FR2690585A1 - Dispositif de communication par satellite, satellite comprenant un tel dispositif et un procédé de communication entre de tels dispositifs. - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte principalement à un dispositif de communication par satellite, à un satellite comprenant un tel dispositif ainsi qu'à un procédé de communication entre de tels satellites. Selon l'invention, l'on effectue une modulation à une fréquence intermédiaire d'une porteuse assurant la modulation du faisceau laser (17). L'invention s'applique principalement à la communication entre satellites, notamment entre un satellite en orbite basse et un satellite géostationnaire relayant les informations recueillies jusqu'à un centre de contrôle terrestre. L'invention s'applique aussi aux communications entre satellites géostationnaires. L'invention s'applique, d'autre part, à la communication entre un satellite et une station de contrôle terrestre.

Description

DISPOSITIF DE COMMUNICATION PAR SATELLITE,
SATELLITE COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF ET UN
PROCEDE DE COMMUNICATION ENTRE DE TELS SATELLITES
L'invention se rapporte principalement à un dispositif de communication par satellite, à un satellite comprenant un tel dispositif ainsi qu'à un procédé de communication entre de tels satellites.

L'énergie lumineuse peut être dirigée par un dispositif optique avec une très grande précision.

Notamment , il est connu en optique de former des faisceaux de rayonnement parallèles de faibles diamètres présentant une très grande directivité. I1 est par exemple possible d'illuminer un capteur distant avec un faisceau laser de relativement faible puissance pour établir une liaison de communication. En négligeant l'absorption, quasiment toute la lumière émise parvient à l'entrée du dispositif optique associé aux capteurs. La directivité d'un faisceau laser permet de faire correspondre très précisément, et même à grande distance, le point d'impact du faisceau laser avec la surface du capteur. Toutefois, seul un alignement très précis de l'axe optique du capteur avec l'axe du faisceau permet la réception à grande distance d'un signal.Cette constatation a amené la Demanderesse à envisager l'utilisation d'un unique système optique perfectionné, avantageusement, d'un télescope, pour assurer le pointage de l'émetteur et du récepteur dans le cadre d'établissement d'une liaison bidirectionnelle optique de communication entre satellites. Le pointage du télescope doit permettre, dans un premier temps, L'acquisition d'un satellite avec lequel on veut établir une communication puis à en assurer la poursuite. Etant donné son poids et son volume important, la possibilité d'utiliser sur chaque satellite un unique système optique à 1 'émission et à la réception permet d'en diminuer le coût de construction et de mise en orbite.

Il se pose donc le problème crucial de la séparation des faisceaux émis et reçus. La Demanderesse a envisagé d'utiliser un premier laser émettant des signaux modulés par les données à émettre sur un premier satellite et un deuxième laser émettant des signaux modulés par les données à émettre sur un deuxième satellite. Lors de la communication entre ces deux satellites, chacun utilise une fréquence différente à l'émission et à la réception. L'isolation des voix d'émission et de réception s'effectue par un filtrage en fréquence et par un choix judicieux de polarisation des signaux. Malheureusement, il est extrêmement difficile d'empêcher que la lumière de l'émetteur tombe sur le récepteur d'un même satellite et dégrade le rapport signal/bruit au point de perturber la communication.Pour obtenir un rapport signal/bruit de 18 dB correspondant à la probabilité d'erreurs sur les événements binaires inférieurs à 10-6 en utilisant une modulation sans retour à zéro (NRZ en terminologie anglo-saxonne) lasers avec une puissance reçue de 1 nW et une puissance émise de 100 mW, l'isolation doit être supérieure à 114 dB. Cette valeur est extrêmement difficile à atteindre en lumière visible, même avec des lasers neufs. De plus, le vieillissement des composants lasers risque d'entraîner une dérive en fréquence, ce qui aura pour conséquence une dégradation du rapport signal/bruit.

De même, le rapport signal/bruit peut être dégradé par l'effet Doppler par suite du décalage entre la fréquence d'un signal émis à bord d'un premier satellite et la fréquence de ce signal reçu à bord d'un second satellite, la vitesse des satellites n'étant pas négligeable.

De plus, les sources lasers susceptibles d'être mises en oeuvre dans l'émetteur ne sont disponibles que pour quelques fréquences. Il devient donc très difficile d'assigner les fréquences d'émission différentes à une pluralité de satellites devant pouvoir communiquer entre eux en établissant des liaisons.

