JP2003087041A - ビーム形成ネットワーク、宇宙船、関連システム、およびビーム形成方法 - Google Patents
ビーム形成ネットワーク、宇宙船、関連システム、およびビーム形成方法Info
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- Details Of Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 展開式のサブアレイを備えたアクティブアン
テナのビーム形成ネットワーク、このようなネットワー
クを備えた宇宙船、およびビームの形成方法、宇宙船と
少なくとも一つのビーコン送信基地とを含むシステムを
提供する。 【解決手段】 ネットワークは、２個のパネル間におけ
る相対位置のずれ情報を受信する。受信信号をコヒーレ
ントにするには、このずれ情報を考慮して受信信号を再
生する。
テナのビーム形成ネットワーク、このようなネットワー
クを備えた宇宙船、およびビームの形成方法、宇宙船と
少なくとも一つのビーコン送信基地とを含むシステムを
提供する。 【解決手段】 ネットワークは、２個のパネル間におけ
る相対位置のずれ情報を受信する。受信信号をコヒーレ
ントにするには、このずれ情報を考慮して受信信号を再
生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静止衛星等の宇宙
船に搭載され、無線通信等の無線周波数信号またはレー
ダー信号を受信およびまたは送信するためのアンテナに
関する。
船に搭載され、無線通信等の無線周波数信号またはレー
ダー信号を受信およびまたは送信するためのアンテナに
関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば北米サイズの広いエリアで通信
を行う場合、送信アンテナおよび受信アンテナを含む静
止衛星が用いられ、各アンテナは、多数の放射素子また
はソースに結合されたリフレクタを有する。通信リソー
ス、特に周波数サブバンドを再利用可能にするには、カ
バーエリアを複数のゾーンに分割し、これらのリソース
を各ゾーンに割り当てて、一つのゾーンに一つのリソー
スを割り当て、隣接ゾーンに異なるリソースを割り当て
る。
を行う場合、送信アンテナおよび受信アンテナを含む静
止衛星が用いられ、各アンテナは、多数の放射素子また
はソースに結合されたリフレクタを有する。通信リソー
ス、特に周波数サブバンドを再利用可能にするには、カ
バーエリアを複数のゾーンに分割し、これらのリソース
を各ゾーンに割り当てて、一つのゾーンに一つのリソー
スを割り当て、隣接ゾーンに異なるリソースを割り当て
る。
【０００３】たとえば直径約数百キロの各ゾーンは、こ
のゾーンのアンテナの利得を上げ、放射均質性を十分に
するために、複数の放射素子によりカバーされるサイズ
である。
のゾーンのアンテナの利得を上げ、放射均質性を十分に
するために、複数の放射素子によりカバーされるサイズ
である。
【０００４】かくして、図１では、静止衛星を搭載した
アンテナによりカバーされるエリア１０’と、ｎ個のゾ
ーン１２’１、１２’２、．．．、１２’ｎとを示し
た。この例では、４個の周波数サブバンドｆ１、ｆ２、
ｆ３、ｆ４を使用している。
アンテナによりカバーされるエリア１０’と、ｎ個のゾ
ーン１２’１、１２’２、．．．、１２’ｎとを示し
た。この例では、４個の周波数サブバンドｆ１、ｆ２、
ｆ３、ｆ４を使用している。
【０００５】ゾーン１２’ｉは、複数のサブゾーン１
４’１、１４’２等に分割され、それぞれが、アンテナ
の１個の放射素子に対応する。図１は、幾つかの放射素
子、たとえばゾーン１２’ｉの中央にある素子１４’３
に１個の周波数サブバンドｆ４だけが対応し、ゾーン１
２’ｉの周辺にある他の素子は、隣接ゾーンに割り当て
られた複数のサブバンドに関連付けられることを示して
いる。
４’１、１４’２等に分割され、それぞれが、アンテナ
の１個の放射素子に対応する。図１は、幾つかの放射素
子、たとえばゾーン１２’ｉの中央にある素子１４’３
に１個の周波数サブバンドｆ４だけが対応し、ゾーン１
２’ｉの周辺にある他の素子は、隣接ゾーンに割り当て
られた複数のサブバンドに関連付けられることを示して
いる。
【０００６】図２は、このような通信システムで知られ
ている受信アンテナを示す。
ている受信アンテナを示す。
【０００７】このアンテナは、リフレクタ２０’と、こ
のリフレクタの焦点面付近にある複数の放射素子２
２１、．．．、２２Ｎとを含む。各放射素子、たとえば
放射素子２２Ｎが受信した信号は、最初に、特に送信周
波数（パワー）除去フィルタ２４ Ｎを通り、次いで、低
ノイズ増幅器２６Ｎを通る。信号は、低ノイズ増幅器２
６ Ｎの出力で、ディバイダ（ｄｉｖｉｓｅｕｒ）３０Ｎ
により、場合によっては各部分で異なる係数を用いて複
数の部分に分割される。この分割の目的は、放射素子
が、複数のビーム形成に関与できるようにすることにあ
る。かくして、ディバイダ３０Ｎの出力３２１は、ゾー
ン３４ｐに割り当てられ、一方でディバイダ３０Ｎの別
の出力３２ｉは、別のゾーン３４ｑに割り当てられる。
のリフレクタの焦点面付近にある複数の放射素子２
２１、．．．、２２Ｎとを含む。各放射素子、たとえば
放射素子２２Ｎが受信した信号は、最初に、特に送信周
波数（パワー）除去フィルタ２４ Ｎを通り、次いで、低
ノイズ増幅器２６Ｎを通る。信号は、低ノイズ増幅器２
６ Ｎの出力で、ディバイダ（ｄｉｖｉｓｅｕｒ）３０Ｎ
により、場合によっては各部分で異なる係数を用いて複
数の部分に分割される。この分割の目的は、放射素子
が、複数のビーム形成に関与できるようにすることにあ
る。かくして、ディバイダ３０Ｎの出力３２１は、ゾー
ン３４ｐに割り当てられ、一方でディバイダ３０Ｎの別
の出力３２ｉは、別のゾーン３４ｑに割り当てられる。
【０００８】ディバイダ３０１、．．．３０Ｎならび
に、ゾーンを再構成する総和装置３４ ｐ、．．．３４ｑ
は、ビームまたは線束（ｐｉｎｃｅａｕｘ）形成ネット
ワーク（「Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒ
ｋ」またはＢＦＮ）と呼ばれる装置４０の一部をなす。
に、ゾーンを再構成する総和装置３４ ｐ、．．．３４ｑ
は、ビームまたは線束（ｐｉｎｃｅａｕｘ）形成ネット
ワーク（「Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒ
ｋ」またはＢＦＮ）と呼ばれる装置４０の一部をなす。
【０００９】図２に示されたビーム形成ネットワーク４
０は、各ディバイダ３０ｉの各出力に、移相器４２およ
び減衰器４４を含むアセンブリを構成する。移相器４２
および減衰器４４は、衛星に対して望ましくない移動が
行われたとき、放射図（ｄｉａｇｒａｍｍｅ ｄｅ ｒ
ａｙｏｎｎｅｍｅｎｔ）を修正することにより、これを
訂正し、あるいは地上エリアで異なる配分にすることが
できる。
