衛星通信部

で表わされる。Γは偏波整合係数，PjΓjはj番目ビー ムから放射された電力がサイドロープや偏波の不完全性 のため，i番目地球局に漏れ込んでくる電力である。従 って，十分な分離をとるためには主ビーム方向で偏波の 純度をよくすることと，サイドロープを十分に低くする ことが重要な技術的課題となる。通常この分離度は27 dBないし30dB必要とされている。
　−応用分野−　ここでは衛星月マルチビームアンテナ に限定して話を進める。図1はこの技術が各種衛星通信 にもたらすサービスの可能性を示した図である。マルチ ビーム衛星通信が真にその機能を有効に発揮するために は，衛星の大形化，姿勢・軌道の高精度制御技術，オン ボード交換器等他の重要技術の開発が前提となる。

図１　マルチビーム衛星通信

　この図から，マルチビームアンテナは様々な衛星通信 サービスに共通な重要技術であることが理解されよう。 しかしこのことは一つの形式のアンテナがすべてのサー ビスに有効だという意味ではない。例えば衛星放送や移 動体通信においては定められたサービスエリヤをくまな く照らす必要があるので，隣接ビームの交差するレベル （クロスオーバレベル）は高いことが望ましい。ところ が固定衛星通信用に使われる，通常の反射鏡を多数のホ ーンで照射する形式のアンテナでは，ホーンの物理的寸 法から隣接ビームをあまり接近させることは難しく，ク ロスオーバレベルが低く なってしまうので，放送 や移動体通信には不適当 ということになる。
　　各極マルチビームアンテナの方式と特徴
　マルチビームアンテナ を形式上から分類する と，反射鏡形，レンズ形， アレー形の三つの基本 形，及びこれらの複合形 がある。複合形は反射鏡 とアレー，レンズとアレ ーの組合せがほとんどで ある。前述の reconfiigurable beam antennaは， 複合形の代表的なもので ある。今後，多様な機能 と高度な性能を実現する ために，複合形の研究の比重が大きくなっていくものと 考えられる。
　表1は三つの基本形アンテナの特徴をまとめたもので ある。

表１　各種マルチビームアンテナ方式の比較

　マルチビームアンテナは，ビーム走査アンテナと技術 的共通点が多い。走査性に優れたアンテナはマルチビー ムアンテナにも適していると言える。反射鏡形，レンズ 形等焦点系のアンテナでは一次放射器の焦点位置からの ずれによって，光学で言う収差が生じ，利得の低下，サ イドロープの上昇等好ましくない結果となる。焦点距離 を長くすることでこれはある程度救済できる。反射鏡ア ンテナではカセグレンアンテナのように 複反射鏡構成にしたり，反射鏡の形状を 変えて焦点が二個存在するようにして収 差の影響が小さくなるように工夫したり している。
　　当所における研究計画
　−ACTS-G計画−　当所では52年度 から「宇宙開発計画検討委員会通信技術 衛星（ACTS-G）小委員会」を中心にマ ルチビームアンテナについて調査，検討 を進めてきたが，55年度から予算の裏付 けもついて，いよいよ本格的な研究を開 始することとなった。ACTS-Gには， 衛星間データ中継実験と，大形展開アン テナを用いた陸上移動体通信実験の二つ の主要ミッションがある。そして両方の ミッションに対し，マルチビームアンテ ナの使用が考えられている。（ACTS‐G の実験システム概念図は，本ニュース No.52参照）
　これに対し，我々は当面次の二つを研 究開発のターゲットとして設定してい る。
　(1)　データ中継用Sバンドマルチビー ムアンテナ
　(2)　アンテナ特性解析装置
　後者は，マルチビームアンテナをはじ め，複雑な給電系を持ち，多様な機能と 高度な性能が求められる衛星とう載用ア ンテナが，今後増々必要となることを考 慮して開発するもので，高精度の測定と アンテナの診断，解析を行うシステムで あり，アンテナ研究のための新しい道具 である。これについては機会を改めて述べたい。
　衛星間データ中継は，今後増加の一途をたどる低軌道 の各種科学衛星，気象衛星，海域・陸域観測衛星からの 多量の観測データや，地上からのコマンドを静止軌道上 の衛星を使って中継し，常時リアルタイムでデータ伝送 を行うシステムである。これについては，本ニュース No.24に詳しく紹介されているので参考にしていただ きたい。データ中継衛星の開発に拍車をかけるもう一つ の要因として，従来我国が衛星打上げの際，支援を受け ていた米国の衛星追跡局が経費削減のため廃止され， 1985年頃までに衛星（TDRS）中継システムに置換えら れる情勢となっていることから，我国も独自の衛星中継 による追跡，データ伝送システムの実用化を迫られるよ うになっているという背景がある。
　−衛星間データ中継のミッション−　高度1000�q （静止衛星からの視野角約20度）以下の各種科学衛星， 観測衛星からの観測データ，HKデータ等をデータ中継 衛星を介し地上のデータセンタヘ伝送する。また，地上 からのコマンドをデータ中継衛星経由でユーザ衛星に送 る。人工衛星の追跡，管制（測距を含む）も行う。表2 に本ミッションの主要諸元を示す。

