フェーズドアレーアンテナを用いた21GHz帯放送衛星システムの伝送容量と送信電力の関係

摘要

21GHz帯は衛星放送用として割り当てられた周波数であり21.4から22.0GHzの600MHzという広い帯域を有する．一方，21GHz帯では波長が短くなるため降雨による電波の減衰が大きい．このため，降雨減衰に対する補償技術がITU-Rで研究課題（22-1/6）となっている．筆者らは，効率的な降雨減衰補償を可能とする方法として，衛星搭載アレーアンテナを使用して，晴天地域にはほぼ一定の電力で照射しつつ大きな降雨減衰が生じている地域への電力を増強する方式を研究している．この研究結果をITU-Rに寄与し，勧告ITU-R BO.1659「17.3GHzから42.5GHzの周波数帯を用いる放送衛星に適用される降雨減衰補償技術」として承認されている．本論文では，国内80個所の降雨強度データを使用し，21GHz帯における主に降雨減衰による受信C/Nの低下量を算出し，変調方式をパラメータとして，年間の時間率で0.1％の降雨減衰による受信C/N劣化を補償するのに必要となる電力束密度を示す．イメージングレフレクタアンテナを使用して降雨減衰補償を行う場合において，高ビットレートの伝送が可能となる広帯域チャネル幅で，かつ上記の所要電力束密度を満足する給電アレーの送信電力を示す．