DE2836195A1

DE2836195A1 - Optisches satelliten-nachrichtenverbindungssystem

Info

Publication number: DE2836195A1
Application number: DE19782836195
Authority: DE
Inventors: Fritz Gfeller; Daniel Wild
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-09-27
Filing date: 1978-08-18
Publication date: 1979-03-29
Also published as: IT7827920A0; CH618820A5; US4214807A; FR2404345B1; IT1174448B; GB1581025A; JPS5451701A; FR2404345A1; CA1097108A

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10504 pr-bm

Optisches Satelliten-Nachrichtenverbindungssystem

Die Erfindung betrifft ein Satelliten-Nachrichtenverbindungssystem mit Trägerfrequenzen im optischen Bereich, mit mindestens einem sendenden Laser und mindestens einer Richtverbindung zu einer terrestrischen Gegenstelle.

Für Nachrichtenverbindungssysteme geeignete Satelliten laufen vorzugsweise synchron mit der Erdumdrehung in einer sogenannten geostationären Bahn oberhalb des Erdäquators um. Die Grundgedanken der Erfindung sind jedoch sinngemäß auf alle Nachrichtenverbindungssysteme anwendbar. Dies trifft insbesondere auf alle Nachrichtenverbindungssysteme zur übertragung vom Weltraum zur Erde zu, auch wenn die Bahn des Satelliten oder des Raumfahrzeugs anders verläuft und die Verbindung mit der irdischen Gegenstelle nur zeitweilig möglich ist.

Ein Satellit auf einer 24-stündigen Umlaufbahn befindet sich ;in einer Höhe von etwa 35.800 km. Wenn dazu seine Bahnebene j sich senkrecht zur Erdachse erstreckt und deshalb mit der

jÄquatorebene der Erde zusammenfällt, scheint er am Himmel

,still zu stehen, weil er die Erddrehung synchron mitmacht.

j Seine Bahn wird dann als geostationär bezeichnet. Derartige Bahnen sind daher nur oberhalb des Erdäquators möglich.

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Ein Nachrichtensatellit enthält zur Verbindung von beispiels weise zwei Erdfunkstellen untereinander mindestens einen Transponder, dessen Empfänger das von einer ersten Bodenfunkstelle gesendete Signal empfängt und damit seinen Sender moduliert, der in einem anderen Frequenzbereich mit einer zweiten Bodenfunkstelle in Verbindung steht. Die heute üblichen Nachrichtensatelliten arbeiten mit Trägerfrequenzen im Bereich der Dezimeterwellen. Die Aufwärtsverbindung von der Erde zum Satelliten benutzt zur Zeit Frequenzen im Bereich von 6 GHz, die Abwärtsverbindung 4 GHz. Weitere in absehbarer Zeit gebrauchte Frequenzbereiche sind 12 bzw. 14 GHz. Die derzeit übliche Bandbreite beträgt 500 MHz. Die Frequenz umsetzung im Transponder ist 2,225 GHz. Um die an Bord eines Satelliten verfügbare Leistung gut auszunutzen, sollten die Antennen nicht in den vollen Raumwinkel sondern nur in diejenigen Richtungen ausstrahlen, in denen sich eine Gegenstelle befindet. Je nach den zu erreichenden Gebieten der Erdoberfläche ist ein größerer oder kleinerer Raumwinkel auszuleuchten. Um beispielsweise die Vereinigten Staaten von Amerika zu erfassen, muß der Durchmesser des erfassten Gebietes etwa 4.800 km sein. Dem entspricht ein öffnungswinkel der Richtstrahlverbindung von etwa 58 mrad oder 3,3 . Für einzelne Stationen oder ein kleineres Gebiet mit dicht benachbarten Stationen genügt ein ent-

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sprechend kleinerer Oeffnungswinkel. Liegen die zu cjj'gs senden irdischen Stationen weiter auseinander, sind mehrere RichtstiTihlverbindungen zu den einzelnen Stationen günstiger bezüglich der aufzuwendenden Leisiung als die globale Ausleuchtung eines ganzen Erdteils. Dar. erfordert jedoch eine vielseitige und aufwendige Antennenanlage für die einzelnen RichtsLrahlverbindungen. Der Aufwand wird erheblich, wenn die Antennenoharakteristik der Anlage auch noch je nach den Betriehserfordernisson änderbar sein soll. Im derzeit gebräuchlichen MikioweDenbereich ist diese Aufgabe praktisch undurchführbar.