表２　衛星間データ中継主要諸元

　-アンテナシステム−　このようなミッションを達成 するのに，どのような形式のマルチビームアンテナが望 ましいであろうか。実際のアンテナは，打上げロケット としてH-1を想定しても，その開口は2m程度である ので各ビームの利得には限度がある。また，サービスエ リヤ内の最低利得23dBを考慮すると，隣接ビームのク ロスオーバレべルはかなり高く保つ必要があることがわ かる。このような接近したビームを作ることは反射鏡 形，レンズ形では不可能に近い。このようなことから開 発要素の大なることは覚悟のうえで，本格的なマルチビ ームアレーの開発に取組むことにした。この方式を選ん だ他の理由として，このようなマルチビームアンテナ は，グロ一バルカバレージを持つ将来の航空，海上衛星 にも比較的容易に適用できること，即ち成果の波及が直 接的で開発の効率が良いこと，前述のアレー給電の反射 鏡やレンズアンテナ等複合形マルチビームアンテナに対 しても，多ビーム形成等の基本的技術が役立つこと等が ある。逆にAGIPAシステムを採用しなかった理由の一 つは，技術の波及に限度があると考えられるからである。 図2は開発を始めようとしているマルチビームアンテナ の構成の一つの案である。マルチビーム構成は受信側だ けで，19本のビーム出力はコマンドで選択され，リター ン回線（ユーザ衛星から中継衛星経由で地球に向かう回 線）用トランスポンダに接続される。
　マルチビームアンテナの心臓部とも言える多ビーム形 成はIF帯で行うようにし，ビーム合成を容易にし，か つその自由度を大きくしている。その部分の損失は多少 あるが，放射素子毎に接続される固体素子の低雑音増幅 器で十分なNFと増幅度を確保することによりIF帯損 失を救済できる。素子は20個程度を考えている。
　送信はコマンドの中継が主で，ユーザ衛星へのアクセ スの頻度やデータ量はそれ程多くないのでフェーズドア レーによる単一ビーム走査方式を採用することにしてい る。
　本システムの中で特に開発要素の大きいデ バイスとしては，(1)軽量で機械的強度に優 れ，高利得，低交差偏波の素子アンテナ，(2) コンパクトなRFモジュール，(3)多ビーム 形成回路があげられる。

図２　データ中継用マルチビームアンテナの構成

　　おわりに
　マルチビーム衛星通信は世界的に見て，今 実用化の幕開けを迎えていると言えよう。
　現在我国でも固定衛星通信，衛星放送，移 動体通信に対する新しい計画が目白押しに出 されてきているが，それらのほとんどにマル チビームアンテナの適用が考えられている。
　マルチビームアンテナに限らず，電波の利 用においてアンテナは最も基本的機器であ り，電波利用形態の多様化と複雑化によっ て，今後も増々高度なアンテナ技術が追求さ れるであろう。それに対する研究も常に系統 的に進められる必要があろう。今年度から開 始されたマルチビームアンテナの研究は，大 変に意欲的な内容であると自負している。皆 様方のご援助とご指導をお願いしたい。