C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un système de communication par laser bidirectionnel, notamment entre satellites, permettant une séparation efficace des signaux reçus et des signaux émis.

C'est aussi un but de la présente invention d'offrir un système bidirectionnel de communication par laser, notamment entre satellites, permettant d'utiliser une même fréquence d'émission sur une pluralité de satellites.

C'est encore un but de la présente invention d'offrir un système susceptible de mettre en oeuvre des sources lasers à des prix modérés.

C'est enfin un but de la présente invention d'offrir un système dans lequel un satellite relais peut être remplacé par un autre satellite en cas de panne ou de saturation de ses canaux de communication.

L'invention a principalement pour objet un dispositif de communication optique bidirectionnelle pour satellites comportant des moyens susceptibles de fournir des données à transmettre connectées à une chaîne d'émission comportant un modulateur de source laser et une source laser ainsi qu qu'une chaîne de réception comportant un capteur photo-électrique connecté par l'intermédiaire d'un premier démodulateur à des moyens susceptibles de recevoir des données, caractérisé en ce que la chaîne d'émission comporte connectés, entre une sortie, des moyens susceptibles de fournir des données à transmettre et une entrée du modulateur de la source laser, un second modulateur comprenant un oscillateur, notamment un oscillateur hyperfréquence pour générer une première fréquence porteuse, le second modulateur étant susceptible de moduler les données sur ladite première fréquence porteuse et en ce que la chaîne de réception comporte un second démodulateur connecté entre une sortie du premier démodulateur et une entrée des moyens susceptibles de recevoir des données comprenant un second oscillateur, notamment un oscillateur hyperfréquence pour générer une seconde fréquence porteuse différente de la première fréquence porteuse, le second démodulateur étant susceptible de démoduler le signal provenant du premier démodulateur pour en extraire les données modulées sur la seconde fréquence porteuse.

L'invention a également pour objet un procédé de communication entre au moins trois satellites, caractérisé en ce qu'il utilise une première et une seconde fréquences ou une première et une seconde pluralités de fréquences mises en oeuvre sur deux pluralités de canaux pour la communication entre n'importe quelle paire de satellites, et en ce que, lors de l'établissement d'une liaison de communication, lorsque la chaîne de réception d'un satellite capte un signal à la première fréquence ou, respectivement, à la première pluralité de fréquences la chaîne d'émission du satellite émet un signal à la seconde fréquence, respectivement, à la seconde pluralité de fréquences.

L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs et sur lesquelles
- la figure 1 est un schéma d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif selon la présente invention ;
- la figure 2 est un schéma d'un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif selon la présente invention
- la figure 3 est un schéma d'un troisième exemple de réalisation du dispositif selon la présente invention
- la figure 4 est un schéma d'un quatrième exemple de réalisation d'un dispositif selon la présente invention
- la figure 5 est un schéma illustrant l'établissement de liaisons entre satellites selon la présente invention.

Sur les figures 1 à 5, on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments.

Sur la figure 1, on peut voir un dispositif selon la présente invention qui comporte une chaîne d'émission 1 dont l'entrée est connectée à des moyens 2 susceptibles de fournir des données à émettre et une chaîne de réception 3 dont la sortie est connectée à des moyens 4 susceptibles de recevoir des données. La chaîne d'émission 1 comporte, connectés en série, un second modulateur 5, un modulateur 6 de la source laser 7, un circuit de commande 8 de la source laser 7 ainsi que cette source laser.

Le second modulateur 5 destiné à moduler les données fournies par les moyens 2 sur une fréquence porteuse qui doivent nécessairement respecter le théorème de Shannon, c'est-à-dire être supérieurs à 2 fois la fréquence la plus élevée à transmettre. Dans le cas des données numériques, on utilise avantageusement une fréquence f n = (2n + 1) R/4, n étant un entier et R le débit des données. Avantageusement, le second modulateur 5 comporte un premier oscillateur 9, par exemple un oscillateur radio fréquence (RF en terminologie anglosaxonne) notamment hyperfréquence (microwave en terminologie anglo-saxonne) connecté à une première entrée d'un mélangeur 10 dont la seconde entrée constitue l'entrée du modulateur 5 à laquelle sont connectés les moyens 2 susceptibles de fournir des données à transmettre.

Avantageusement, on utilise des composants classiques qualifiés pour l'usage spatial pour réaliser la source laser 7, son modulateur 6 et son circuit de commande 8.

