FR2828585A1 - Sous-reflecteur a double fonction pour antenne de satellite de communication - Google Patents

Sous-reflecteur a double fonction pour antenne de satellite de communication Download PDF

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Minh Tang
Terry M Smith
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Maxar Space LLC
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Space Systems Loral LLC
Loral Space Systems Inc
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

Système d'antenne basé sur satellite qui emploie un sous-réflecteur à double fonction amélioré, et comprenant un sous-réflecteur à double fonction à plaque plane et un mécanisme de positionnement du sous-réflecteur qui positionne de façon sélective le sous-réflecteur en des positions prédéterminées correspondant à au moins deux positions de fonctionnement du satellite. Une pluralité de réseaux d'énergie couple l'énergie au sous-réflecteur, et un réflecteur principal génère des faisceaux pour les zones de couverture désirées. La présente invention apporte des performances optimales à une antenne à double réflecteur quand elle fonctionne dans au moins deux positions différentes du satellite, sans aucun compromis sur les performances pour tous les modes de fonctionnement.

Description

électromécanique.
SOUS-REFLECTEUR A DOUBLE FONCTION POUR ANTENNE DE SATELLITE
DE COMMUNICATION
La présente invention se rapporte de manière générale à des systèmes d'antenne, et plus particulièrement à des systèmes d'antenne de satellite de communication comportant
un sous-réflecteur à double fonction amélioré.
Les systèmes classiques d'antenne à double réflecteur, et en particulier ceux qui sont utilisés dans les systèmes d'antenne de communication basés sur satellite, fonctionnent avec des performances optimales pour des faisccaux qui couvrent des zones de couverture désirces telles qu'elles sont vues depuis une position orbitale spécifique. Le fonctionnement du satellite dans plus d'une 1 5 posit ion orbitale a pour conséquence une réduct ion des performances en raison du fait que le système d'antenne est
un compromis entre les positions orbitales.
Un objectif de la présente invention est de surmonter cette limitation de tels systèmes classiques d'antennes à double réflecteur. Un objectif de la présente invention est aussi de fournir un système d'antenne de satellite de communication comportant un sous-réflecteur à double
fonction amélioré.
La présente invention fournit un système amélioré d'antenne basé sur satellite qui emploie un sous-réflecteur à double fonction amélioré. La présente invention apporte des performances optimales à l' aide d'une ant enne à double réflecteur quand elle fonctionne dans deux ou plus de deux positions différentes du satellite, sans compromis sur les performances pour quelque mode de fonctionnement que ce soit.
Un exemple de système d'antenne comprend un sous-
réflecteur à doubie fonction à plaque plane et un mécanisme de positionnement du sous-réflecteur qui positionne de manière sélective le sous-réflecteur dans des positions prédéterminces correspondant à deux ou à plus de deux positions de fonctionnement du satellite. Une pluralité de
réseaux d'alimentation couple l'énergie vers le sous-
réflecteur et depuis celui-ci, et un réflecteur principal génère des faisceaux pour les zones de couverture désirées. Dans un système d'antenne à double réflecteur, l' orientation choisie pour le sous- réflecteur à plaque plane localise le point focal équivalent du réflecteur principal dans une position à l'intérieur d'un réseau d'alimentation choisi. La taille et la position de chaque élément rayonnant d'alimentation dans un réseau d'alimentation choisi sont optimisées de manière à former un ou plusieurs faisceaux générés par le système d'antenne pour les zones de couverture telles qu'elles sont vues
depuis la position orbitale choisie du satellite.
Quand on utilise le présent système d'antenne, la même zone de couverture peut être obtenue à partir de différentes positions orbitales du satellite. De plus, deux ou plus de deux zones de couverture totalement différentes et indépendantes peuvent être obtenues à partir du satellite qui se trouve à la même position ortitale ou à
des positions orbitales différentes.
Le système d'antenne comprend ainsi un sous-réflecteur à plaque plane qui est orienté de manière à "déplacer" le point focal d'un réflecteur principal de sorte qu'on puisse utiliser différents réscaux d'alimentation pour fournir un ensemble de faisceaux pour le fonctionnement à partir du satellite dans différentes positions orbitales. La performance du système dantenne pour chaque position orbitale est optimisée individuellement, indépendamment de
l'autre (des autres) réseau(x) d'alimentation.
Un avantage de l'emploi de cette configuration pour une antenne de communication est que la performance optimale pour chaque position orbitale de fonctionnement du satellite a pour conséquence un gain d'antenne le plus élevé possible et a pour conséquence une Puissance Rayonnée Isotrope Efficace (Equivalente) (EIRP) et un rapport gain/température de bruit du système (G/T) maximaux pour le système de communication. La structure des lobes latéraux de chaque faisceau est également optimale et entraîne une
réduction des interférences.
Les diverses caractéristiques et avantages de la présente invention peuvent être plus facilement compris en
faisant référence à la description détaillée ci-dessous, en
liaison avec la figure annexée, qui illustre un système d'antenne employant un exemple de sous-réflecteur à double
fonction conforme aux principes de la présente invention.
