JPS63501673A - 操舵ビ−ム衛星通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 操舵ビーム衛星通信システム この発明は地上局間通信のための人工衛星を使用するシステムに関し、特にビー ムのキャリア周波数を変化することによって操舵される通信ビームのアンテナア レイを合体させる衛星通信システムに関する。

２、関連技術の説明 人工衛星は陸上移動業務の電話のような、地表面上の遠隔地間の通信を提供する ために現在使用されている。このようなシステムの１つの実施例は無視できない 重要なもの、すなわち成る実施例は地球上の静止軌道の人工衛星運動となる。

例えば、前記人工衛星は米国上の固定地点に位置されることができる。前記人工 衛星は、米国の何れか２地点間の通信信号の受信及び送信を許可するために、南 北方向及び東西方向で十分なビーム幅を有するアンテナを所持する。前記南北方 向のビーム幅は、望むならば、米国及びカナダの両国を含むために拡張すること ができる。南北方向の略４．５°のビーム幅は、カナダ及び米国の両国をカバー するために十分である。前記東西方向のビーム幅は、所望の範囲を提供するため に略８°とされるべきである。南北及び東西方向の前述のビーム幅を有するアン テナの使用で発生する問題は、所望されるものより僅かな信号利得を有すること である。これは、前記アンテナの放射素子をドライブするための大電力増幅器を 必要とする。

前述の衛星通信システムに於いて、このような広帯域ビーム幅アンテナは、前記 範囲を提供するために少なくとも２つの重複ビームで使用されてきており、分離 した大リフレクタの使用を要求する所望の重複部分に伴うこのようなビームの発 生は、各々直径約１６フイートである。しかしながら、通信衛星の構造に於いて 、それは前記構造及び人工衛星のような打上げを容易にするために、物理的な大 きさ、重量及び電力要求を減するために望ましいものである。

発明の摘要 この発明は、地上局間の人工衛星を経て通信するためのシステムを提供する。前 記システムは、地表面の弧に沿って離れて一定間隔が保たれた地上局のセットと 、前記弧の見えるところの地球上に位置された人工衛星から成る。放射素子のア レイは、前記人工衛星上で展開されると共に、前記放射素子に接続された周波数 応答ビーム形成器は、電磁放射線のビームを形成するために提供される。前記ビ ームは逐次に前記局の個々の放射線を傍受するために前記放射線のキャリア周波 数に応じて操舵可能となる。前記地上局のそれぞれの周波数に従ったそれぞれ上 部リンクキャリア及び下部リンクキャリアの周波数は、前記地上局に帰するキャ リア周波数の勢力で前記人工衛星から地上局にビームへの自動位置決めを許可す るために、前記弧に沿った位置で単調に変化する。

この発明の別の重要な特徴は、アンテナアセンブリの構造に応じて通信衛星の構 造の簡易化を許可する。簡易化したアンテナ構造は、２つの共焦のパラボラ状の りフレフタの使用によって得られるもので、その１つは大きいものであると共に 、１つは小さいものである。前記大きなりフレフタは前記人工衛星の打上げの間 折りたたまれ、そして展開のためにその後広げられる。前記アンテナ形状は、相 対的に僅かなラジェータのために相対的に大きな開口を供給するようなアンテナ ラジェータのアレイのアンテナ開口の拡大のために提供する。

これら及びこの発明の他の特徴と利益は、図面に従った以下のより詳細な説明か ら理解される。

前述の態様及びこの発明の他の特徴は、以下の説明で明白にされ、添付の図面に 関連して得られる。

第１図はこの発明に従って地表面上に形成されたスポットビームの様式化された 絵画図、 第２図は入射波面とラジェータの直線アレイの素子間の関係を示す線図、 第３図は送信モードの間ラジェータの二次元的アレイの勢力を図式で示す図、 第４図は電磁波を受信するための第３図の二次元的アレイの勢力に相応する線図 、 第５図はこの発明のアンテナのアンテナ素子の交互の配置を示す図、 第６図はこの発明を実行する人工衛星によって使用するためのアンテナアセンブ リを図式で示すもので、補助リフレクタと主リフレクタの側面図、 第７図は第６図のアセンブリの主リフレクタ、補助リフレクタ及び前記補助リフ レクタに面する一次ラジェータの４×２のアレイの正面図、 第８図は第６図のアンテナアセンブリのための照準規正器外の角度にビーム操舵 の機能としてチャンネル数によって確認される地上局の直線配置を示す図、 第９図は第６図のアンテナアセンブリのための照準規正器外の角度にビーム操舵 の機能としてチャンネル数によって確認される地上局の直線配置を示す図である 。