La chaîne de réception 3 comporte, connectés en série, un capteur 11, un premier démodulateur 12 et un second démodulateur 13.

Le capteur 11 comporte, par exemple, une cellule photo-électrique ou une matrice à transfert de charges (CCD en terminologie anglo-saxonne).

Le laser 7 travaille par exemple en lumière visible et a une longueur d'onde avantageusement comprise entre 0,8 et 0,9 clam.

Le démodulateur 13 comporte avantageusement un second oscillateur 14, par exemple un oscillateur radiofréquence notamment hyperfréquence connecté à l'une des entrées d'un mélangeur 15. La sortie du démodulateur 12 est connectée à la seconde entrée du mélangeur 15. La sortie du mélangeur 15 est connectée aux moyens 4 susceptibles de recevoir des données. Il est extrêmement important que le second oscillateur 14 travaille à une fréquence différente de la fréquence du premier oscillateur 9. I1 est ainsi possible d'utiliser un axe commun 16 au faisceau d'émission 17 généré par la source laser 7 et au faisceau 18 reçu. Dans l'exemple illustré, le rayonnement du faisceau émis 17 et le rayonnement du faisceau reçu 18 ont une même fréquence.Par exemple, les faisceaux 17 et 18 sont combinés par un miroir semitransparent 19 et dirigés par un dispositif de pointage 20 comportant par exemple une lunette ou, avantageusement, un télescope afocal. Par exemple, la source laser 7 émet un faisceau 17 se trouvant ou étant ramené par des miroirs non représentés dans l'axe du dispositif de pointage 20, tandis que le faisceau 18 de lumière reçue est renvoyé à 90 par le miroir semitransparent 19. Une partie de la lumière reçue traverse le miroir semi-transparent 19 pour atteindre la source laser 7 sans que cela ne présente aucune gêne. De même, une faible quantité de la lumière provenant de la source laser 7 atteint le capteur 11 de la chaîne de réception 3.Ce signal reçu par le capteur 11 sera éliminé au niveau du second démodulateur 13 dans la mesure où la fréquence de l'oscillateur 14 est différente de la fréquence de l'oscillateur 9.

On peut dire que le second modulateur 5, respectivement, le premier démodulateur 12 délivrent une fréquence intermédiaire (IF en terminologie anglosaxonne) au modulateur 6 de la source laser, respectivement au second démodulateur 13. Toutefois, il est bien entendu qu'un dispositif de communication de comportant pas de modulateur 6 séparé de la source laser et/ou de démodulateur 12 séparé du signal reçu par le capteur 11, ne sort pas du cadre de la présente invention.

Il peut s'avérer avantageux d'équiper le dispositif selon la présente invention d'une balise 21 permettant de situer, notamment en azimut, le dispositif selon la présente invention. La balise 21 comporte, par exemple, une source laser dont le faisceau 22 est très légèrement divergent en sortie du dispositif de pointage 20. I1 sera donc possible de capter le signal de la balise 21 dans un cône d'ouverture plus grand que celui du faisceau 17.

Avantageusement, la balise 21 émet une fréquence différente de la source laser 7. Ainsi, elle peut être ramenée sur un axe 16 par un miroir 23 sélectif en fréquence et ne perturbant pas les faisceaux 17 et 18.

Il est bien entendu que la position de la chaîne d'émission 1 et de la chaîne de réception 3 peut être changée sans sortir du cadre de la présente invention. De même, la chaîne d'émission 1 et la chaîne de réception 3 peuvent, sans sortir du cadre de la présente invention, travailler à des fréquences différentes. Dans un tel cas, le miroir semi-transparent 19 est avantageusement remplacé par un filtre en fréquence pour encore améliorer l'isolation des voix d'émission et de réception.

Le dispositif selon l'invention permet d'améliorer le rapport signal/bruit pour une même isolation optique (114 dB) ou le maintien du rapport signal/bruit pour une isolation optique moins efficace par rapport aux dispositifs qui ont été envisagés et qui étaient dépourvus de dispositifs de modulation et de démodulation en fréquence intermédiaire.

Avec le dispositif selon l'invention, le rapport signal/bruit (S/N)' = S/(N + PL) est principalement dégradé par le bruit des fluctuations
PL=i2f RL,
RL étant la résistance de charge du capteur photoélectrique, i2 f = 2 q iI B, q étant la charge de l'électron (1,602 10-19 As),
B étant la bande passante.

