Welcome to Masayoshi Tanaka  Website  

Research activities of wireless & satellite communications in the following laboratories.
-  College of Industrial Technology, Nihon University, 
     Department of Electrical and Electronic
     Engineering.​
-  NTT Electrical Communications Laboratories.
  

（１）実験用静止通信衛星「さくら」（CS）静止軌道上の搭載通信機器の性能評価

・CS: 1977(昭和５２)年　12月15日打上げ

　　
　CSは、日本における実用衛星通信システムを実現するための実験衛星で、この衛星を用いて各種の通信実験が行われました。

 

Ref:

• Masayoshi Tanaka, Akio Iso, T.Yoshikawa, M.Iguchi, H.Wakana, and K. Kosaka, "Characteristics of CS On-board Communication Equipment and the Satellite Link", IEEE AES VOL. AES-22, NO. 3, pp246-254, May 1986.   (Ref pdf)

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（２）技術試験衛星　ETS-IV号(きく3号）による固体増幅器の宇宙での放射線暴露実証実験

　ETS-IV号: 1981(昭和５6)年　2月11日打上げ

 

　ETS-IV衛星は、気象衛星、通信衛星、放送衛星など350kgクラスの静止衛星打ち上げ用N-IIロケットの 打ち上げ能力の確認と搭載実験機器の機能試験などに使用されました。 NTTでは、C-band (4GHz)の電力増幅器(HPA)の高信頼化を目的として、固体電力増幅器(SSPA)の宇宙での放射線暴露実証実験を計画し、 実験装置の開発・製作と実験を行いました．これまでのC-bandの電力増幅器には、真空管である進行波管増幅器（TWTA)が使用されていました．この宇宙実験を通して，GaAsFETを用いたSSPAの衛星搭載用HPAとしての性能を確認し，商用衛星であるCS-３衛星のC-band (6/4 GHz) 中継器にGaAsFET SSPAを搭載しました． 

 

（３）実用通信衛星　CS-２号 (さくら２号)　搭載通信システムの開発

  NTT は ，1983 年に C-band (6/4 GHz) と Ka-band (30/20 GHz) の中継器を搭載したCS-2 衛星を使用して，離島通信と非常災害通信を開始しました．ＮＴＴ研究所では，CS-2 衛星搭載用中継器の開発を担当しました．

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     CS-2 a:　1983年(昭和58)　2月14日　打ち上げ.

     CS-2 b:　1983年(昭和58)　8月 6日　打ち上げ.

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（4）実用通信衛星　CS-3号 (さくら3号)　搭載通信システムの開発

 

　　CS-3a号: 1988(昭和63)年　2月19日打上げ

　　CS-3b号: 1988(昭和63)年　9月16日打上げ

 

　さくら3号（CS-3）は、CS-2の通信サービス(非常災害時通信、離島通信など国内公衆通信及び公共通信)を継続し、 増大かつ多様化する通信需要に対応するとともに、 より高度な通信衛星に関する技術の開発などを目的として打ち上げられました．

　NTTは，搭載用通信機器についての技術開発を行い，エンジニアリングモデル(EM)を開発試作し，その成果を宇宙開発事業団(NASDA:現在JAXA)に引き継ぎました．

　30/20 GHz帯中継器として，小型，軽量化を行うために，衛星内で上りの周波数を一度の変換で下りの周波数に変換するsingle-conversion型 transponder を開発しました．ＣＳ－2までは二度の変換を行うdouble-conversion型でした.　

　以下は，CS-３で実現した主要技術です．

①部品を含めて純国産技術による衛星搭載通信機器の実現

②30 GHz band low noise amplifier, 30/20 GHz band down-converter ，20　GHz band limiter amplifier を開発しました．

 この結果， 30/20 GHz band の single-conversion型 transponderとMIC 受信機を実現しました．

③4 GHz band 7 W 出力 GaAs FET 電力増幅器(SSPA)の実現． HPAの高信頼化を実現しました．

 これまでは，進行波管増幅器（ＴＷＴＡ）を使用していました．

⑤20 GHz band TWTA の高出力化，高効率化，高信頼化を実現．

　

　CS-3aは1995年11月30日、CS-3bは1996年5月31日をもって定常運用を終了しました。

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Ref:

• 小沢啓佑，高田昇，近藤健，田中 將義, “CS-3衛星を支える新技術”，電子情報通信学会,信学会誌，Vol.71，NO.8，pp815-827，1988.  (Ref pdf)

• 田中將義，岡本照喜，中村誠，堀川浩二,　通信衛星3号搭載30/20 GHz 帯中継器の設計,　電子情報通信学会論文誌，信学論（B）,Vol. J69-B, NO.11, pp 1470-1479，1986.  (Ref pdf)