０は、各ディバイダ３０ｉの各出力に、移相器４２およ
び減衰器４４を含むアセンブリを構成する。移相器４２
および減衰器４４は、衛星に対して望ましくない移動が
行われたとき、放射図（ｄｉａｇｒａｍｍｅ ｄｅ ｒ
ａｙｏｎｎｅｍｅｎｔ）を修正することにより、これを
訂正し、あるいは地上エリアで異なる配分にすることが
できる。
【００１０】さらに、低ノイズ増幅器２６Ｎの各々に、
この増幅器と同一の別の低ノイズ増幅器２６’Ｎを接続
する。この目的は、故障した場合に増幅器２６Ｎを交換
することにある。このため、交換を可能にする２個のス
イッチ４６Ｎ、４８Ｎを設ける。従って、故障を検知す
る遠隔測定手段（図示せず）と、交換を行う遠隔制御手
段（同じく図示せず）とを備えることが必要である。
この増幅器と同一の別の低ノイズ増幅器２６’Ｎを接続
する。この目的は、故障した場合に増幅器２６Ｎを交換
することにある。このため、交換を可能にする２個のス
イッチ４６Ｎ、４８Ｎを設ける。従って、故障を検知す
る遠隔測定手段（図示せず）と、交換を行う遠隔制御手
段（同じく図示せず）とを備えることが必要である。
【００１１】今日では、衛星によるいわゆる「移動」サ
ービス（たとえば衛星による移動体電話）が存在する。
地上のネットワークと競合せずに、これらのサービスを
展開できるようにするには、このために使用される端末
が、地上ネットワークにより使用される端末と同一の大
きさを占有することが必要である。端末のサイズおよび
パワーを低減するために、開かれたままになるリンクの
唯一の収支パラメータは、アップリンクの場合、衛星の
性能係数（Ｇ／Ｔ）であり、ダウンリンクの場合、衛星
のアンテナから送信される等価の統合された放射パワー
（「Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｒ
ａｄｉａｔｉｏｎ Ｐｏｗｅｒ」またはＰＩＲＥ）であ
る。衛星のＰＩＲＥをふやすには、アンテナの寸法と衛
星の増幅器のパワーとの間で妥協を図ることができる。
ところが、ノイズ温度が本来の制約によって決まってい
る性能係数に対しては、このような妥協を実施できな
い。従って、性能係数の改善は、アンテナの寸法を大き
くすることによって解決しなければならない。
ービス（たとえば衛星による移動体電話）が存在する。
地上のネットワークと競合せずに、これらのサービスを
展開できるようにするには、このために使用される端末
が、地上ネットワークにより使用される端末と同一の大
きさを占有することが必要である。端末のサイズおよび
パワーを低減するために、開かれたままになるリンクの
唯一の収支パラメータは、アップリンクの場合、衛星の
性能係数（Ｇ／Ｔ）であり、ダウンリンクの場合、衛星
のアンテナから送信される等価の統合された放射パワー
（「Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｒ
ａｄｉａｔｉｏｎ Ｐｏｗｅｒ」またはＰＩＲＥ）であ
る。衛星のＰＩＲＥをふやすには、アンテナの寸法と衛
星の増幅器のパワーとの間で妥協を図ることができる。
ところが、ノイズ温度が本来の制約によって決まってい
る性能係数に対しては、このような妥協を実施できな
い。従って、性能係数の改善は、アンテナの寸法を大き
くすることによって解決しなければならない。
【００１２】広幅のアンテナ、すなわち、電磁信号の捕
捉面積または放射面積が広いアンテナは、利得が大きく
（面積に比例する）、それ相当の分解能を享受する（最
大寸法に比例する）。ところで、無線通信、傍受、電磁
遠隔探査と同様に、宇宙空間で利用する大半のケースで
は、非常に高利得で分解能が高いアンテナを宇宙船に搭
載することが求められる。今日、宇宙空間における利用
で、超大型リフレクタ（直径約１２から１５メートル）
を備えたアンテナが存在するのはこのためである。
捉面積または放射面積が広いアンテナは、利得が大きく
（面積に比例する）、それ相当の分解能を享受する（最
大寸法に比例する）。ところで、無線通信、傍受、電磁
遠隔探査と同様に、宇宙空間で利用する大半のケースで
は、非常に高利得で分解能が高いアンテナを宇宙船に搭
載することが求められる。今日、宇宙空間における利用
で、超大型リフレクタ（直径約１２から１５メートル）
を備えたアンテナが存在するのはこのためである。
【００１３】しかしながら、直径１５メートルを超える
アンテナを使用する場合、たとえば、特に、打ち上げロ
ケットのノーズフェヤリング内での保管、宇宙船から軌
道への展開など、技術的、実用的に多数の問題が提起さ
れる。さらに、無重力状態で真空におかれる大型物体に
固有の多種多様な機械的、電気的な制約、たとえば、構
造上の剛性、機械強度、機械振動、膨張および収縮など
が課される。
アンテナを使用する場合、たとえば、特に、打ち上げロ
ケットのノーズフェヤリング内での保管、宇宙船から軌
道への展開など、技術的、実用的に多数の問題が提起さ
れる。さらに、無重力状態で真空におかれる大型物体に
固有の多種多様な機械的、電気的な制約、たとえば、構
造上の剛性、機械強度、機械振動、膨張および収縮など
が課される。
【００１４】これらの問題に対する一つの解決方法は、
展開式の放射素子アレイを備えた、いわゆる「アクティ
ブ」アンテナの使用にある。
展開式の放射素子アレイを備えた、いわゆる「アクティ
ブ」アンテナの使用にある。
【００１５】このようなアンテナは、米国特許第５，４
３０，４５１号に記載されている。この特許には、ジョ
イント機構により互いに接続された複数のサブアレイを
含む、人工衛星用のアレイアンテナが記載されている。
このため、アンテナは、人工衛星の打ち上げ時に第一の
折り畳み位置（スタック構成とも呼ばれる）を占有し、
人工衛星が打ち上げられたとき、第二の展開平面位置
（非スタック構成と呼ばれる）を占有する。
３０，４５１号に記載されている。この特許には、ジョ
イント機構により互いに接続された複数のサブアレイを
含む、人工衛星用のアレイアンテナが記載されている。
このため、アンテナは、人工衛星の打ち上げ時に第一の
折り畳み位置（スタック構成とも呼ばれる）を占有し、
人工衛星が打ち上げられたとき、第二の展開平面位置
（非スタック構成と呼ばれる）を占有する。
【００１６】しかし、これらのサブアレイから送られる
信号を、コヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）にするに
あたり、サブアレイを互いに支持する各パネルが受ける
機械変形を考慮していない。
信号を、コヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）にするに
あたり、サブアレイを互いに支持する各パネルが受ける
機械変形を考慮していない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の不都
合を解消することを目的とする。本発明は、特に、複数
の展開式の放射素子のサブアレイを含む、広幅アクティ