Grössere nutzbare Bandbreiten für Nachrichtenübertragung sind in höheren Frequenzbereichen zu erwarten. Für günstige Empfangsmöglichkeiten aus dem Weltraum ist die Erdatmosphäre nicht nur für elektromagnetische Strahlung im sogenannten Radiofenster d.h. im GHz-Bereich durchlässig, sondern vor allem für Strahlung im optischen Bereich. Satelliten-Nachrichtenverbindungssystcme sind in Zukunft such mit Trägerfrequenzen im optischen Bereich zu erwarten. Eine in diesem Zusammenhang interessierende Literaturatelle ist die Arbeit "1 000-Mbits/s Intersatellitc Laser Communication System Techno logy" von ].D. Barry et al , in den IEEE Transactions on Communications, April 1976, Seiten 4 70 bis 478. Dieses System verwendet einen sendenden

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Laser im infraroten üonMrh bei 1, 0G_,um Wellenlänge, r!er.;.;pn l'iequenz optisch auf 5G3 TlIz verdoppelt wird, was einer Wellenlänge von 0,53 .um im grünen sichtbaren Bereich entspricht. Laserstrahlen rind nur sehr wenig divergent und lassen sich durch optische Einrichtungen bündeln und umlenken, weshalb sie für Richtverbindungen besonders geeignet sind.

Eine Antennenanlage mit einer Vielfach-Strahlungscharnk.tcrislik für eine Anzahl von gleichzeitigen Richtverbindungen erfordert einen grossen technischen Aufwand. Im Mikrowellcnbereich gibt es als technisch mögliche Lösungen beispielsweise Parabolstrahler, Hornstrahler oder Linsenantennen, die zu diesem Zweck einzeln mechanisch ausrichtbar sein müssen. Es gibt aber auch in der Richtcharakteristik steuerbare Vielfachantennen, die geeignet sind, wie Dipolwande mit in der Phase steuerbaren Speiseleitungen. In der Satellitentechnik ist ihre Anwendung jedoch sehr beschränkt, weil sie einerseits das Startgewicht unnötig vergrössern und andererseits für ihren Betrieb eine grössere elektrische Leistung erfordern, die vo.n der Bordstromversorgung aufgebracht werden muss.

Für den Aufbau entsprechender Antennenanlagen im optischen Bereich könnte man an mechanisch in der Richtung steuerbare Spiegeleinrichtungen oder Linsensystenie denken. Diese müssen ausserdein die Divergenz der einzelnen

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Strahlen bzw. den Oeffnungswinkcd der entsprechenden Beleuchtung «kegel Ginzusieilen ermöglichen.

Zur Gewichtsverringerung könnte man z.B. anstelle von mechanisch ausricht-

baren Parabolspiegeln leichtere optische Einrichtungen mit vergleichbaren Eigenschaften verwenden. Durch die Arbeit "Holographie Simulation of Parabolic Mirrors" von G.D. Mintz et al in Applied Optics, Band 14, Nr, 3, März 1975, Seiten 564 und 565, ist es beispielsweise bekannt geworden., dass man Hologramme erzeugen kann, welche Parabolspiegel in Raumfahrzeugen ersetzen können. In Nachrichtensatelliten wäre eine solche Anordnung bestenfalls für jeweils eine einzelne Richtverbindung geeignet. Eine kompliziertere Antennencharakteristik für vielseitige Verbindungsmöglichkeiten mit einer grösseren Anzahl von Bodenfunkstellen erfordert jedoch auch mit einer Vielzahl von einzeln steuerbaren holographischen Spiegeln einen erheblichen technischen Aufwand. · ·