好ましい実施例の説明 この発明は、地上局間で通信するための新規のシステムから成る。以下の説明は 、この発明を作成及び使用するために、何れの当業者によって可能となるために 供給されるものであり、特定の適用及びその要求に関連して提供されるものであ る。好ましい実施例に対する種々の変形は、当業者によって容易に明白になり、 そしてここで明らかにされる一般的な原則は、この発明の精神と範囲から逸脱す ることのない他の実施例及び適用に供給され得る。故に、この発明は示された前 記実施例に制限されるべくつもりはないものであるが、この中で明らかにされる 原則及び特徴に関連した最大の範囲に適うべきものである。

第１図はこの発明で使用される人工衛星（図示せず）によって作り出された模範 的なスポットビームを説明するもので、それは地球（２０）上の静止軌道に於い てである。２つのスポットビーム（２２，２４）が説明される。第１のスポット ビーム（２２）は、米国（２６）及びカナダ（２８）の東海岸に沿って十分に広 がる。第２のスポットビーム（２４）は、米国（２Ｇ）　及びカナダ（２８）の 西海岸に沿って十分に広がる。この発明に従って、前記人工衛星は、それぞれ第 １及び第２のスポットビーム（２２，２４）によって包囲した地表面の範囲内に 位置した地上局から及び地上局に、情報搬送放射線を送信及び受信する。以下に より十分に明白にされるように、それぞれ第１及び第２のスポットビーム（２２ ，２４）の範囲パターンは、通信のための有効な周波数帯域が、最大の通信容量 が必要な地球（２０）の表面の領域に集中されるように選択される。故に、アン テナ利得用法は、相対的に少ない通信容量が必要とされる領域の入射とされるア ンテナ利得の量を十分に制限することによって、最も効果的にされる。それ故、 前記人工衛星のアンテナのパワー要求は、アンテナ利得が人工衛星通信範囲が稀 薄に居住する領域のような相対的に低い領域に於いて大いに消散されないことに よって、相対的に低いものである。

前記人工衛星は、地球（２０）の表面と交差してスキャンする一次元的ビームの ために提供するアンテナシステムを搬送する。このようなスキャンが経度または 緯度のような地表面の弧、若しくは緯度に関連して傾斜された弧に沿って指向す ることができる一方、スキャンニングは、地球（２０）の大きい環の弧に従うス キャンバスを提供する東西方、向のスキャンニングによって、第１図に描かれた 地形のために、最も効果的になし遂げることができる。この発明の好ましい実施 例として、前記スキャンニングはアンテナシステムの放射線素子中で固定遅延（ 後述される）を使用することによって、及び地球（２０）の表面上の異なった地 理的な位置のために異なった周波数を使用することによって、満たされるもので ある。

これによって、前記スキャンニングはビームの各位置のために前記放射線の周波 数の変化によってなし遂げられ、そして加うるに、複数のビーム（図示せず）は 、前記ビームの各々の電磁放射線の異なった周波数の提供によって同時に発生す ることができる。

南北方向より東西方向の方が狭いファンビームが要求される電磁パワーを最小限 にするために使用することができると同時に、アンテナ構造の簡易と協同して要 求されたパワーの重要な減少は、環状の対称を有すると共に環状断面のビームを 提供する放射素子（後述すべく）のアレイの使用によって得られることができる 。したがって、この発明の好ましい実施例のアンテナシステムは、一般に環状の 断面で４．５°の幅のビームを提供する。