• Masayoshi Tanaka, K Horikawa, H. Mizuno, and K.Okada, "Performance Evaluation of CS-3 Transponder", 15th International Symposium on Space Technology and Science (15th ISTS), pp1035-1041, 1986. (Ref. pdf)

• Masayoshi Tanaka, Makoto Nakamura, Teruyuki Okamoto, and Hiroyuki Kumazawa, "30/20 GHz and 6/4 GHz Transponder Development for Communications Satellite CS-3",　ICC, 16.5.1-16.5.6, pp 507-512, 1986.  (Ref pdf)

• Masayoshi Tanaka, Hideki Mizuno, and Yutaka Nagai, 30/20 GHz band Transponder performance for Japanese Communications Satellite CS-3, 14th International Symposium on Space Technology and Science(14th ISTS), pp 787-792, 1984.  (Ref pdf)

•  鈴木涼太，田中將義，試作を完了した通信衛星3号エンジニアリングモデル，vol.37, No.6, 施設   (Ref pdf)

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（５）技術試験衛星VI型「きく6号」（ETS-VI）　搭載マルチビーム通信機器の開発

  　

ETS-VI号: 1994(平成6)年　８月２８日打上げ

　ETS-VIは、1990年代における高性能実用衛星開発に必要な 大型三軸衛星バス技術の確立を図るとともに、 高度の衛星通信のための搭載機器の開発・実験をめざして開発されました。
　NTT研究所では，衛星搭載用のKa-bandとS-bandのマルチビーム通信機器を開発しました．

　大きな衛星搭載アンテナを使用して，サービスエリアを複数の狭いビームでカバーするマルチビーム衛星通信は，地上局での受信電力を高めることが出来ます．この結果，伝容容量の増加と地上局の小型化，経済化が可能になります．
　NTTでは，このマルチビーム衛星通信の宇宙実証実験を行うために，国の技術試験衛星ETS-VIプロジェクトに参加し，Ka-band (30/20 GHz)の固定通信，S-band (2.6/2.5 GHz) を使用する移動通信用の衛星搭載機器の開発を行いました．
　特に，SS (Satellite-Switched)-TDMAと動的にチャネルを割り当て可能な移動通信システムを実現しました．これには，新たに衛星搭載用の大規模サテライトスイッチ(IF-SW)とマルチポート増幅器(MPA)によるフレキシブルで高効率の衛星移動通信システムを開発しました．さらに，衛星搭載通信機器の小型化，軽量化，高信頼化を実現しました．

 

我々が世界に先駆けて開発したマルチポート増幅器は，1994年にETS-VI衛星に搭載されました．軌道上で運用し，性能確認を行いました．

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Ref:

　概要：

• Shuichi Samejima, Masayoshi Tanaka and Isao Ohtomo, Overview of satellite on-board multibeam communications system for ETS-VI, Acta Astronautica Vol.28, pp293-300, 1992.  (Ref pdf)

•  鮫島秀一，田中將義，大友　功，八坂哲雄，新しい技術試験衛星ETS-VIに搭載される通信機器を開発，NTT技術ジャーナル，pp53-57, 1989.6  (Ref pdf).  

• 八坂哲雄，田中將義，移動体衛星通信，電子情報通信学会,信学会誌，Vol.72,NO.11,pp1306-1310,1989.  (Ref pdf)

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　マルチビーム通信用衛星搭載通信機器の開発​

•  田中將義，山本員市，堀川浩二，荒木克彦，ETS-VI搭載移動体通信機器の概要、信学技報，SAT93-81, 1993-12,  (Ref pdf)

• Masayoshi Tanaka, K. Yamamoto,& K.Horikawa,Ka-band and S-band Transponder Technologies for Satellite On-board Multibeam Communications System, Asia-Pacific Microwave Conference (APMC'92),pp261-264,1992.  (Ref pdf)

• Masayoshi Tanaka, M.Nakamura, M.Kawai, and I.Ohtomo, Experimental Fixed and Mobile Multibeam Satellite Communications System, IEEE International Conference on Communications(ICC), ICC'89, pp1587-1594, 52.4.1-52.4.8,1989.  (Ref pdf)

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​　マルチポート増幅器：Ref

• K.Yamamoto, Masayoshi Tanaka, "High output port isolation and low intermodulation distortion multi-port-amplifier", 22nd European Microwave Conference (EMC), pp1137-11422, 1992. (Ref pdf) 

• K.Horikawa, Masayoshi Tanaka, & Kazuichi Yamamoto, "A Highly Flexible and Highly Efficient 100 W S-band Transponder for Multibeam Mobile Satellite Communications", 14th AIAA, AIAA-92-1823,pp148-154, 1992, March 1992.  Ref.   (Ref pdf)