Es ist bekannt, für Aufzeichnungseinrichtungen Abtastlichtpunkte mittels eines rotierenden Hologramms zu erzeugen. Die US Patentschrift 3.795.768 beschreibt eine Einrichtung, die ein rotierendes ebenes Reflexionshologramm verwendet. Ein weiteres Beispiel mit einem zylindrisclien rotierenden Transmissionshologramm für die Erzeugung von Abtastlichtpunkten ist in dem Auf-

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satz "Holographic Laser Beöin DoflGclnr" von R.V. Polo und Ii.P. in Applied Optic?;, tend )A, Nr. 4, April 1975, ,Seilen 976 bis 980 beschrieben.

Hologramme sind amplituden- und phasontreuo Aufzeichnungen von kohärenten Wellenfeldern. Sie zeigen das Interferenzbild der Wellenfrontrn aus einer Objektstrchlung und einer Referenzslruhlung in einem Ausschnitt einordie koliürente Strahlungsquelle umhüllenden Fläche. Durch Wechselwirkung mit einer der Roforonzsttcililung gleichartigen Beleuchtung kann die ursprüncrlicho Objeklstrahlung als Rekonstruktion des Wellonfeldes durch Hcugurig am Hologramm wiedergewonnen v/erden. Man verwendet als Rcierenzstrahlung bzv/. als Beleuchtung für die Wiedergabe ein möglichst einfacher, und leicht icproduzieibares Wellenfeld, beispielsweise einer ebenen Welle oder einer Kugelwelle. Das Hologramm wird meist durch geeignete Aufnahmetechnik eines abzubildenden Objektes hergestellt. Man kann Interferenzfiguren eines gegebenen oder eines beabsichtigten Wellenfeldes mit einer Referenzstrahlung jedoch in vielen Fällen auch berechnen und nach diesen Werten Hologramme synthetisch herstellen. Dabei ist es auch möglich, die Beugungserscheinungen gewisser Ordnungen künstlich zu bevorzugen.

Hologramme im allgemeinen Sinn, d.h. einschliesslich synthetischer Interferenzmustcr für die Wellenfrontrekonstruktion eines Wellenfeldes aus einer

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beleuchtenden kohärenten Strahlung können in verschiedenen Typen vorliegen, die entweder in Transmission oder in Reflexion verwendet worden. Nach ihrer Struktur können sie ähnlich don Beugungsgittern auf die Phase der einfallenden Strahlung, auf die Amplitude der Strahlung oder auf beides gleichzeitig einwirken. Dabei kann in ihrerFlnche, meist in einer Ebene, die Durchlässigkeit, die Absorption odoi der Brechungsindex entsprechend dem beabsichtigten Interferenzmuster örtlich variieren. Am einfachsten r.ind sogenannte dünne Hologramme herzustellen. Aber ihr Wirkungsgrad ist relativ gering. Die beste Ausnutzung der Wiedergabestrahlung für die We.llenf.iont rekonstruktion ist möglich in sogenannten dicken Hologrammen oder Volumen hologramrnen . In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf eine Arbeit "Hologram L'fficiency and Response" von Herwig Kogelnik, Laser Technology Section, November 1967, Seiten 68 bis 73 hingewiesen.