Pour une large plage de dynamique typiquement comprise entre 1 nW et 1 mW, le courant i induit dans le capteur 11 est donné par la formule i = n q k P/(h c) où n est l'efficacité quantique du capteur 11, X est la longueur d'onde, h est la constante de Planck (6,6262 10-34 Js), c est la vitesse de la lumière dans le vide (2,997925 108 m/s) et P la puissance reçue.

Soit iI, le courant induit dans le capteur 11 par la puissance PI induit par la lumière provenant de la chaîne d'émission. iI = n q X PI/(h c).

Il en résulte que PL = 2 q2 X n B RL PI/(h c).

Pour des valeurs de n = 0,9, X = 830 nm, B = 10 MHz et
RL = 100 k Q on obtient
PL = 192,95 10 PI.

Ceci conduit à une dégradation d = 1/(1 + PL/N) = 1/(192,93 10-9 PI/N) = -0,000000017 dB ou au contraire pour une dégradation tolérable d de 0,1 dB, il suffit d'obtenir une isolation de voix d'émission et de voix de réception = 46,85 dB, inférieure de 67,15 dB par rapport aux 114 dB exigés par la solution concurrente. Il est nécessaire d'assurer une isolation entre les fréquences porteuses d'émission et de réception d'approximativement 67,15 dB.

Sur la figure 2, on peut voir un dispositif selon la présente invention dont la chaîne d'émission 1 peut travailler à une première fréquence intermédiaire a ou à une deuxième fréquence fb et dont la chaîne de réception 3 peut travailler à la fréquence intermédiaire complémentaire fb ou fa Dans tous les cas, le dispositif selon la présente invention, la chaîne 1 d'émission et la chaîne 3 de réception travaillent à des fréquences intermédiaires différentes. Dans le cas avantageux illustré sur la figure 2, on peut changer le rôle de fréquence de modulation d'émission et de démodulation de réception des chaînes 1 et 3. Cela est particulièrement avantageux dans un dispositif de communication susceptible de mettre en oeuvre plus de deux émetteursrécepteurs.Dans un tel cas, il est possible de n 'utiliser que deux fréquences pour les communications point à point entre tous les émetteurs-récepteurs. Dans un tel cas, pour établir une communication entre deux émetteurs-récepteurs quelconque du réseau, il suffit d'assigner à chacun, pour cette communication, sa fréquence d'émission et sa fréquence de réception parmi les deux fréquences disponibles. On utilise avantageusement la procédure dite de détection de collision. Dans cette procédure, le premier émetteurrécepteur vérifie au moyen de la chaîne de réception 3 si le second émetteur-récepteur est en train d'émettre sur une des fréquences a ou fb. Si c'est le cas, le premier émetteur-récepteur choisit la fréquence d'émission libre.

Sinon, la chaîne d'émission 1 commence l'émission d'un signal modulé par une des fréquences porteuses f a ou par exemple choisie de façon aléatoire. Simultanément, la chaîne de réception 3 du premier émetteur-récepteur continue à écouter si le second émetteur-récepteur n'émet pas sur la même fréquence que lui pendant un temps au moins égal au temps de propagation des ondes entre les deux émetteurs-récepteurs et au traitement d'information nécessaire pour se rendre compte qu'une collision a eu lieu. En l'absence de collision, le premier émetteurrécepteur poursuit l'établissement de la communication avec le second émetteur-récepteur.En cas de collision, c'est-à-dire si les deux émetteurs-récepteurs émettent des signaux modulés par une même fréquence, ils s'arrêtent d'émettre tous les deux, et au bout d'un laps de temps pseudo-aléatoire essayent de nouveau d'établir une communication. Cette procédure de détection de collision est bien connue sur des réseaux locaux d'ordinateurs.

Les moyens pour sélectionner la fréquence a ou la fréquence fb au niveau de la chaîne d'émission 1 de la figure 2 comportent des moyens de commutation 24 permettant de se connecter à une première entrée d'un mélangeur 10a ou d'un mélangeur 10b. Un oscillateur 9a générant une fréquence f a est connecté à la seconde entrée du mélangeur 10a. De même, un oscillateur 9b générant une fréquence fb est connecté à la seconde entrée du mélangeur 10b.Les sorties des mélangeurs 10a et 10b sont réunies et sont connectées à l'entrée du modulateur 6. I1 est bien entendu que les autres solutions techniques, comme par exemple la mise en oeuvre d'un oscillateur à fréquence variable ou des moyens de commutation pour sélectionner un oscillateur à l'entrée d'un unique mélangeur, ne sortent pas du cadre de la présente invention.