Si l'on se réfère à l 'unique figure, elle illustre un système d'antenne 10 employant un exemple de sous réflecteur à double fonction 12 conforme aux principes de la présente invention. Cette figure illustre la configuration du système d'antenne 10 qui apporte des performances d'antenne optimisées pour deux ou plus de deux positions de fonctionnement d'un satellite de communication
20 (désigné de manière générale).
Le système d'antenne 10 comprend un sous-réflecteur à double fonction 12 à plaque plane, un mécanisme de
positionnement 16 du sous-réflecteur couplé au sous-
réflecteur 12, une pluralité de réseaux d'alimentation 11 (représentés sous la forme des premier et deuxième réseaux
d'alimentation lla et llb), et un réflecteur principal 13.
La pluralité de réseaux d'alimentation 11 couple l'énergie vers le sousréflecteur 12 et depuis celui-ci. Le système d'antenne 10 produit une pluralité de faisccaux 14a et 14b (représentés par des lignes continues et tiretées) qui génèrent les faisceaux de couverture désirés 14a et 14b sur
la Terre.
Le sous-réflecteur à double fonction 12 à plaque plane est mobile ou tournant autour d'un axe à cardan 15 du mécanisme de positionnement 16 du sous-réflecteur de sorte qu'il peut être positionné ou orienté selon une pluralité de positions désirées qui sont alignées par rapport à un réseau d'alimentation choisi parmi une pluralité de réseaux d'alimentation lla et llb. Deux positions sont illustrées sur la figure et sont identifiées comme étant les sous- réflecteurs 12a et 12b. La position virtuelle de la pluralité des réseaux d'alimentation lla et llb est illustrée comme étant le réseau d'alimentation llc situé
derrière le sous-réflecteur 12.
Le principe fondamental de la présente invention est de choisir l' orientation du sous-réflecteur à plaque plane 12 de manière à positionner le point focal du réflecteur principal 13 dans une certaine position dans un réseau d'alimentation choisi lla, llb. Ceci permet d'optimiser la taille et la position de chaque élément rayonnant d'alimentation dans ce réseau d'alimentation choisi lla, llb pour un faisceau 14a, 14b généré à partir du système d'antenne 10, pour les régions de couverture telles qu'elles sont vues depuis la position orbitale du satellite 20. Quand on utilise une position orbitale différente du satellite 20, le sousréflecteur 12 est réorienté ou repositionné (par exemple de 12a à 12b) et les sorties du répéteur de satellite sont commutées sur un réseau dalimentation différent 11. Le point focal du réflecteur principal 13 est amené en un point dans le réseau d'alimentation nouvellement choisi 11. Ce nouveau réseau d'alimentation 11 comporte des éléments rayonnants élémentaires d'alimentation qui ont leur taille et leurs positions optimisées pour les faisceaux 14a et 14b destinés aux zones de couverture telles qu'elles sont vues de la
nouvelle position orbitale du satellite 20.
Il n'est pas nocessaire que les zones de couverture désirées soient les mêmes pour les deux (ou plus de deux) positions orbitalès de fonctionnement du satellite 20. Une extension naturelle des concepts de la présente invention consiste à fournir deux ou plus de deux zones de couverture totalement différentes et indépendantes à partir de la même posit ion orDitale ou de positions orbital es di fférentes du satellite 20. On a ainsi décrit des systèmes d'antenne de satellite de communication comportant un sous-réflecteur à double fonction amélioré. On doit comprendre que les modes de réalisation décrits ci-dessus sont seulement illustratifs de certains des nombreux modes de réalisation spécifiques qui représentent les applications des principes de la présente invention. Il est clair que de nombreuses et différentes dispositions peuvent être facilement imaginces par l'homme de l'art sans s'écarter du domaine de
l'invention.
.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Système d'antenne (10) destiné à l'emploi sur un satellite, comprenant un réflecteur principal (13), caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un sous-réflecteur à double fonction (12) à plaque plane i un mécanisme de positionnement (16) du sous-réflecteur couplé au sous-réflecteur (12), destiné à positionner de facon sélective le sous-réflecteur en des positions prédéterminées correspondant à deux ou à plus de deux positions de fonctionnement du satellite i et une pluralité de réseaux d'alimentation (lla, llb) qui couplent l'énergie vers le sous-réflecteur et depuis celui ci.
2. Système d'antenne (10) selon la revendication 1, dans lequel l' orientation choisie du sous-réflecteur à plaque plane (12) positionne le point focal du réflecteur principal (13) dans une position dans le réseau
d'alimentation choisi (lla, llb).
3. Système d'antenne (10) selon la revendication 1, dans lequel la taille et la position de chaque élément rayonnant d'alimentation dans un réseau d'alimentation choisi (lla, llb) sont optimisées pour un faisccau (14a, 14b) généré par le système d'antenne (10) pour des zones de couverture telles qu'elles sont vues de la position
orbitale choisie du satellite (20).
4. Système d'antenne (10) selon la revendication 3, dans lequel les zones de couverture désirées sont les mêmes pour les deux (ou plus de deux) positions orbitales de
fonctionnement du satellite (20).
5. Système d'antenne (10) selon la revendication 3, dans lequel les zones de couverture désirées sont différentes pour les deux (ou plus de deux) positions
orUitales de fonctionnement du satellite (20).
6. Système d'antenne (10) selon la revendication 3, dans lequel les deux (ou plus de deux) positions de fonctionnement du satellite (20) sont les mêmes et dans lequel les zones de couverture désirées sont différentes et indépendantes.
7. Système dantenne (10) selon la revendication 3, dans lequel les deux (ou plus de deux) positions de fonctionnement du satellite (20) sont différentes et dans lequel les zones de couverture désirées sont différentes et
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