ブアレイアンテナを簡単に実施可能にすることを目的と
する。
合を解消することを目的とする。本発明は、特に、複数
の展開式の放射素子のサブアレイを含む、広幅アクティ
ブアレイアンテナを簡単に実施可能にすることを目的と
する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、宇
宙船のアクティブアレイアンテナと協働可能なビーム形
成ネットワークを目的とし、複数の放射素子のサブアレ
イと、前記複数のサブアレイをそれぞれ支持する複数の
支持パネルとを含み、前記パネルは、パネルが少なくと
も部分的に重なり合う第一の折り畳み位置から、パネル
がほぼ同一平面上にある第二の展開位置に動くことがで
き、前記ビーム形成ネットワークが、複数のサブアレイ
からそれぞれ受信した信号を、サブアレイへの各信号の
予想入射角度と、サブアレイ間の信号伝播遅延による相
対的な予想位相差とに応じて、前記信号の加重総和を求
めることによって、コヒーレントにする手段を含み、前
記ビーム形成ネットワークが、予想される所定の構成に
対して、パネル間の相対位置の変形、すなわちずれ（ｄ
ｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を示す情報を推定する手段をさ
らに含み、前記信号の総和が、また、前記ずれを示す情
報に応じて求められることを特徴とする。
宙船のアクティブアレイアンテナと協働可能なビーム形
成ネットワークを目的とし、複数の放射素子のサブアレ
イと、前記複数のサブアレイをそれぞれ支持する複数の
支持パネルとを含み、前記パネルは、パネルが少なくと
も部分的に重なり合う第一の折り畳み位置から、パネル
がほぼ同一平面上にある第二の展開位置に動くことがで
き、前記ビーム形成ネットワークが、複数のサブアレイ
からそれぞれ受信した信号を、サブアレイへの各信号の
予想入射角度と、サブアレイ間の信号伝播遅延による相
対的な予想位相差とに応じて、前記信号の加重総和を求
めることによって、コヒーレントにする手段を含み、前
記ビーム形成ネットワークが、予想される所定の構成に
対して、パネル間の相対位置の変形、すなわちずれ（ｄ
ｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を示す情報を推定する手段をさ
らに含み、前記信号の総和が、また、前記ずれを示す情
報に応じて求められることを特徴とする。
【００１９】コヒーレントにすることは、サブアレイが
受信した信号の加重総和を求めることである。各信号に
与えられる加重は、サブアレイへの信号の所望の入射角
度と、サブアレイへの信号の実際の（または観察され
た）入射角度と、相対的な信号伝播遅延による位相差と
に応じて計算される。この遅延は、サブアレイ間の相対
位置および距離によるものである。
受信した信号の加重総和を求めることである。各信号に
与えられる加重は、サブアレイへの信号の所望の入射角
度と、サブアレイへの信号の実際の（または観察され
た）入射角度と、相対的な信号伝播遅延による位相差と
に応じて計算される。この遅延は、サブアレイ間の相対
位置および距離によるものである。
【００２０】かくして、パネルの相対的な形状に関する
情報を用いることにより、有効信号に対してコヒーレン
トに総和が求められる。
情報を用いることにより、有効信号に対してコヒーレン
トに総和が求められる。
【００２１】複数の放射素子のサブアレイと、それに接
続される支持パネルとは、宇宙船の打ち上げロケットの
ノーズフェヤリングに匹敵する容積に収容できる、スタ
ック構造を使用できるという長所がある。
続される支持パネルとは、宇宙船の打ち上げロケットの
ノーズフェヤリングに匹敵する容積に収容できる、スタ
ック構造を使用できるという長所がある。
【００２２】スタック構造を展開する場合、複雑な開閉
機構は不要である。たとえば、ソーラーパネルに対して
一般に行われている操作と同様に、開閉操作を実施する
ことができる。支持パネルは、宇宙船とこれらのパネル
とを結合する機械的な剛性を必要としない。しかも、ロ
ックシステムがないことと、隣接パネル間の運動の自由
度（振動可能）とにより、宇宙船に対する機械的な応力
を低減できる。
機構は不要である。たとえば、ソーラーパネルに対して
一般に行われている操作と同様に、開閉操作を実施する
ことができる。支持パネルは、宇宙船とこれらのパネル
とを結合する機械的な剛性を必要としない。しかも、ロ
ックシステムがないことと、隣接パネル間の運動の自由
度（振動可能）とにより、宇宙船に対する機械的な応力
を低減できる。
【００２３】実施形態によれば、本発明によるビーム形
成ネットワークは、信号処理デジタル手段を含む。
成ネットワークは、信号処理デジタル手段を含む。
【００２４】実施形態によれば、信号処理デジタル手段
が、ソフトウェア計算手段を含む。
が、ソフトウェア計算手段を含む。
【００２５】実施形態によれば、前記放射素子が、交互
または同時に信号を送受信するために使用され、パネル
の各放射素子が、送信波の位相を変え得る個々の移相手
段に接続され、ビーム形成ネットワークが、前記移相手
段をそれぞれ制御する制御手段を含み、位置ずれパネル
の放射素子の位相をそれぞれ修正することにより、この
ずれを補正するようにしている。
または同時に信号を送受信するために使用され、パネル
の各放射素子が、送信波の位相を変え得る個々の移相手
段に接続され、ビーム形成ネットワークが、前記移相手
段をそれぞれ制御する制御手段を含み、位置ずれパネル
の放射素子の位相をそれぞれ修正することにより、この
ずれを補正するようにしている。
【００２６】本発明は、また、宇宙船のための無線周波
数アンテナと、ビーム形成ネットワークとを含む無線周
波数信号受信システムを目的とし、前記アンテナが、複
数の放射素子のサブアレイを含み、前記サブアレイが、
前記複数のサブアレイをそれぞれ支持する複数の支持パ
ネルを含み、前記パネルは、これらのパネルが少なくと
も部分的に重なり合う第一の折り畳み位置から、パネル
がほぼ同一平面上にある第二の展開位置に動くことがで
き、前記ビーム形成ネットワークが、複数のサブアレイ
からそれぞれ受信した信号を、サブアレイへの各信号の
所望の入射角度と、各サブアレイへの信号の実際の入射
角度と、信号の伝播遅延による相対的な位相差とに応じ
て、前記信号の加重総和を求めることによって、コヒー
レントにする手段を含み、前記ビーム形成ネットワーク
が、本発明によるネットワークであることを特徴とす
る。
数アンテナと、ビーム形成ネットワークとを含む無線周
波数信号受信システムを目的とし、前記アンテナが、複
数の放射素子のサブアレイを含み、前記サブアレイが、
前記複数のサブアレイをそれぞれ支持する複数の支持パ
ネルを含み、前記パネルは、これらのパネルが少なくと
も部分的に重なり合う第一の折り畳み位置から、パネル
がほぼ同一平面上にある第二の展開位置に動くことがで
き、前記ビーム形成ネットワークが、複数のサブアレイ
からそれぞれ受信した信号を、サブアレイへの各信号の