Dans l'exemple illustré sur la figure 2, le démodulateur 13 comporte un mélangeur 15a et un mélangeur 15b. Un oscillateur 14a générant une fréquence f a est connecté à une entrée du mélangeur 15a. De même, un oscillateur 15b générant une fréquence fb est connecté à l'entrée du mélangeur 15b. Les autres entrées de mélangeur 15a et 15b sont reliées à la sortie du démodulateur 12.

Des moyens de commutation 25 permettent de sélectionner la sortie du mélangeur 15a ou du mélangeur 15b qui sera connectée à l'entrée des moyens 4 susceptibles de recevoir des données.

Avantageusement, la chaîne de réception 3 comporte des filtres passe-bandes 26a et 26b centrés respectivement sur les fréquences f a et fb. Par exemple, le filtre 26a est connecté entre la sortie du premier démodulateur 12 et l'entrée du mélangeur 15a tandis que le filtre passe-bande 26b est connecté entre la sortie du démodulateur 12 et l'entrée du mélangeur 15b.

Il peut s'avérer avantageux de répartir le débit d'information généré par les moyens 2.

Dans l'exemple illustré sur la figure 3, le dispositif selon la présente invention comporte quatre canaux d'émission assurant la modulation du signal aux fréquences porteuses fa1 fa2 fa3 et fa4 et quatre canaux de réception assurant la démodulation des signaux sur des fréquences porteuses fbl fb2 fb3 et fb4 Il est bien entendu que toutes les fréquences fa1 à fb4 des canaux en service simultanément sont différentes.

Avantageusement, il est possible d'assigner les fréquences d'émission à la réception et vice versa pour, comme dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 2, pouvoir établir des communications point à point entre une pluralité de satellites et n'utilisant que deux pluralités de fréquences.

Sur la figure 4, on peut voir un exemple de réalisation du dispositif selon la présente invention comportant une chaîne de poursuite 27 permettant d'orienter en permanence l'axe 16 en direction d'un émetteur-récepteur distant avec lequel est établie une liaison. L'existence d'une chaîne de poursuite 27 est quasiment indispensable dans le cas de communication de durée importante entre mobiles, notamment entre satellites, ou entre un satellite et une station terrestre.

Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 4, la chaîne de poursuite 27 prélève une partie de la lumière du faisceau 18 par l'intermédiaire d'un miroir semi-transparent 28. La chaîne de poursuite 27 comporte, connectés en série, un détecteur de poursuite 29 et son électronique associée, une unité centrale 30 et des actionneurs 31 et 32. L'unité de poursuite 29 comporte des moyens pour déterminer la position du faisceau 18 sur un détecteur. Par exemple, on utilise une matrice de dispositif à transfert de charges divisée en quatre parties égales, et l'on utilise la méthode d'écartométrie dite monopuls bien connue des techniques radars consistant à former une voix somme et une voix différence verticale et horizontale.Il est ainsi possible de déterminer, à partir de la différence de l'amplitude des signaux sur la partie gauche et droite ou supérieure et inférieure du capteur, la position du faisceau par rapport au centre de celui-ci. La formation des voix somme et différence peut aussi bien être effectuée par les calculs après numérisation du signal que par des amplificateurs opérationnels.

A partir des signaux d'écartométrie, l'unité centrale 30 déduit les corrections à apporter à l'azimut de l'axe 16. Dans le cadre de communication entre satellites, les distances entre l'émetteur et le récepteur peuvent être très grandes, par exemple, de l'ordre de 40 000 km. Pour de telles distances, le retard entre l'émission et la réception est supérieur au 10ème de seconde. A de telles distances, il peut s'avérer nécessaire, pour maintenir la liaison, d'effectuer des corrections pour que l'axe 16 corresponde à l'azimut actuel du satellite avec lequel on est en communication ou même à l'azimut correspondant à ce satellite au moment où il recevra le signal émis. Ce calcul sera avantageusement effectué par l'unité centrale 30.Cette unité centrale 30, peut, d'autre part, stocker les positions des divers satellites pour permettre éventuellement d'effectuer un premier pointage approximatif de l'axe 16 vers une position dans laquelle on s'attend à trouver un satellite avec lequel on voudrait entrer en communication.