Die Holographie konnte sich erst namhaft entwickeln, nachdem eine ausreichend starke Quelle kohärenter Strahlung verfügbar war. Das ist der Laser, ein gepumpter optischer Oscillator mit einem durch zwei Reflektoren gebildeten Resonator. Dieser wird durch stimulierte Emission eines verstärkungsfähigen Materials zu Eigenschwingungen angefacht. Ein teilweise durchlässiger Endreflektor dient zum Auskoppeln eines grossen Anteils der erzeugten Strahlung. Diese Strahlung ist monochromatisch und in der Phase durch einen Modus

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einer Eigenschwingung des Resonators bestimmt. Sie ist daher eine kohärente Strahlung.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Satelliten-Nachrichtenverbindungssystem mit Trägerfrequenzen im optischen Bereich anzugeben, dessen Sendeeinrichtung eine

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bestimmte Vielfach-StrahlX.charakteristik oder eine Vielzahl jeweils einzeln ansteuerbarer Vielfach-Strahlungscharakteristiken aufweist. Mit dieser Vorrichtung soll es möglich sein, zur Versorgung eines eine bestimmte Anzahl von Gegenstationen aufweisenden Gebietes nicht das ganze Gebiet sondern jeweils nur die Gegenstationen aufweisenden Bereiche mit Sendeenergie zu versorgen. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebene Erfindung gelöst.

Die Erfindung ist daher wie schon oben angegeben/ dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des Lasers des optischen Senders mindestens ein Hologramm angeordnet ist, das mit der einfallenden Laserstrahlung als Referenzstrahlung die erwünschte Vielfach-Strahlungscharakteristik der auszusendenden ^! Strahlung erzeugt.

Es ist dadurch möglich, gezielt nur die gewünschten Bodenstationen anzuleuchten und so mit der an Bord des Satelliten verfügbaren Energie sparsam umzugehen. Die Anordnung ist denkbar unkompliziert aufgebaut und gewichtssparend. Das Strahlungsdiagramm des optischen Senders kann an verschiedene Situationen angepaßt werden, wenn man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mehrere HoLo^rcinnme for U-? Erzeugung von ver-SZ 9-77-001 -iz-

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schiedenen Strahlung scharakteristjken im Satelliten vorsieh!.. Diese· können je nach Bedarf durch Fernsteuerung aktiviert werden. Die Strahlung dos La «er.ν als optischer Träger für die codierLen Nachrichten des. optischen Senders; dient gleichzeitig auch als Wiedergabe strahlung für die Erzeugung der Autoiincncharakteristik durch Beugung am Hologramm. Jedes gespeicherte Hologramm für die Erzeugung einer gewünschten Vieliach-Strahlungschora-kerislik wird aktiviert durch die Strahlung des sendenden Lasers ,die unter einem bestimmten Winkel einfällt. Dieser Einfallswinkel der Laserstrahlung auf die Hologranine für die selektive Aktivierung eines Hologramms ist gemüss einer Weiterbildung der Erfindung einstellbar. Deshalb ist zwischen dem Laser und dem Volumenhologramm oder einem Stapel von dünnen Hologrammen ein Deflektor angeordnet. Dieser kann beispielsweise ein akustisch/optischer Deflektor oder ein elektrisch/optischer Deflektor sein.Aber auch elektro/rnechani sch einstellbare Glieder wie schwenkbare Spiegel sind als femsteuerbarer Deflektor im Strahlengang des Lasers geeignet. Für Reservezwecke oder auch für den möglichen Wechsel des Frequenzbereiches können mehrere Laser im Satelliten vorhanden sein, die wahlweise einschaltbar sind.

Die Erfindung wird anschliessend mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt in einer Uebersicht schematisch einen Nachrichtensatelliten, der mit einer Anzahl von Bodenstationen in einem Gebi.et

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der Erdoberfläche in Verbindung steht.

Fig. 2 zeigt in einem Blockdiagramm das erfjndungsgemäsEo Satelliten-Naehrichtenverbinduhgs system.