所望の入射角度と、各サブアレイへの信号の実際の入射
角度と、信号の伝播遅延による相対的な位相差とに応じ
て、前記信号の加重総和を求めることによって、コヒー
レントにする手段を含み、前記ビーム形成ネットワーク
が、本発明によるネットワークであることを特徴とす
る。
【００２７】実施形態によれば、前記複数のパネルが、
無線周波数信号を送受信する第一組および第二組のパネ
ルからなり、前記システムが、各ソースに対応する放射
素子を含む第二組のパネルに向かって送信信号を送信す
るように構成されたマルチソース送信装置を含み、対応
する各放射素子は、アレイが受信するずれ情報に応じ
て、前記移相手段により位相をずらされた固有の信号を
受信するように構成されており、このようにして、場合
によっては位相をずらされた信号が、無線周波数伝送の
ための第一組のパネルの各放射素子に伝達される。
無線周波数信号を送受信する第一組および第二組のパネ
ルからなり、前記システムが、各ソースに対応する放射
素子を含む第二組のパネルに向かって送信信号を送信す
るように構成されたマルチソース送信装置を含み、対応
する各放射素子は、アレイが受信するずれ情報に応じ
て、前記移相手段により位相をずらされた固有の信号を
受信するように構成されており、このようにして、場合
によっては位相をずらされた信号が、無線周波数伝送の
ための第一組のパネルの各放射素子に伝達される。
【００２８】実施形態によれば、受信して送信する無線
周波数信号のアナログ処理手段が、パネル上に構成され
ている。
周波数信号のアナログ処理手段が、パネル上に構成され
ている。
【００２９】実施形態によれば、前記アナログ処理手段
が、少なくとも一つの光ファイバーによりビーム形成ネ
ットワークに接続される。
が、少なくとも一つの光ファイバーによりビーム形成ネ
ットワークに接続される。
【００３０】本発明は、また、本発明による無線周波数
信号受信システムを含むことを特徴とする宇宙船を目的
とする。
信号受信システムを含むことを特徴とする宇宙船を目的
とする。
【００３１】本発明は、また、宇宙船に搭載される無線
周波数アンテナと協働可能なビーム形成ネットワークの
ためのビーム形成方法を目的とし、前記アンテナが、複
数の放射素子のサブアレイと、前記複数のサブアレイを
それぞれ支持する複数の支持パネルとを含み、前記パネ
ルは、パネルが少なくとも部分的に重なり合う第一の折
り畳み位置から、パネルがほぼ同一平面上にある第二の
展開位置に動くことができ、前記方法は、複数のサブア
レイからそれぞれ受信した信号を、サブアレイへの各信
号の予想入射角度と、信号伝播遅延による相対的な予想
位相差とに応じて、前記信号の加重総和を求めることに
よって、コヒーレントにするステップを含み、前記方法
が、コヒーレントにするステップに先立って、予想され
る所定の構成に対して、パネル間の相対位置のずれを示
す情報を推定するステップをさらに含み、前記信号の総
和が、また、前記ずれを示す情報に応じて求められるこ
とを特徴とする。
周波数アンテナと協働可能なビーム形成ネットワークの
ためのビーム形成方法を目的とし、前記アンテナが、複
数の放射素子のサブアレイと、前記複数のサブアレイを
それぞれ支持する複数の支持パネルとを含み、前記パネ
ルは、パネルが少なくとも部分的に重なり合う第一の折
り畳み位置から、パネルがほぼ同一平面上にある第二の
展開位置に動くことができ、前記方法は、複数のサブア
レイからそれぞれ受信した信号を、サブアレイへの各信
号の予想入射角度と、信号伝播遅延による相対的な予想
位相差とに応じて、前記信号の加重総和を求めることに
よって、コヒーレントにするステップを含み、前記方法
が、コヒーレントにするステップに先立って、予想され
る所定の構成に対して、パネル間の相対位置のずれを示
す情報を推定するステップをさらに含み、前記信号の総
和が、また、前記ずれを示す情報に応じて求められるこ
とを特徴とする。
【００３２】実施形態によれば、前記ずれを示す情報
が、隣接する二つの前記パネルの間に形成される角度を
含み、この角度が、総和を求めるために使用される。
が、隣接する二つの前記パネルの間に形成される角度を
含み、この角度が、総和を求めるために使用される。
【００３３】実施形態によれば、前記方法が、ビーコン
信号遠隔送信機からビーコン信号を送信するステップを
含み、この送信機の位置が分かり、前記予想される所定
の構成に対して前記ずれを示す信号を推定できるように
している。
信号遠隔送信機からビーコン信号を送信するステップを
含み、この送信機の位置が分かり、前記予想される所定
の構成に対して前記ずれを示す信号を推定できるように
している。
【００３４】本発明は、また、本発明による宇宙船と、
少なくとも一つのビーコン信号遠隔送信機とを含み、こ
の送信機の位置が、宇宙船から分かり、前記予想される
所定の構成に対して前記ずれを示す情報を推定できるよ
うにしたシステムを目的とする。
少なくとも一つのビーコン信号遠隔送信機とを含み、こ
の送信機の位置が、宇宙船から分かり、前記予想される
所定の構成に対して前記ずれを示す情報を推定できるよ
うにしたシステムを目的とする。
【００３５】本発明の他の特徴および長所は、添付図面
に関してなされた幾つかの実施形態の説明により明らか
になるであろう。
に関してなされた幾つかの実施形態の説明により明らか
になるであろう。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下の説明では、図が異なってい
ても同様の機能を果たす部材には、同じ参照符号を付
す。
ても同様の機能を果たす部材には、同じ参照符号を付
す。
【００３７】図３は、アレイアンテナ２を備えた通信衛
星１を、第一の実施形態により展開位置で示す図であ
る。
星１を、第一の実施形態により展開位置で示す図であ
る。
【００３８】衛星の本体３には、太陽エネルギーを電気
エネルギーに変換する２個の太陽発電パネル４が結合さ
れている。これらのパネル４は、図３では展開モードに
ある。衛星本体３の両側には、また、受信アンテナ２と
送信アンテナ５が配置されている。この実施形態では、
送信アンテナが従来の構成であり、本発明を適用したも
のではない。パワー増幅器と、送信に必要な他の素子と
は、全部または一部を衛星本体に収容することができ
る。これは、本発明の衛星本体の外形寸法を受信側で節
約できるためである。
エネルギーに変換する２個の太陽発電パネル４が結合さ
れている。これらのパネル４は、図３では展開モードに
ある。衛星本体３の両側には、また、受信アンテナ２と
送信アンテナ５が配置されている。この実施形態では、
送信アンテナが従来の構成であり、本発明を適用したも
のではない。パワー増幅器と、送信に必要な他の素子と
は、全部または一部を衛星本体に収容することができ
る。これは、本発明の衛星本体の外形寸法を受信側で節
約できるためである。
【００３９】アレイアンテナ２は、衛星の本体付近に配
置される複数の平面パネル８から構成される。これらの