この発明の使用に於ける例として、人工衛星は陸上移動電話業務のために選定さ れることができる。２つの周波数帯はこのような業務のために割当てられるもの で、すなわち、ダウン・リンク帯のための８６６−８７０ＭＨｚ、及びアップ・ リンク帯のための８２１−８２５ＭＨｚである。これら帯域の各々は、４ＭＨｚ 幅で単側波帯音声通信を圧縮するために、地球（２０）の表面上の個々の地上局 に個々に割当て可能とされる、略１０００周波数スロット中に細別されることが できる。

前記局が東から西に一様に位置されたとすると、各局に伴って異なった経度とさ れるもので、割当て可能なチャンネルは、略０，１度のスキャン角度内で有効と なるアップ・リンク及びダウン・リンクを具備する。

故に、前記チャンネルは周波数に於いて一様に離れて一定間隔が保たれ、ビーム は成るチャンネルから次のチャンネルにシフトされた前記ダウン・リンク（また はアップ・リンク）として東西方向で一様にステップされる。東西方向の前記局 の一様な配置で、前記ビームは前記局の各々で、その東西成°　分に応じて集中 されることができる。しかしながら、事実上の手法として、前記局は前記ビーム の東西スキャンニングバスに沿って前記局の一様でない配置を提供している米国 （２６）及びカナダ（２８）の種々の地理的範囲で密集しがちである。

その結果として、ピーク信号振幅は前記局の全てのため、得られることができな い。

例として、２５の地上局が０．　１°のスキャン角度内に位置され、ピーク信号 振幅からの応答削減はＯ，’０１ｄＢ（デシベル）未満であることが仮定される 。これは、東西方向のピーク信号利得に関連した信号利得の平均損失が、略０． ８ｄＢとなる分割固定ビームを使用する前述の有効な衛星通信システムに渡って 重大な改善を表す。前述に注意されるように、このような前述の衛星通信システ ムは、直径略１６フイートと測定される複数の大きなアンテナリフレクタを有す るアンテナシステムを使用し、同時にこの発明のアンテナシステムはこの後に説 明されるような単一の大きなりフレフタのみ要求する。故に、この発明は、前記 アンテナシステムの簡易化した機械的構造に伴う信号利得の改善された一様性の ために提供する。

第２図は前記アンテナシステムの周波数スキャンニング動作を明白にすることに 於いて有効な゛線図を示す。４つの放射素子（３２）のセットは、電磁放射線の 外向性の波面の面及び直線に沿って平行に配置される。前記波面の入射角度また はビームスキャン角度は、素子（３２）のアレイに対する垂線（３４）に関連し て測定される。周波数スキャンは、前記アレイ中の進行時間遅延の導入によって 平面アレイアンテナで発生される。前記進行時間遅延は、位相の差異が放射され た信号の周波数に比例したものであるような前記素子（３２）の１つに隣接する ことによって、励磁された信号の位相の差異のために提供する。前記動作のこの 解釈は、外向性の波面を装い、素子（３２）のアレイの動作が入射波面に等しい 源を供給する解釈のために相反するということが理解される。前記周波数に対す るスキャン角度の関係、素子間隔及び時間遅延は以下の方程式によって与えられ る。

それ故、 Ｄ−素子間の間隔 σ−ビームスキャン角度 λ−放射線の波長 Δψ−隣接した素子間の位相増加量 ｆ−帯域中央に比例した周波数、 ΔＴ−隣接した素子間の時間遅延増加量前記放射素子（３２）は、マイクロ波エ ネルギーのソース（３Ｂ）と、前記ソース（３６）に結合された遅延ユニット（ ３８）の列を経て付勢される。前記遅延ユニット（３８）の各々は、前述の方程 式（１）及び（２）に参照された時間遅延増加量を提供する。前記ソース（３６ ）が前記アレイの左側で素子（３２）に直接的に接続される一方、次の素子（３ ２）が前記ソース（３６）に対する前記遅延ユニット（３８）の１つによって接 続される。

第３及び第４の素子（３２）に前記ソース（３６）によって供給された信号は、 ２つ及び３つの遅延ユニット（３８）によって、それぞれ遅延される。これは、 外向性の波長のための前記角度を提供するため、直線位相関係を提供する。ラジ ェータ（３２）の２つの隣接した素子の間の位相増加量は、遅延増加量及び放射 線の周波数の結果のために比例したものである。