Dans l'exemple illustré sur la figure 4, l'unité centrale 30 commande deux actionneurs 31 et 32 agissant sur le bâti 33 du dispositif de pointage 20, par exemple pour l'orienter en site et en gisement. Ce dispositif peut avantageusement être complété par des dispositifs optiques de réglage fin de pointage, notamment des miroirs, et des actionneurs placés derrière le télescope. Dans un premier exemple de réalisation, on utilise une unique chaîne de poursuite 27 pour assurer l'acquisition des satellites, c'est-à-dire le pointage initial du faisceau 16 d'un satellite en direction du faisceau 16 provenant d'un satellite avec lequel on veut entrer en communication et la poursuite permettant la superposition durant toute la communication des axes 16 des faisceaux 17 et 18 des deux satellites.Dans un tel cas, la chaîne de poursuite 27 comprend avantageusement des moyens optiques ou électroniques permettant de faire varier son champ de vision. Par exemple, en mode d'acquisition, on utilise une surface plus grande de la matrice CCD qu'en mode poursuite. I1 est aussi possible d'utiliser un relais optique pour choisir entre un capteur d'acquisition et un capteur de poursuite ou des moyens assurant une focalisation différente pour faire varier l'angle du champ de vision entre les deux modes.

Dans tous les cas, l'utilisation d'onde modulée par une porteuse pour effectuer l'acquisition ou la poursuite, permet de s'affranchir du bruit de fond ou du brouillage reçu par les capteurs du satellite.

La chaîne de poursuite 27 selon la présente invention permet d'obtenir une précision du pointage de l'axe 16 de l'ordre de quelques micro radians.

Sur la figure 5, on peut voir les diverses étapes d'une procédure d'établissement de communication entre un satellite 34 et un satellite 35 selon la présente invention.

Comme illustré sur la figure 5a, les satellites 34 et 35 sont équipés de dispositifs selon l'invention illustrés sur l'une quelconque des figures 1 à 4. Les bâtis 33 des dispositifs de pointage 20 sont orientables par rotation d'au moins deux axes orthogonaux 36 et 37 qui permettent d'orienter les axes 16 en site et en gisement. Pour établir une communication entre deux satellites, par exemple suite à un signal de commande reçu par des moyens de communication de type connu à partir d'un centre de contrôle terrestre, ou à un instant préprogrammé, chacun des satellites 34 et 35 calcule à l'aide de l'unité centrale 30 de la figure 4 la position estimée du satellite 34 ou 35 avec lequel il doit entrer en communication et pointe l'axe 16 dans la direction calculée.

Dans l'exemple illustré sur la figure 5b, le satellite 34 effectue un balayage avec un faisceau de balise 22 dans un cône 38 correspondant à l'incertitude sur le champ de vision du satellite 35. Sur la figure 5b, le faisceau de balise 22 est représenté dans plusieurs de ses positions successives de balayage. Lors de ce balayage, le faisceau de balise 22 entre le cône 39 du champ de vision du satellite 35 illumine à un instant donné des détecteurs de balise du satellite 35 comme illustré sur la figure 5c. Le satellite 35 émet un faisceau de communication étroit 17 en direction du satellite 34.

Le satellite 35 commence la poursuite du satellite 34.

Le faisceau 17 illumine le satellite 34 qui, comme illustré sur la figure 5d, émet son faisceau de communication étroit 17 en direction du satellite 35. La communication est établie comme illustré sur la figure 5e.

L'invention s'applique principalement à la communication entre satellites, notamment entre un satellite en orbite basse et un satellite géostationnaire relayant les informations recueillies jusqu'à un centre de contrôle terrestre. L'invention s'applique aussi aux communications entre satellites géostationnaires.

L'invention s'applique, d'autre part, à la communication entre un satellite et une station de contrôle terrestre.