パネルは、サブアレイの一つとして図３に概略的に示し
た偏波放射素子７のサブアレイ支持体６の役割をする。
パネルは、必ずしも固定ジョイント機構により互いに接
続される必要はない。パネル間の接続、ならびに幾つか
のパネル８を衛星本体に結合する接続は、ケーブル９に
よって実施することができる。各サブアレイ６は、直接
放射アレイまたはＤＲＡ（「Ｄｉｒｅｃｔ Ｒａｄｉａ
ｔｉｎｇ Ａｒｒａｙ」）と呼ばれるアクティブアレイ
と同じものとみなすことができる。
置される複数の平面パネル８から構成される。これらの
パネルは、サブアレイの一つとして図３に概略的に示し
た偏波放射素子７のサブアレイ支持体６の役割をする。
パネルは、必ずしも固定ジョイント機構により互いに接
続される必要はない。パネル間の接続、ならびに幾つか
のパネル８を衛星本体に結合する接続は、ケーブル９に
よって実施することができる。各サブアレイ６は、直接
放射アレイまたはＤＲＡ（「Ｄｉｒｅｃｔ Ｒａｄｉａ
ｔｉｎｇ Ａｒｒａｙ」）と呼ばれるアクティブアレイ
と同じものとみなすことができる。
【００４０】図４は、本発明の実施形態による、パネル
８におけるサブアレイ６の構成素子の断面図である。パ
ネルのサブアレイ６に到着する信号は、サブアレイの放
射素子７が受信する。各チャンネルで放射素子が受信し
た信号は、まず、フィルタリングおよび低ノイズ増幅Ｌ
ＮＡ（「Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」）
ブロック１０によりフィルタ処理される。このブロック
は、所望の周波数を中心として受信した信号部分だけを
フィルタ処理して増幅し、特に、送信周波数を除去する
ように構成されている。このように各チャンネルでフィ
ルタ処理された信号は、フィルタ処理および増幅ブロッ
クの出力で、受信したマイクロ波信号の変調サンプルを
採取するサンプリング装置１１に供給される。この実施
形態によれば、サンプリング装置は、光学的に設計さ
れ、光ファイバー１２にサンプルを送る。図示されてい
ない電気ケーブルが、増幅器１０およびサンプリング装
置１１の電気エネルギーを供給することができる。
８におけるサブアレイ６の構成素子の断面図である。パ
ネルのサブアレイ６に到着する信号は、サブアレイの放
射素子７が受信する。各チャンネルで放射素子が受信し
た信号は、まず、フィルタリングおよび低ノイズ増幅Ｌ
ＮＡ（「Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」）
ブロック１０によりフィルタ処理される。このブロック
は、所望の周波数を中心として受信した信号部分だけを
フィルタ処理して増幅し、特に、送信周波数を除去する
ように構成されている。このように各チャンネルでフィ
ルタ処理された信号は、フィルタ処理および増幅ブロッ
クの出力で、受信したマイクロ波信号の変調サンプルを
採取するサンプリング装置１１に供給される。この実施
形態によれば、サンプリング装置は、光学的に設計さ
れ、光ファイバー１２にサンプルを送る。図示されてい
ない電気ケーブルが、増幅器１０およびサンプリング装
置１１の電気エネルギーを供給することができる。
【００４１】各パネルの各光ファイバー１２は、ビーム
形成ネットワークまたはＢＦＮ（「Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍ
ｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ」）とも呼ばれるデジタル処理
ユニット１３の受信入力１３０に接続される。このネッ
トワーク１３は、サブアレイの全面が、後述するよう
に、地上の端末から送信される無線電気エネルギーの捕
捉を最適化するように構成されている。これは、特に、
各受信チャンネルに対応する光ファイバー全体から受信
した全ての有効信号をコヒーレントにし、これらの有効
信号の総和を求めることによって行われる。
形成ネットワークまたはＢＦＮ（「Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍ
ｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ」）とも呼ばれるデジタル処理
ユニット１３の受信入力１３０に接続される。このネッ
トワーク１３は、サブアレイの全面が、後述するよう
に、地上の端末から送信される無線電気エネルギーの捕
捉を最適化するように構成されている。これは、特に、
各受信チャンネルに対応する光ファイバー全体から受信
した全ての有効信号をコヒーレントにし、これらの有効
信号の総和を求めることによって行われる。
【００４２】総和を求める場合は、有効信号に対してコ
ヒーレントに行われる。これは、各パネルの相対的な形
状に関する情報についての本発明の使用原理を用いるこ
とにより、熱雑音と、入射角度が有効信号と同じかまた
は異なる他の妨害信号とに対して、コヒーレントになら
ないように行われる。
ヒーレントに行われる。これは、各パネルの相対的な形
状に関する情報についての本発明の使用原理を用いるこ
とにより、熱雑音と、入射角度が有効信号と同じかまた
は異なる他の妨害信号とに対して、コヒーレントになら
ないように行われる。
【００４３】また、信号のアナログ処理部全体がパネル
上にあり、ネットワーク１３が計算によるデジタル処理
を実施する。たとえば、ネットワーク１３は、マイクロ
コントローラであり、コヒーレント化は、知られている
コヒーレント化手段によって行われる。この手段は、ソ
フトウェア部分１３１とすることができる。
上にあり、ネットワーク１３が計算によるデジタル処理
を実施する。たとえば、ネットワーク１３は、マイクロ
コントローラであり、コヒーレント化は、知られている
コヒーレント化手段によって行われる。この手段は、ソ
フトウェア部分１３１とすることができる。
【００４４】本発明の原理は、パネルの相対位置が経時
的に変動する場合、地上の端末から送信されて、パネル
８に到着する電波に対応する波頭面（ｄｅ ｆｒｏｎｔ
ｄ’ｏｎｄｅ）の到着方向が、各パネルに対して同じ
ではないことに基づいている。従って、計算によりビー
ムを形成するには、ビーム形成ネットワーク１３が、各
サンプルに対し、各パネルの相対位置を考慮して、複数
の放射素子から送られる信号の和を求めることが必要で
ある。所定の放射素子に対応する信号のデジタル処理で
補正される遅延または位相差は、その場合、この信号の
入射角度、この放射素子と他の放射素子との距離、およ
び、受信する他の放射素子とこの放射素子とがなす角度
といったパラメータの結合に基づいたものでなければな
らない。もちろん、各放射素子の支持パネルは、各放射
素子に対して平行であるので、各パネルが互いにそれぞ
れ形成する角度に準拠すれば同じ結果になる。
的に変動する場合、地上の端末から送信されて、パネル
８に到着する電波に対応する波頭面（ｄｅ ｆｒｏｎｔ
ｄ’ｏｎｄｅ）の到着方向が、各パネルに対して同じ
