a class of 100 multi beam antenna, which has many frequency re-use is described. In order to have much isolation between beams, it is necessary not only to make sidelobe low, but also to enlarge distance of same frequency re-use beams, consequently this results in constrains of decreasing EOC gain. We propose design method to obtain high isolations of re-use beams, even distance of re-use beams is close, for cases that the position of the peak of a beam and null of another re-use frequency beam to be coincident. This means that beam orthogonal property are maintained in this condition. In using this beam layout, a lot of beams are arranged with dense beams. As a consequent of this beam layout, it makes cross over level high, which also obtains high gain in service area. Several simulation results of multi beam design with large deployable reflector around 20m are indicated in this paper as for examples, and C/I improvement results are described by forcing constraints of number of beam at the same time. Further, dynamic beam control is shown as a key technology to obtain high gain of EOC.%マルチビームアンテナの設計においては，サービスエリア内のビームエッジの利得（EOC：Edge of Coverage）を高くし，且つ他ビームへの干渉を小さくすることが要求される．特にビーム数が多くなると，同一周波数繰り返しは，通信容量の増大や，フレキシプルな周波数割り当てなど，通信システムの設計に重要となる．本報告では，100ビーム級のマルチビームを想定し，同一周波数繰り返しが多い場合における，EOCの高利得化にづいて示す．通常，ビーム間アイソレーションを取るためには，低サイドロープ化を図り，且つ，同一周波数のビーム間隔を広くとる必要があるが，この場合EOC利得がピークより3～4dB低下する．EOCの高利得化のためには，ビーム間のクロスオーバーレベルを高くすることが考えられるが，ビーム間隔が狭くなり，干渉が増加する問題がある．ここでは，ビーム間隔を狭くレイアウトした場合でも，あるビームのピークと他の同一周波数ビームのヌル位置を一致させるようにすることで，干渉を低減できることを提案する．この結果として，ビームを密にレイアウトすることができるため，クロスオーバーレベルを高くでき，サービスエリア内の高利得化を図ることができる．例として，20m級アンテナを組合せた100ビーム級マルチビームアンテナの検討結果について示し，ビーム制御の制約を加えることでC／Iが改善できることを示す．又，ダイナミックなビーム制御がキーテクノロジであることも示す．