（衛星通信部　第三衛星通信研究室　主任研究官　手代木　扶）

岡本　謙一

CCRS所有のコンベア580

　　カナダでの生活雑感
　外国生活を楽しく過すために最も大切なことは良い外 国人の友人を持つことだと以前から思っていたが，幸い にもこのことが実感として感じられた。オタワの人は， 一般に温厚で親切であった。私のように特に家族づれで 遠い国からやって来た人間に対してはそれだけ親切だっ たのかも知れない。CCRSの所員の多くも家族ぐるみ で仲良くつきあってくれた。オタワに到着した当初，ア パート探しでは，当所に一昨年滞在されたロスコーさん 夫妻に大変御世話になった。車の購入，保守等の日常生 活の面でも，CCRSの友人から助けてもらうことが度 々あった。自分自身がカナダの人に親切にしてもらった ことを思う時，当所を訪問される外国人に対しても親切 な態度で接するようにしたいと思う。CCRSの生活で は個室を与えられ比較的自由に研究することができた。 勤務時間は特に決っているわけではなく，所員の大多数 は朝8時から9時の間に来て，タ方4時〜6時の間に帰 宅する。昼休みは1時間で，他に10時と3時にコーヒー ブレイクがある。休み時間にはつとめて皆んなと話すよ うにしたが英語には本当にまいってしまった。緊張して 一所懸命聞いていても何を話しているのか見当がつかな いことが多くヒヤリングの力のないことが痛切に感じら れた。勤務先がオタワのバスルートから離れた飛行場の 近くに孤立していたため通勤には毎日車を用いた。冬期 は道路が凍結するため，スリップして車のコントロール を失い道路ぎわの川に落ちそうになったことも何度かあ る。夜遅く帰宅する時，車のヘッドライトの中によく野 うさぎの姿が見られた。オタワは文明都市であるが一歩 郊外に出ると野生のビーバーや鹿がおり，市のいたる所 にある公園にはりすがたくさんいる。市全体が一つの公 園といってもよい位であり，緑に恵まれ，秋の紅葉と初 夏の新緑は大変美しい。また4月のクロッカスや水仙， 5月のチューリップはみごとである。市の中央を流れる 運河は冬期凍り，多くの人々がその上でスケートをして いる。オタワの冬は寒く-30℃になることもあった。9 月に出発したため10カ月の滞在期間の内，その寒い冬を まるまる過し，過しやすい夏期に帰国するということに なってしまい，オタワから離れることの少いカナダでの 生活であったが，多くのカナダ人の友人を持つことがで き幸せな滞在でありた。研究面においては中途半端で CCRSに対する寄与もあまりできなかったが，5月に ハリファックスで開かれたカナダリモートセンシングシ ンポジウムのポスターセッションでCCRSの研究者と 共同で発表できた。あっという間に10か月が過ぎ，よう やくカナダに慣れた時期に帰国しなければならないこと は残念であった。
　最後にこのような有意義なカナダ滞在の機会を与えて いただいたことに深く感謝すると共に御世話くださいま した科学技術庁，電波研究所の関係各位に厚く御礼申し 上げます。

（衛星計測部　第一衛星計測研究室　主任研究官）

松浦　延夫

NASA/GSFC惑星大気研究部庁舎前にてR.F.Benson博士と筆者

　今回の米・欧研究機関訪問により多くの研究者と直接 研究動向について話し合うことができたが，特に国際協 力研究に参加している各国の機関を同時に訪問すること によりそれぞれ違った角度から研究動向を把握すること ができたのは有意義であった。最後に，このような機会 を与えられたことに対しまた今回の出張に際し色々御助 力いただいたことに対し，関係各位に深く感謝致しま す。

（平磯支所長）

四号館完成模型

ETS-II電波模型