Gemär.s der Fig. 1 befindet sich ein Satellit 1 über einem Gebiet 2 der Erdoberfläche, das mit Sendungen zu versorgen ist. Wenn dieses Gebiet beispielsweise die Vereinigten Staaten von Amerika umfassen soll, muss sein Durchmesser bzw. die kleine Achse der Ellipse mindestens 4.800 km betragen. Um ein Gebiet dieser Grosse voll auszuleuchten, beträgt der Oeffnungt winkel des Belr-aichtungskegcls von der Achse zum Kegelmantel etwa 58 inrad oder 3,3° . Dafür wäre eine Impulsleistung des optischen Senders in der Grössenordnung von 20 kW erforderlich. Wesentlich geringere Impulsleistung genügt für gezielte Richtverbindungen zu einzelnen Bodenstatjonen, die beispielsweise zusammen in einem kleineren Umkreis 3 liegen. Einzelne Bodenstationen lassen sich mit noch kleineren Umkreisen 4 erfassen. Ihr Mindestdurchmesser liege beispielsweise in der Grössenordnung von 72 km, die mit dem Richtstrahl zu erfassen sind. Kleinere Werte können unzweckmässig sein, wenn die Anforderungen an die Lagestabilisierung] des Satelliten zu hoch werden. 72 km Lcuchtfleckdurchmesser lassen sich noch gut mit lotationsstabilisicrten, d.h. einachsig in der Lage stabilisierten Satelliten erreichen. Schär-

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fere Strahlkonzentration.erfordert jedoch eine aufwendige Layestdbilisieiung des Satelliten um drei Achsen. Aber die notwendige Impulslei.stung des optischen Senders liegt für eine solche Einzelrichtveibindung nur noch in der Grössenordnung von 4,5 W.

Wenn es also gelingt, die in einem grösseren Gebiet der Erdoberfläche verstreut liegenden Bodenstationen mit einzelnen scharf gebündelten Richtstrahlen gleichzeitig zu erfassen, kann an Bord des Satelliten erheblich an Sendeleistung gespart werden. Das Mittel , um die entsprechende Vieliach-Strahlungscharakteristik des sendenden Lasers zu erzeugen, besteht erfindungsgemäss in der Verwendung des Laserlichtes des optischen Senders auch als Wiedergabestrahlung, um durch Beugung an einem Hologramm das gewünschte Wellenfeld der Vielfach-Strahlungscharakteristik des optischen Senders zu erzeuget

Die Fig. 2 zeigt als Blockschema das erfindungsgerna'sse System. Ein Laser 5 ist die Strahlungsquelle des optischen Senders. Sein scharf gebündelt austretender Laserstrahl 6 durchläuft einen Modulator 7, der mit einer geeigneten Datenquelle 8 verbunden ist. Das mit der zu sendenden Information modulierte Laserlicht durchläuft anschliossend ein telezentrisches optisches System 9 zur parallelen Verbreiterung des Strahles. Der austretende verbreiterte Laser—

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strahl 10 durchläuft einen Defleklor 11, der die SLuuerrignak' für L.eine Betätigung von einer Steuereinrichtung 12 erhält. Mittels des Direktors 11 wird der Einfaltswinkcl <£- eingestellt, mit welchem der abgelenkte, verbreiterte Laserstrahl 13 auf das Hologramm 14 einfällt. Durch Beugung der einfallenden Laserstrahlung am Hologramm 14 werden die Wellenfronten rekonstruiert, die das erwünschte Wellenfeld der Vielfach-Strahlungr.charakteristik bilden. So kann ein optisches Antennendiagramm des optischen Senders erzeugt werden, das die gewünschte räumliche Verteilung der Senderenergie in einzelne Richrverbindungen zu ausgewählten Bodenstationen bewirkt.

Die auf das Volurnenhologramm oder auf einen Stapel von dünnen Holograminen als Referenz strahlung für die Wellenfrontrekonstruktion des Antennendiagrarnms einfallende Strahlung des Lasers ist vorzugsweise das Feld einer ebenen Welle. Der Einfallswinkel cL bestimmt, welches der gespeicherten Hologramme wiedergegeben wird. Jedes solche Hologramm bewirkt, dass das zur Erde gesendete Laserlicht gemäss der Anzahl von gewünschten Verbindungswegen in entsprechende Strahlrichtungen gesendet wird und jeder Richtstrahl dabei einen vorbestimmten Oeffnungswinkel des Beleuchtungskegels bildet. Bei weit auseinander liegenden Bodenstationen ist die Einsparung and Senderenergie beträchtlich im Vergleich zur sonst notwendigen globalen Ausleuchtung eines grösseren Gebietes der Erdoberfläche. Die verschiedenen möglichen Strahlungs·