ではないことに基づいている。従って、計算によりビー
ムを形成するには、ビーム形成ネットワーク１３が、各
サンプルに対し、各パネルの相対位置を考慮して、複数
の放射素子から送られる信号の和を求めることが必要で
ある。所定の放射素子に対応する信号のデジタル処理で
補正される遅延または位相差は、その場合、この信号の
入射角度、この放射素子と他の放射素子との距離、およ
び、受信する他の放射素子とこの放射素子とがなす角度
といったパラメータの結合に基づいたものでなければな
らない。もちろん、各放射素子の支持パネルは、各放射
素子に対して平行であるので、各パネルが互いにそれぞ
れ形成する角度に準拠すれば同じ結果になる。
【００４５】図５は、説明を簡単にするために二次元に
単純化した場合に、放射素子７１、７２をそれぞれ支持
する２個のパネル８１、８２を、概略的に示す図であ
り、パネルは、ケーブル９により相互接続されている。
この図では、パネルと放射素子とが同一平面上にあり、
波頭面１４が、パネルの法線に対して角度θをなしなが
ら放射素子に当たっている。これは、二つのパネルにあ
てはまる。この構成では、位相に関する法則が、ビーム
形成ネットワーク１３のレベルに適合され、方向θに放
射エネルギーを集中させている。
単純化した場合に、放射素子７１、７２をそれぞれ支持
する２個のパネル８１、８２を、概略的に示す図であ
り、パネルは、ケーブル９により相互接続されている。
この図では、パネルと放射素子とが同一平面上にあり、
波頭面１４が、パネルの法線に対して角度θをなしなが
ら放射素子に当たっている。これは、二つのパネルにあ
てはまる。この構成では、位相に関する法則が、ビーム
形成ネットワーク１３のレベルに適合され、方向θに放
射エネルギーを集中させている。
【００４６】反対に、図６では、様々な原因（遠心力な
ど）による機械的な変形の結果、パネル８２の面が、パ
ネル８１の面に対して角度αだけ偏向されている。図６
から分かるように、図５と同じ入射角度θと、パネル８
１に対するパネル８２の偏向角度αとを考慮することに
よって、パネル８１の放射素子７２の位相に関する法則
は、パネル８１の面の法線と角度θ＋αをなす方向Δ
に、エネルギー放射を最大化させるように適合されてい
る。この構成では、照準位置からずれるという上記の問
題を解消するために、総和を求める際に、位相差−αを
示す加重を導入して、放射素子７１、７２から送られる
２個の信号のコヒーレント化を修正することが必要であ
る。この処理は、推定手段１３５における前記角度αの
推定によって、ネットワーク１３のレベルでソフトウェ
ア計算により実施可能である。
ど）による機械的な変形の結果、パネル８２の面が、パ
ネル８１の面に対して角度αだけ偏向されている。図６
から分かるように、図５と同じ入射角度θと、パネル８
１に対するパネル８２の偏向角度αとを考慮することに
よって、パネル８１の放射素子７２の位相に関する法則
は、パネル８１の面の法線と角度θ＋αをなす方向Δ
に、エネルギー放射を最大化させるように適合されてい
る。この構成では、照準位置からずれるという上記の問
題を解消するために、総和を求める際に、位相差−αを
示す加重を導入して、放射素子７１、７２から送られる
２個の信号のコヒーレント化を修正することが必要であ
る。この処理は、推定手段１３５における前記角度αの
推定によって、ネットワーク１３のレベルでソフトウェ
ア計算により実施可能である。
【００４７】角度αの決定は、所定のビーコン信号の規
則的な伝送によって実施可能である。ビーコン信号は、
有利には、地上基地から送られる。ビーコン信号は、各
放射素子が、十分なＳＮ比でこの信号を受信できるよう
なパワーを備える。そのため、各放射素子から受信した
この信号を、ネットワーク１３に送ることができる。ネ
ットワーク１３は、ビーコン信号を送信する地上基地の
位置と、宇宙船の位置および姿勢とを知って、到着信号
の入射角度を出し、そこから、予め記録された単純な幾
何学計算によって角度αの値を導くことができる。この
方法は、自動適応形であるという長所を有し、パネルの
相対的な幾何的配置の変化を追跡する。
則的な伝送によって実施可能である。ビーコン信号は、
有利には、地上基地から送られる。ビーコン信号は、各
放射素子が、十分なＳＮ比でこの信号を受信できるよう
なパワーを備える。そのため、各放射素子から受信した
この信号を、ネットワーク１３に送ることができる。ネ
ットワーク１３は、ビーコン信号を送信する地上基地の
位置と、宇宙船の位置および姿勢とを知って、到着信号
の入射角度を出し、そこから、予め記録された単純な幾
何学計算によって角度αの値を導くことができる。この
方法は、自動適応形であるという長所を有し、パネルの
相対的な幾何的配置の変化を追跡する。
【００４８】この実施形態では、地上基地（図示せず）
から定期的にビーコン信号を送信し、入射角度の値を定
期的に更新する。もちろん、後述するように、この衛星
または他の衛星に搭載した送信機などの他の場所からビ
ーコン信号を送ってもよく、あるいは空中媒体で伝送さ
れる他のあらゆる基準信号を使用してもよい。原則は、
角度αの測定に対する基準信号としてネットワーク１３
が検知可能な信号を享受できるようにすることにある。
から定期的にビーコン信号を送信し、入射角度の値を定
期的に更新する。もちろん、後述するように、この衛星
または他の衛星に搭載した送信機などの他の場所からビ
ーコン信号を送ってもよく、あるいは空中媒体で伝送さ
れる他のあらゆる基準信号を使用してもよい。原則は、
角度αの測定に対する基準信号としてネットワーク１３
が検知可能な信号を享受できるようにすることにある。
【００４９】図７、８は、図３の通信衛星１の変形実施
形態を示しており、パネルのずれ情報を考慮するという
本発明の原理を、受信だけでなく送信にも使用してい
る。図７、８に記載した構造の主な長所は、パネルの位
置が互いに被る相対的なずれとは無関係に、ビーム形成
ネットワーク１３の自動適応特性を享受できることにあ
る。
形態を示しており、パネルのずれ情報を考慮するという
本発明の原理を、受信だけでなく送信にも使用してい
る。図７、８に記載した構造の主な長所は、パネルの位
置が互いに被る相対的なずれとは無関係に、ビーム形成
ネットワーク１３の自動適応特性を享受できることにあ
る。
【００５０】説明を明確にするために、受信、送信信号
のアナログ処理部分は、図７のパネル８の下および、図
８の受信パネル８ｒｘと送信パネル８ｔｘとの間に、分
解図として示されている。
のアナログ処理部分は、図７のパネル８の下および、図
８の受信パネル８ｒｘと送信パネル８ｔｘとの間に、分
解図として示されている。
【００５１】図７、８では、図４の光学構成のサンプリ
ング装置に代わって、ネットワーク１３への接続線１６
により電気的に接続されるＡＤ変換器１５が用いられて
いる。
ング装置に代わって、ネットワーク１３への接続線１６
により電気的に接続されるＡＤ変換器１５が用いられて
いる。
【００５２】また、図４に示したアナログ受信部に加え