• K.Horikawa, Masayoshi Tanaka, "S-band Linearized Solid State High Power Amplifier for ETS-6",17th ISTS, pp1773-1778,1990. (Paper pdf)

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　Satellite-Switched-TDMA用スイッチ（IF-SW)：​

• Katsuhiko Araki, Masayoshi Tanaka, ETS-VI On-Board Dynamic Switches for Multi-beam Satellite Communications, 20th European Microwave Conference, pp293-298,1990.  (Ref pdf)

• Katsuhiko Araki, Masayoshi Tanaka, Haruhiko Kato, Onboard Large-scale Monolithic IC Switch Matrix for Multibeam Communications Satellites, Acta Astronautica, Vol. 19, NO. 1, pp41-45, 1989.  (Ref pdf)

　

　軌道上性能評価：

• 坂本　宏，堀川浩二，田中將義，田中博，きく6号固定通信及び移動体通信用中継器の軌道上性能評価，信学技報，SAT95-25, 1995-07,   (Ref pdf)

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（６）実用通信衛星　N-STAR　a,b号の通信システムの開発
　　・N-STAR a号機: 1995(平成7)年　8月打上げ
　　・N-STAR b号機: 1996(平成8)年　2月打上げ

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　N-STARは，CS-3の後継機とし，4つの周波数帯，5つのミッションの通信機器を搭載し，S-band移動体通信，C-band, Ka-band, Ku band を用いた公衆網統合衛星システム， Ka-band 高速広帯域の新サービスを提供する通信衛星です．これらの実現に向けて，ETS-VI搭載通信機器で開発した技術をベースとして， 異周波数帯チャネル間接続，マルチポート増幅器(MPA)を用いた移動通信用マルチビーム中継器， サテライトスイッチを有するKa帯マルチビーム中継器等の先端技術を開発しました． NTT DoCoMoでは1996年3月より‐STARを利用した衛星移動通信サービスを開始しました。

​

Ref:​

　　概要：

• Tadashi Mukai, Masayoshi Tanaka, and Kazuo Nakagawa, Our_New_Star: N-STAR, NTT Review, pp22-28, Vol.8, No.5, 1996．(Ref pdf)

​

​　　衛星搭載機器の開発：

• Masayoshi Tanaka and K.Yamamoto, New Technologies in N-STAR Communication Payload, 17th American Institute of Aeronautics and Astronautics(AIAA) International Communication Satellite Systems Conference(17th ICSSC), AIAA-98-1248,pp190-200, 1998.  (Ref pdf)

• 田中將義，N-STAR搭載中継器，信学技報 SAT96-140,1997.  (Ref pdf)

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​　　MPA:

• M.Tanaka, K.Yamamoto, S.Egami, K.Ohkubo, “S-band multiple beam transmitter for N-STAR”, AIAA (16th ICSSC), no.96-1159-CP, pp.80-85, Washington DC.,USA, Feb, 1996. Ref.

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（７）衛星搭載機器の経済化を目指した部品の信頼性評価法について

　衛星通信の経済化を目的として，地上の無線通信装置に使用されている部品（GUP）を衛星搭載機器に導入する際の新しい部品の信頼性価法を提案している．
　これまで，衛星搭載機器には，高信頼性を保証するために，特別に製造された高価な部品(STP)が使用されてきた．
　近年，GUPの信頼性はSTPに匹敵する信頼性を有している．さらに，GUPは大量生産されるために．STPに比べて格段に安価である．

　GUPの使用に当たり，以下の方法を適用した．
①GUPの故障率を精査する．
②これまでに信頼性保証が行われていないGUPを選別し，衛星搭載機器に要求される衝撃，振動，放射線照射試験等を実施する．
③潜在的な欠陥がないことを確認するために，衛星搭載機器ﾚﾍﾞﾙに適用するものと同等のバーンイン試験を実施する．

　NTTは，上記のETS-VIプロジェクトに参加して，固定通信，移動通信用のマルチビーム衛星通信機器を開発した．
これらの機器の約70％に相当する多くの部品にGUPを採用した．
3500時間以上の中継器レベルのバーイン試験を行い，1件の故障も観測されなかった．
　本方法は，衛星搭載機器の経済的構築並びに衛星通信の発展に有効であると考えている．
 

Ref:

• Hiroshi Sakamoto, Masayoshi Tanaka, "Implementation of Generally Used Parts for Satellite On-board Equipment", 18th ISTS, 1992. (Ref pdf)  

• Hiroshi Sakamoto, Masayoshi Tanaka, New reliability assurance method effective for economical satellite on-board equipment,43rd IAF, IAF-92-0420, 1992.  (Ref pdf)