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muster können so vorgesehen sein, dass beispielsweise bei wetterbedingten schlechten Empfangsmöglichkeiten einer bestimmten Bodenstation ein anderes Hologramm durch Fernsteuerung ausgewählt v/erden kann, das durch grössere Strahlleistung für diese Richtverbindung für einen Ausgleich sorgt. Möglicherweise kann das auf Kosten anderer Richtvcibindungen mit besseren Empiangsbedingungen erfolgen, wenn die gesamte Senderleistung begrenzt ist. Weiter können Hologramme für die Berücksichtigung von geplanten Erweiterungen des Netzes der Bodenstationen vorgesehen sein. Ferner kann beispielsweise vorgesehen sein, dass Gebiete mittlerer Grosse versorgt werden, in denen etwa mobile Funkstellen zu erreichen sind.

Der verwendete Deflektor für die Einstellung des Einfallswinkels der Laserstrahlung zur selektiven Aktivierung eines Hologramms kann ein akustisch/ optischer oder ein elektrisch/optischer Deflektor sein. Aber auch äquivalente Mittel können vorgesehen sein wie beispielsweise ein elektromechanisch einstellbarer Spiegel.

Das im Strahlengang des Lasers verwendete Hologramm kann ein dünnes Phasenhologramm für Transmission sein. Im sichtbaren Bereich brauchbare Hologramme werden meist aus photoempfindlichem Film hergestellt. Wenn 'die Laserstrahlung im infraroten Bereich des Spektrums liegt, sind photogra-

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phi sehr; Schichten nicht empfindlich genug. Man konn dann mit Erfolg die Hologramme aus Ilalbleiterplättchcn herstellen wie aus Germanium odor ο us Silicium, welche im infraroten Bereich transparent sind. Die Dicke dos UaIbleiterplättchens variiert örtlich entsprechend dem cingoätzten Intciferenzmuster. Diesen Muster ist zweckrnässig entsprechend den Daten iür-die Position des Satelliten und die geographische Verteilung der irdischen Gegenstellen berechnet. Man kann synthetische Hologramme nach solchen Berechnungen herstellen. Das Interferenzmuster ist genügend fein herstellbar, weil die Auflösung moderner photolithographischer Vcifahren mindestens eine Grössenordnung feiner als die Wellenlänge der benutzten Laserstrahlung ist. Mit besserem Wirkungsgrad verwendet man jedoch sogenannte dicke Phasenhologramme, deren Stärke grosser als die Wellenlänge des verwendeten Laserlichtes ist. Infolge der vielfachen Interferenz mit Gitterebenen des Kristalls kann praktisch die gesamte einfallende Strahlung für die Wellonfrontrekonstruktion der Vielfach-Strahlungscharakteristik des optischen Senders ausgenützt werden Es geht deshalb praktisch keine Strahlungsleistung des sendenden Lasers für die Wiedergabe des Antennendiagramms verloren. Dies gilt sowohl für solche Hologramme, die in Transmission verwendet werden, als auch für solche Hologramme, die in Reflexion verwendet werden. Mehrfache Speicherung von verschiedenen Hologrammen kann in Volumenhologrammen dadurch vorgenommen •werden, dass für die Aufnahme jedes Objektes ein anderer Einfallswinkel der

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Referenz strahlung gewählt wird. Bei der Wiedergabe durch Wellcrifrontrokonstruktion selektiert der gewählte Einfallswinkel der Wiedcrgubestrahlung das entsprechende Hologramm. Bei Einzelherstellung von beispielsweise synthetischen Hologrammen können die einzelnen .dielektrischen Schichten der Hologramme in einem Block gestapelt zusammengefasst werden, so dass die Gesamtanordnurig etwa mit einem optischen Interferenzfilter vergleichbar ist.