て、各放射素子に、遅延線１９と、送信信号処理のため
に制御可能な移相器２０とが接続されている。
て、各放射素子に、遅延線１９と、送信信号処理のため
に制御可能な移相器２０とが接続されている。
【００５３】図７の実施形態は、衛星本体３に接続され
てマルチソース送信装置１８を支持する支柱１７を示し
ている。このタイプの構成は、リフレクタアレイ（「ｒ
ｅｆｌｅｃｔ−ａｒｒａｙ」という名称で知られてい
る。
てマルチソース送信装置１８を支持する支柱１７を示し
ている。このタイプの構成は、リフレクタアレイ（「ｒ
ｅｆｌｅｃｔ−ａｒｒａｙ」という名称で知られてい
る。
【００５４】放射素子に接続される移相器２０は、ネッ
トワーク１３の出力ポート１３２の制御信号を受信し、
送信時に放射素子の位相差の値を制御する。移相器は、
送信波の位相を修正するように制御され、この修正は、
前記放射素子を支持するパネルが被る偏向角度と同じ大
きさである（図６の例では角度α）。直列接続された遅
延線１９により、マルチソース装置１９と放射素子７と
の間の伝播遅延を補正することができる。
トワーク１３の出力ポート１３２の制御信号を受信し、
送信時に放射素子の位相差の値を制御する。移相器は、
送信波の位相を修正するように制御され、この修正は、
前記放射素子を支持するパネルが被る偏向角度と同じ大
きさである（図６の例では角度α）。直列接続された遅
延線１９により、マルチソース装置１９と放射素子７と
の間の伝播遅延を補正することができる。
【００５５】図８は、図７の変形実施形態を示してお
り、展開モードにある２組のパネルを使用し、第一組の
パネルが、地上の端末から受信する信号の方に向けら
れ、第二組のパネルが、第一組のパネルに向い合い、そ
の放射素子が、第一組のパネルに向かい合った面と反対
側の面にある。これらの放射素子８ｔｘは、送信マルチ
ソース装置１８に向い合い、この装置１８のソース１８
３から送信される信号を受信するように構成されてい
る。この構成は、「ｂｏｏｔｌａｃｅ」型レンズという
名称で知られている。放射素子に接続される移相器２０
は、ネットワーク１３の出力ポート１３２の制御信号を
受信し、送信時に放射素子の位相差の値を制御する。移
相器は、送信波の位相を修正するように制御され、この
修正は、前記放射素子を支持するパネルが被る偏向角度
と同じ大きさで行われる（図６の例では角度α）。
り、展開モードにある２組のパネルを使用し、第一組の
パネルが、地上の端末から受信する信号の方に向けら
れ、第二組のパネルが、第一組のパネルに向い合い、そ
の放射素子が、第一組のパネルに向かい合った面と反対
側の面にある。これらの放射素子８ｔｘは、送信マルチ
ソース装置１８に向い合い、この装置１８のソース１８
３から送信される信号を受信するように構成されてい
る。この構成は、「ｂｏｏｔｌａｃｅ」型レンズという
名称で知られている。放射素子に接続される移相器２０
は、ネットワーク１３の出力ポート１３２の制御信号を
受信し、送信時に放射素子の位相差の値を制御する。移
相器は、送信波の位相を修正するように制御され、この
修正は、前記放射素子を支持するパネルが被る偏向角度
と同じ大きさで行われる（図６の例では角度α）。
【００５６】図７、８の実施形態は、送信時に増幅を集
中させるという特別な長所があり、これによって、ＳＳ
ＰＡの代わりに進行波管を使用でき、従って送信時にパ
ワー効率が最適化される。一方、パネル８ｔｘを支持す
るパネルの組は、送信のためのパワー増幅ブロックを含
まないので、これらのパネルの熱制御にとって好まし
く、そのため、これらのパネルをいわゆる「低温」パネ
ルと呼ぶことができる。しかしながら、パネルにおいて
送信のためのパワー増幅を実施する実施形態（図示せ
ず）は、他の長所を有する。
中させるという特別な長所があり、これによって、ＳＳ
ＰＡの代わりに進行波管を使用でき、従って送信時にパ
ワー効率が最適化される。一方、パネル８ｔｘを支持す
るパネルの組は、送信のためのパワー増幅ブロックを含
まないので、これらのパネルの熱制御にとって好まし
く、そのため、これらのパネルをいわゆる「低温」パネ
ルと呼ぶことができる。しかしながら、パネルにおいて
送信のためのパワー増幅を実施する実施形態（図示せ
ず）は、他の長所を有する。
【００５７】図８の実施形態は、変形に対する強さが非
常に大きく、前方行程が後方行程によって補正される。
常に大きく、前方行程が後方行程によって補正される。
【００５８】もちろん、本発明は、上記の実施形態に制
限されるものではない。
限されるものではない。
【００５９】かくして、ビーム形成ネットワーク１３へ
の信号のアナログ処理部の接続に用いられる光ファイバ
ー１２に代えて、他のあらゆる電気接続手段を使用でき
る。光ファイバーは、接続が大型化しないという長所が
ある。
の信号のアナログ処理部の接続に用いられる光ファイバ
ー１２に代えて、他のあらゆる電気接続手段を使用でき
る。光ファイバーは、接続が大型化しないという長所が
ある。
【００６０】支持パネルの開閉に使用される展開手段
は、どんなタイプのものであってもよい。
は、どんなタイプのものであってもよい。
【図１】複数ゾーンに分割されたエリアが、静止衛星に
搭載したアンテナによってカバーされるところを示す図
である。
搭載したアンテナによってカバーされるところを示す図
である。
【図２】従来技術による受信アンテナを概略的に示す図
である。
である。
【図３】第一の実施形態により、アレイアンテナを備え
た通信衛星を展開位置で示す図である。
た通信衛星を展開位置で示す図である。
【図４】本発明の実施形態によるパネルのサブアレイ構
成素子を示す図である。
成素子を示す図である。
【図５】放射素子の２個の支持パネルが同一平面上にあ
るときの概略的な断面図である。
るときの概略的な断面図である。
【図６】一方の支持パネルの面が他方の面に対して偏向
されたときの二つの同一のパネルの概略的な断面図であ
る。
されたときの二つの同一のパネルの概略的な断面図であ
る。
【図７】パネルのずれ情報を考慮するという本発明の原
理を、受信だけでなく送信にも適用した、図３の通信衛
星１の変形実施形態を示す図である。
理を、受信だけでなく送信にも適用した、図３の通信衛
星１の変形実施形態を示す図である。
【図８】パネルのずれ情報を考慮するという本発明の原
理を、受信だけでなく送信にも適用した、図３の通信衛
星１の変形実施形態を示す図である。
理を、受信だけでなく送信にも適用した、図３の通信衛
星１の変形実施形態を示す図である。
１ 通信衛星
２ 受信アンテナ
３ 衛星本体
４ パネル
５ 送信アンテナ
６ サブアレイ
７、２２、７１、７２ 放射素子
８、８ｒｘ、８ｔｘ 支持パネル
９ ケーブル
１０ ブロック
１０’、２６ 増幅器
１１ サンプリング装置
１２ 光ファイバー
１２’、３４ ゾーン
１３ ネットワーク
１４ 波頭面
１４’ サブシーン
１５ ＡＤ変換器
１６ 接続線
１７ 支柱
１８ マルチソース送信装置
１９ 遅延線
２０ 移相手段