この結果が３６０°に等しいものであるとき、前記波長は素子（３２）のアレイ に対して垂線の方向で伝達する。第２図に示されるように、垂線（３４）の右側 に波面を指向するための大きな位相量を作り出す周波数の値を増加すると同時に 、前記垂線（３４）の左側に前記波面をドライブすると共により少ない位相量を 作り出す周波数を減少する。これによって、前記波面は、素子（３２）のアレイ について対称的にスキャンすることができる。

第３図は方形で４×２のアレイを形成するためのロー及びコラムを配置した放射 素子（３２）の二次元的アレイ（４０）を活性化するための電気回路構成の実施 例を示す。例えば、各放射素子（３２）は、周知の形状のグイポールラジェータ を構成し得る。前記電気回路構成は、４つの電力増幅器（４４）のセットと、ド ライバ増幅器（４６）及び前記ドライバ増幅器（４Ｂ）の共通出力端子に対して 前記電力増幅器（４４）の１つにそれぞれの入力端子を接続する４つの遅延ユニ ット（４８）のセットを具備する送信機（４２）として示される。前記放射素子 （３２）のアレイ（４０）は、一方向にスキャンされるアンテナ（５０）として 供給する。各コラムの４つ全ての素子は、共通の位相でパラレルにドライブされ る。これ１ヒよって、放射線の結果的なビームの操舵は、第２図の直線アレイに 関連して明らかにされる動作に従う。前記遅延ユニット（４８）の各々は、周知 の回路構成を使用している集中パラメータ全通過回路網で便利に構成される。前 記遅延ユニット（４８）は、相対的に低いパワーで動作するように前記電力増幅 器（４４）より進んで位置されるもので、そしてこれによってパワー損失を最小 限にする。

第４図は人工衛星でアップ・リンク信号を受信するための回路配置を示し、第４ 図の配置は第３図の配置に同様である。

第４図は、前述の第３図に示される放射素子（３２）の方形の４×２のアレイ（ ４０）に伴つアンテナ（５ｏ）を示す。各カラムの素子（３２）は、受信システ ム（５１）の前段増幅器（６８）に供給される素子（３２）の直列結合によって 発達された総電圧に伴って直列に接続される。これらは、放射素子（３２）の各 カラムによって受信された信号を増幅するための１つの前段増幅器（６８）であ る。各前段増幅器（６８）のそれぞれの出力端子は、それぞれ遅延ユニッ）　（ ４８）に結合される。前記４つの遅延ユニット（４８）は、受信機（５３）の共 通出力端子に各々接続される。第４図の遅延ユニット（４８）の動作は、第３図 の始めに記述されたのと同じである。第３図及び第４図の配置の両者に於いて、 前記遅延ユニット（４８）は、それぞれのコラムの素子（３２）によって受信さ れる信号間の差動遅延を導き、この差動遅延は第２図に関連して述べられてきた 前記遅延ユニット（３８）によって伝えられたそれらと同じである。地上局との 通信で使用される各周波数で、第４図の回路構成は、第３図のダウン・リンクビ ームの編成のために述べられてきたのと同様の手法の分割アップ・リンクビーム を提供する。前記前段増幅器（６８）及び前記遅延ユニット（４８）は、受信シ ステム（５１）から成る。前記受信機（５３）はそれぞれアップ・リンク通信チ ャンネルの周波数帯域に調整されるもので、これによって複数の局から信号の同 時受信を許可するということが理解される。

第４図のアレイ（４０）の４×２の配置が、前記ビーム編成プロセスの動作の解 釈に於ける例によって呈されることも、また注意される。人工衛星の好ましい実 施例で使用されるべく前記アレイの交互の配置は、第５図の例として説明される 。

それは、第５図に記述された７つの放射素子の六方アレイ（５４）から成る。放 射素子（５６）の同じ六方アレイ（５４）は、アップ・リンク及びダウン・リン ク通信の両者のために使用されるべきである。