Eine Abschätzung des Antennengewinns durch das neue Satellitcn-Nachrichtenverbindungssystem lässt sich durch Vergleich der Ausleuchtung eines Subkontinents der Grosse von Amerika mit der Grosse des jeweils erfassten Gebiets für eine Anzahl von einzelnen Richtverbindungen vornehmen. Dabei sollen die oben als Beispiel genannten Toleranzen der Strahldivergenz zu Grunde gelegt werden. Als weiterer Parameter wird der Wirkungsgrad des in den Slrdhlcnruintj eingeschalteten Hologramms berücksichtigt. Es lässt sich dann zeigen, dass beispielsweise für 27 Bodenstationen bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 100% des Hologramms der Antennengewinn 22 dB beträgt. Bei einem Wirkungsgrad von nur 60% beträgt der Antennengewinn, noch 20 dB. Sogar bei einer Ausnutzung des Hologramms von nur 30% beträgt der Gewinn immer noch 17 dB.

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PATENTANSPRÜCHE

Satelliten-Nachrichtenverbindungssystem mit Trägerfrequenzen im optischen Bereich, mit mindestens einem sendenden Laser und mindestens einer Richtverbindung zu einer terrestrischen Gegenstelle, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer der Anzahl der gewünschten Verbindungswege mit den jeweils erforderlichen Strahlrichtungen und Öffnungswinkeln entsprechenden Strahlungscharakteristik im Strahlengang des Laseres (5) des optischen Senders ein Hologramm (14) angeordnet ist, das mit der einfallenden Laserstrahlung (13) als Referenzstrahlung die erwünschte Vielfach-Strahlungscharakteristik der auszusendenden Strahlung (15) erzeugt.
2. System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Strahlengang des Laseres (5) angeordnete Hologramm (14) als dünnes Phasenhologramm für Transmission ausgebildet ist.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das im Strahlengang des Lasers angeordnete Hologramm für infrarote Strahlung durchlässig ist und aus einem Halbleiterplättchen besteht, dessen Dicke örtlich variiert.

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4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Phasenhologramm bildende Halbleiterplättchen aus Germanium besteht und eine Oberfläche aufweist, die gemäß einem entsprechenden Muster geätzt ist.
5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Phasenhologramm bildende Halbleiterplättchen aus Silicium besteht und eine Oberfläche aufweist, die gemäß einem entsprechenden Muster geätzt ist.
6. System nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das im Strahlengang des Lasers angeordnete Hologramm als dickes Phasenhologramm für Transmission ausgebildet ist=
7. System nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das im Strahlengang des Lasers angeordnete Hologramm als dickes Phasenhologramm für Reflexion ausgebildet ist.
8. System nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Hologrammen für die Erzeugung verschiedener Vielfach-Strahlungscharakteristiken vorgesehen ist, aus welchen selektiv ein Hologramm zu einem Zeitpunkt

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aktivierbar ist.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfallswinkel der Laserstrahlung auf die Hologramme für die selektive Aktivierung eines bestimmten Hologramms einstellbar ist.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Laser (5) und der Vielzahl von Hologrammen ein akustisch/optischer Deflektor (11) angeordnet ist.
11. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Laser (5) und der Vielzahl von Hologrammen ein elektrisch/optischer Deflektor (11) angeordnet ist.
12. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Laser (5) und der Vielzahl von Hologrammen ein elektro/mechanisch einstellbarer schwenkbarer Spiegel vorgesehen ist.
13. System nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im optischen Sender des Satelliten mehrere, wahlweise einschaltbare Laser vorgesehen sind.

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14. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Interferenzmuster eines Hologramms als ein für die Erzeugung einer speziellen Vielfach-Strahlungscharakteristik jeweils synthetisch berechnetes Interferenzmuster ausgebildet ist.

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