２４ 除去フィルタ
３０ ディバイダ
３２ 出力
４０ ビーム形成ネットワーク
４２ 移相器
４４ 減衰器
４６、４８ ２個のスイッチ
８１、８２ パネル
１３０ 受信入力
１３１ ソフトウェア部分
１３２ 制御手段
１３５ 推定手段
１８３ ソース
θ 予想入射角度
α 角度
Δ 方向
ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４ 周波数サブバンド
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ジエラール・ケイユ
フランス国、31170・トウルヌフイユ、リ
ユ・ドウ・ベナスク、７
Ｆターム(参考） 5J021 AA09 DB03 EA03 EA04 FA06
FA09 FA23 FA26 GA00 HA05
HA07
5J046 AA04 AB03 KA03
Claims (13)
- 【請求項１】 宇宙船のマルチゾーンアクティブアレイ
アンテナ（２）と協働可能なビーム形成ネットワークで
あって、 複数の放射素子（７）のサブアレイ（６）と、 前記複数のサブアレイをそれぞれ支持する複数の支持パ
ネル（８、８ｒｘ、８ｔｘ）とを含み、 前記パネルは、パネルが少なくとも部分的に重なり合う
第一の折り畳み位置から、パネルがほぼ同一平面上にあ
る第二の展開位置に動くことができ、 前記ビーム形成ネットワークが、複数のサブアレイから
それぞれ受信した信号を、サブアレイへの各信号の予想
入射角度（θ）と、サブアレイ間の信号伝播遅延による
相対的な予想位相差とに応じて、前記信号の加重総和を
求めることによって、コヒーレントにする手段（１３
１）を含み、 前記ビーム形成ネットワークが、さらに、予想される所
定の構成に対して、パネル間の相対位置のずれ（α）を
示す情報を推定する手段を含み、 前記信号の総和が、また、前記ずれを示す情報に応じて
求められることを特徴とするビーム形成ネットワーク。 - 【請求項２】 信号処理デジタル手段を含むことを特徴
とする、請求項１に記載のビーム形成ネットワーク。 - 【請求項３】 前記信号処理デジタル手段が、ソフトウ
ェア計算手段を含むことを特徴とする、請求項２に記載
のビーム形成ネットワーク。 - 【請求項４】 前記放射素子が、交互または同時に信号
を送受信するために使用され、パネルの各放射素子が、
送信波の位相を変え得る個々の移相手段（２０）に接続
され、前記ビーム形成ネットワークが、前記移相手段を
それぞれ制御する制御手段（１３２）を含み、位置がず
れたパネルの放射素子の位相をそれぞれ修正することに
より、パネル位置のずれを補正するようにしたことを特
徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のビー
ム形成ネットワーク。 - 【請求項５】 宇宙船（１）のためのマルチゾーン無線
周波数アンテナと、ビーム形成ネットワークとを含む無
線周波数信号受信システムであって、前記アンテナが、 複数の放射素子のサブアレイを含み、 前記サブアレイが、 前記複数のサブアレイをそれぞれ支持する複数の支持パ
ネルを含み、 前記パネルは、パネルが少なくとも部分的に重なり合う
第一の折り畳み位置から、パネルがほぼ同一平面上にあ
る第二の展開位置に動くことができ、 前記ビーム形成ネットワークが、複数のサブアレイから
それぞれ受信した信号を、サブアレイへの各信号の所望
の入射角度と、各サブアレイへの信号の実際の入射角度
と、信号の伝播遅延による相対的な位相差とに応じて、
前記信号の加重総和を求めることによって、コヒーレン
トにする手段を含み、 前記ビーム形成ネットワークが、請求項１から４のいず
れか一項に記載のネットワーク（１３）であることを特
徴とするシステム。 - 【請求項６】 前記複数のパネルが、無線周波数信号を
送受信する第一組および第二組のパネルからなり、前記
システムが、各ソースに対応する放射素子を含む第二組
のパネルに向かって送信信号を送信するように構成され
たマルチソース送信装置を含み、対応する各放射素子
は、ネットワークが受信するずれ情報に応じて、前記移
相手段により位相をずらされた固有の信号を受信するよ
うに構成されており、このようにして、場合によっては
位相をずらされた信号が、無線周波数伝送のための第一
組のパネルの個々の放射素子に伝達されることを特徴と
する、請求項５に記載の受信システム。 - 【請求項７】 受信して送信する無線周波数信号のアナ
ログ処理手段が、パネルに構成されていることを特徴と
する、請求項５または６に記載の受信システム。 - 【請求項８】 前記アナログ処理手段が、少なくとも一
つの光ファイバーによりビーム形成ネットワークに接続
されることを特徴とする、請求項７に記載の受信システ
ム。 - 【請求項９】 請求項５から８のいずれか一項に記載の
無線周波数信号受信システムを含むことを特徴とする宇
宙船。 - 【請求項１０】 宇宙船（１）に搭載されるマルチゾー
ン無線周波数アンテナ（２）と協働可能なビーム形成ネ
ットワーク（１３）のためのビーム形成方法であって、
前記アンテナが、 複数の放射素子（７）のサブアレイ（６）と、 前記複数のサブアレイをそれぞれ支持する複数の支持パ
ネル（８、８ｒｘ、８ｔｘ）とを含み、 前記パネルは、パネルが少なくとも部分的に重なり合う
アンテナの第一の折り畳み位置から、パネルがほぼ同一
平面上にある第二の展開位置に動くことができ、 前記方法は、複数のサブアレイからそれぞれ受信した信
号を、サブアレイへの各信号の予想入射角度と、信号伝
播遅延による相対的な予想位相差とに応じて、前記信号
の加重総和を求めることによって、コヒーレントにする
ステップを含み前記方法が、コヒーレントにするステッ
プに先立って、予想される所定の構成に対して、パネル
間の相対位置のずれを示す情報を推定するステップをさ
らに含み、 前記信号の総和が、また、前記ずれを示す情報に応じて
求められることを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 前記ずれを示す情報が、隣接する二つ
の前記パネルの間に形成される角度を含み、該角度が、
総和を求めるために使用されることを特徴とする、請求
項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記方法が、ビーコン信号遠隔送信機
からビーコン信号を送信するステップを含み、送信機の
位置が分かり、前記予想される所定の構成に対して前記
ずれを示す情報を推定できるようにしていることを特徴
とする、請求項１０または１１に記載のビーム形成方
法。 - 【請求項１３】 請求項１０に記載の宇宙船と、 少なくとも一つのビーコン信号遠隔送信機とを含み、前
記送信機の位置が宇宙船から分かり、前記予想される所
定の構成に対して前記ずれを示す情報を推定できるよう
にしていることを特徴とするシステム。
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