Toutefois, l'invention n'est pas limitée aux communications avec des satellites et peut s'appliquer chaque fois que l'axe d'émission 16 d'un faisceau laser 17 correspond à l'axe d'un faisceau 18 de réception des signaux modulés par des données transmises, notamment dans le cas d'un réseau de communication mettant en oeuvre des fibres optiques. L'invention s'applique aussi au dispositif de détermination de distance et/ou de position, notamment de type lidar.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de communication optique bidirectionnelle pour satellites (34, 35), comportant des moyens (2) susceptibles de fournir des données à transmettre connectés à une chaîne d'émission (1) comportant un modulateur (6) de source laser et une source laser (7) ainsi qu'une chaîne de réception (3) comportant un capteur photo-électrique (11) connecté par un intermédiaire d'un premier démodulateur (12) à des moyens (4) susceptibles de recevoir des données, caractérisé en ce que la chaîne d'émission (1) comporte connectés, entre une sortie, des moyens (2) susceptibles de fournir des données à transmettre et une entrée du modulateur (6) de la source laser (7), un second modulateur (5) comprenant un oscillateur (9), notamment un oscillateur hyperfréquence pour générer une première fréquence porteuse, le second modulateur (5) étant susceptible de moduler les données sur ladite première fréquence porteuse et en ce que la chaîne de réception (3) comporte un second démodulateur connecté entre une sortie du premier démodulateur (12) et une entrée des moyens (4) susceptibles de recevoir des données comprenant un second oscillateur (15), notamment un oscillateur hyperfréquence pour générer une seconde fréquence porteuse différente de la première fréquence porteuse, le second démodulateur (13) étant susceptible de démoduler le signal provenant du premier démodulateur (12) pour en extraire les données modulées sur la seconde fréquence porteuse.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (11) reçoit lors d'une communication bidirectionnelle avec un dispositif de communication analogue, un rayonnement dont la fréquence est sensiblement égale à la fréquence de rayonnement émise par la source laser (7) de la chaîne d'émission (1)

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu il comporte des moyens optiques (20) de pointage d'un axe optique (16) commun à la source laser (7) et au capteur (11).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur photoélectrique susceptible d'être illuminé par le rayonnement lumineux reçu modulé par des données connecté à des moyens d'asservissement de l'azimut de moyens optiques (20) de pointage de l'axe optique (16).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chaîne d'émission (1) et la chaîne de réception (3) comportent une pluralité de canaux de transmission, chaque canal actif à un instant donné utilisant une fréquence porteuse différente.

6. Satellite artificiel, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de localisation approximative, notamment par le calcul d'un deuxième satellite, un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes pour établir une communication entre ces deux satellites (34, 35) et un dispositif (27) de poursuite de l'axe (16) d'émission du second satellite.

7. Satellite selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour effectuer des corrections de la poursuite de l'axe (16) de l'émission du second satellite tenant compte du trajet du second satellite durant le temps de propagation de la lumière sur le trajet aller retour entre les deux satellites (34, 35).

8. Satellite selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte une balise (21) pour signaler la position de son axe (16) d'émission/ réception, la largeur du cône d'illumination (22) de la balise 21 étant supérieure à celle du faisceau (17) des rayonnements émis par la source laser (7) de la chaîne d'émission (1).

9. Procédé de communication entre au moins trois satellites selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il utilise une première et une seconde fréquences ou une première et une seconde pluralités de fréquences assignées à deux pluralités de canaux pour la communication entre n'importe quelle paire de satellites et en ce que lors de l'établissement d'une communication, lorsque la chaîne de réception (3) d'un satellite capte un signal à la première fréquence ou respectivement à la première pluralité de fréquences, la chaîne d'émission (1) de ce satellite émet un signal à la seconde fréquence, respectivement à la seconde pluralité de fréquences.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une procédure de détection de collision lors de l'établissement d'une communication entre un premier satellite (34) et un second satellite (35) comprenant les étapes consistant à:

a) écouter par la chaîne de réception (3) du premier satellite (34) si le second satellite (35) n'est pas en train d'émettre un signal modulé par une ou des porteuse(s) à une première fréquence ou une première pluralité de fréquences, et, dans l'affirmative, émettre en réponse un signal modulé par une ou des porteuse(s) à une seconde fréquence ou une seconde pluralité de fréquences ; si non

b) émettre par une chaîne d'émission (1) du premier satellite (34) un signal modulé sur une des deux fréquences ou pluralité de fréquences ;

c) écouter par la chaîne de réception (3) du premier satellite (34) pendant une durée prédéterminée si le second satellite (35) n'est pas en train d'émettre un signal modulé par la ou (les) porteuse(s) à la fréquence ou à la pluralité de fréquences émises par la chaîne d'émission (1), si non établir la communication, si oui arrêter l'émission et, au bout d'une durée pseudoaléatoire, recommencer l'établissement de la communication à l'étape (a).