第６図及び第７図に、この発明で合体した人工衛星（２７）によって搬送される アンテナシステム（３０）の構造的詳細を示す。アンテナシステム（３０）は、 主リフレクタ（７４）と、補助リフレクタ（７Ｂ）　、及び放射素子（３２）の 前述の４×２のアレイ（４０）から成り、これらの全てはフレーム（７８）によ って支持される。ラジェータ（３２）のアレイ（４０）は、補助リフレクタ（７ ６）の前方に厳密に固められるもので、且つ前記補助リフレクタ（７６）と共に 人工衛星（２７）の内部に位置される。主リフレクタ（７４）は、補助リフレク タ（７６）より十分に大きいものであると共に大きいサイズとされるべくもので あり、打上げの間折り曲げられ、そして前記人工衛星または宇宙船（２７）が軌 道に位置したとき、広げられる。主リフレクタ（７４）が広げられ、前記主リフ レクタ（７４）は前記人工衛星（２７）の外側に広がる。フレーム（７８）の内 部は、第６図及び第７図にも示されるように、ロケットエンジン及び燃料タンク のような他の宇宙船設備であり、これによって前記アンテナシステム（３０）が 、人工衛星（２７）によって容易に搬送できることを表す。

この発明の特徴に従って、前記アンテナシステム（３０）の成分の配列は、これ まで使用されてきたそれを越える衛星アンテナのための重量及び複雑さの重大な 削除を提供する。これは、パラボラ状の反射表面の主リフレクタ（７４）及び補 助リフレクタ（７６）を構成することによってなし遂げられ、前記２つの表面は 共焦のパラボラのセットとして適応させる。

前記２つの共焦のパラボラの効果は、六方アレイ（５４）の明白な寸法を拡大す るためのものである。アンテナの反射表面のこのような配置は、Ｂｅ１ｌ　Ｓｙ ｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ出版で１９７９年２月に出版さ れたＤｒａｇｏｎｅ　ａｎｄ　Ｇａｎ５による“Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｒｅｆｌｅｃ ｔｏｒ　Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ　ｔｏ　Ｆｏｒｍ　ａ　ＳｃａｎｎｉｎｇＢ ｅａｍ　ＩＪｓｉｎｇ　ａ　Ｓｍａｌｌ　Ａｒｒａｙ”と称する記事に述べられ る。第６図及び第７図に示されるように、この発明の好ましい実施例で使用され た配置に伴い、増倍係数は４．７である。前記アレイ（４０）の８つの放射素子 （３２）は、アンテナの複雑さの実質の削除を表し、同様の大きさの素子の直接 ラジェータが使用されてきたとすると、合計１５５の放射素子は同じアンテナ性 能を与えるために必要とされてきた。前述のアップ・リンク及びダウン・リンク 周波数帯域の場合、そして略１波長の直径の放射素子（３２）の場合、差動遅延 の適切な値は、第２図の遅延ユニット（３８）または第３図及び第４図の遅延ユ ニット（４８）によって提供され、地球（２０）の表面上の地上局の十分に一様 な配置の場合のために１８５ナノ秒となる。

８°の東西の範囲を提供するため、前記アップ・リンク及びダウン・リンクは一 ４°から＋４″の弧によってスキャンされる。４．７の増倍係数の故に、放射素 子（３２）のアレイ（４６）のスキャン角度は、主リフレクタ（７４）からの出 力スキャンのそれから、同じ倍率因数４．７によって拡大しなければならない。

それ故、前記放射素子（３２）によって作り出されるビームは、前記アレイ（４ ０）に対する標準の何れの側に対する１８．８’の弧によってスキャンされねば ならない。

前述の差動遅延の値、１８５ナノ秒は、前記アレイ（４０）に対する標準の何れ の側に対しても１８．８’のスキャンを提供する。

第８図及び第９図は、放射素子（３２）のアレイ（４０）に対して標準と比較し てスキャンされたビームの角度偏差と関連した前記人工衛星（２７）と地上局間 の多数の通信チャンネル間の関係を示す。第８図は、第１図に描かれた米国及び カナダのの東海岸と西海岸間に一様に配置された地上局（２２）の理想的な位置 を説明する。第９図は、地上局の大きな数が米国の東側に見出される地上局の一 様でない配置を説明する。

第８図の上のグラフは、西（−４°）から東（＋４°）に米国を横切ってスキャ ンするビームとして、前記主リフレクタ（７４）からの出力ビームによって通過 された数周間の直線関係を説明する。第８図の下のグラフに示されるチャンネル 数７度は、平均値１０００／８−１２５である。

第９図の一様でない場合として、幾つかのチャンネル数は、スキャンされたビー ムの東方のオリエンテーションのために、より速やかに蓄積するチャンネル数に 伴って、前記人工衛星（２７）からの出力ビームの西方のオリエンテーションの ため、相対的にゆっくりと蓄積するためにわかる。これは、第９図の上のグラフ の曲線によって表示される。第９図の下のグラフは、通信／スキャンの度のため に有効なチャンネル数の変化を示すもので、これらは西方へ指向されたビームの ための減ぜられたチャンネル数７度、及び東方へ指向されたビームのための増加 したチャンネル数７度である。

前記遅延ユニット（４ｇ）によって提供される差動遅延が、周波数に無関係であ る前記局に於いて、スキャンされたビームの最適の方向は、地上局の一様な配置 の理想的な位置のために得られる。地上局の一様でない配置のより適当な位置で 、前記スキャンされたビームは、その設計された地上局から僅かに置換えられる ことができる。前述の注意されたものとして、このようなビーム・ポインティン グ誤りは、０．１度のビーム・ポインティングエラーのために０６０１デシベル 未満により、信号レベルを減する。

前記スキャンニングは、異なった遅延に対する周波数応答成分を導くことによる 地上局配置の前述の不統一性を適応するために適合することができる。第９図に 描かれた一様でない配置の場合として、放射素子（３２）のアレイ（４０）のカ ラム間の異なった遅延（第３図を見よ）は、送信帯域（第９図の高い数字のチャ ンネル）の高い周波数の端に於いて１３１ナノ秒であるのに対し、送信帯域（第 ９図の低い数字のチャンネル）の低い周波数の端での２６２ナノ秒間で変化する 。

前述の２６２ナノ秒と１３１ナノ秒の遅延は、第３図の送信機によってダウン・ リンクのビーム形成にのみ供給し、他の遅延の値は第４図の受信機によって提供 されるアップ・リンクビームのビーム形成動作で使用される。

異なった周波数帯域で使用された遅延の値、すなわちアップ・リンク及びダウン ・リンク周波数帯域は、方程式（１）及び（２）から明らかにされるこれらの帯 域の中心周波数に逆比例されるものである。差動遅延の削除は、成るチャンネル から次のチャンネルへの地球（２０）の表面上のビーム位置の変位の応答削除に 伴う継続的なビーム間の減ぜられた移相量の結果となる。これによって、前記ビ ームは地上局の高密度の領域に、より正確に位置されることができる。応答様式 に於いて、前記周波数として前記ビームの増加された運動に於ける結果とされる 差動遅延の増加は、成るチャンネルから次のチャンネルにシフトされるものであ り、故に地上局の僅かな密集した配置に対するビームの位置を適応する。

第８図及び第９図の両者に於いて、前記チャンネル数は前記アップ・リンクまた はダウン・リンク帯域の何れかの特定の周波数に相当する。地球（２０）の大き な環の弧に沿った地上局の位置に応じて、第１図に関連して説明されるように、 前記周波数を前述の弧に沿った位置に伴って単調に変化する種々の局のために選 択することがわかる。

前述の説明の故に、この発明の通信システムは地上局と静星（２７）のアップ・ リンク及びダウン・リンクの両者の周波数スキャンニングと協同して、地上局の それぞれの周波数に対する特定の周波数の指定が、前記システムの回路構成の簡 易化を許可する。加えて、２つの共焦のパラボラ状のりフレフタの使用は、放射 素子のアレイが要求された素子の数を減する増倍係数を提供する。スキャンされ たビームの使用も、幾らかのりフレフタを減することによるアンテナシステムの 物理的な大きさをも減する。これらは軽い重量となり、より効果的な衛星通信シ ステムが結果として生ずる。

前述のように説明されたこの発明の実施例が実例となるのみであり、且つその変 形が当業者によって生じてもよい、ということが理解される。従って、この発明 はこの中で説明された実施例に制限されるようにみなされるべきではないが、添 付の請求の範囲によって明らかにされるようにのみ制限されるべきである。

Ｆｉｇ、　１゜ Ｆ　ｉ　ｇ、　１０゜ 国際調査報告 １ｍＭ１＋’ｌ・−＾−内”””＝　ＰＣＴ／υｓ　８６１０１８８４　２ＡＮ ＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ｒＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＦ、ＲＥＰＯ ＲＴ　ＯＮ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．地上局間で人工衛星を経て通信するためのシステムで、 地表面の弧に沿って離れて一定間隔が保たれた地上局のセットと、 前記弧の見える所に位置が定められる人工衛星と、前記人工衛星によって伝えら れた放射索子のアレイと、 逐次に前記局の個々の放射線を遮断するために前記放射線のキャリア周波数に関 連して操舵可能である電磁放射線のビームを形成するための前記放射素子に接続 した周波数応答ビーム形成器とを具備し、 前記局のそれぞれの周波数に関連したアップ・リンクキャリア及びダウン・リン クキャリアの周波数は前記地上局に指定されたキャリア周波数の勢力上の前記人 工衛星から地上局へのビームの自動位置決めを許可するために前記弧に沿った位 置に伴って単調に変化する地上局間衛星通信システム。
2. ２．前記それぞれの局のためのアップ・リンクキャリアは周波数のアップ・リン ク帯域から選択され、前記それぞれの局のためのダウン・リンクキャリアは前記 周波数のアップ・リンク帯域から異なった周波数のダウン・リンク帯域から選択 される請求の範囲第１項記載のシステム。
3. ３．前記放射素子に接続された第２の周波数応答ビーム形成器とを更に具備し、 前記ビーム形成器の各々は前記放射素子のそれぞれの素子の信号間で遅延を導き 、前記ビーム形成器の１つは前記アップ・リンク周波数帯域のビームを形成する と共に前記ビーム形成器の他のものは前記ダウン・リンク周波数帯域のビームを 形成する請求の範囲第２項記載のシステム。
4. ４．前記放射素子のアレイと前記地上局間で放射線を指向するための前記人工衛 星によって伝えられたアンテナアセンプリを更に具備し、前記アンテナアセンブ リは２つの共焦のパラボラ状のリフレクタを具備する請求の範囲第１項記載のシ ステム。
5. ５．前記バラポラ状のリフレクタの１つは前記パラボラ状のリフレクタの他のも のより小さく、前記小さいリフレクタは前記放射素子のアレイの前方に正確に固 められる請求の範囲第４項記載のシステム。
6. ６．前記２つのパラボラ状のリフレクタの大きい方は前記人工衛星の打上げの間 折りたたまれ、且つ地球上の静止軌道の前記人工衛星の位置上で広がる構成とな り、前記大きなリフレクタは広げられ、前記小さいリフレクタの凹状の表面に面 する凹状表面を有し、前記アンテナアセンブリは大きな開口に対して前記放射素 子のアレイの効果的な開口を掛け、前記放射素子のアレイから放射する放射線の スキャンニング角度は増倍係数によって減少される請求の範囲第５項記載のシス テム。
7. ７．前記それぞれの局のためのアップ・リンクキャリアはアップ・リンク帯域の 周波数から選択され、且つ前記それぞれの局のためのダウン・リンクキャリアは 前記アップ・リンク帯域の周波数から異なったダウン・リンク帯域の周波数から 選択されるもので、 前記システムは前記放射素子に接続された第２の周波数応答ビーム形成器を更に 備え、前記ビーム形成器の各々は前記放射素子のそれぞれの素子の信号間の遅延 を導き、前記ビーム形成器の１つは前記アップ・リンク周波数帯域のビームを形 成すると共に前記ビーム形成器の他のものは前記ダウン・リンク周波数帯域のビ ームを形成する請求の範囲第６項記載のシステム。
8. ８．前記ビーム形成器の各々は前記地表面の弧に沿って指向された平面のビーム をスキャンする請求の範囲第７項記載のシステム。
9. ９．前記スキャンニングは東西方向になし遂げられる請求の範囲第８項記載のシ ステム。