JP2003143051A - 衛星用の反射鏡アンテナ・システム - Google Patents
衛星用の反射鏡アンテナ・システムInfo
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- H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
- H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
- H01Q19/17—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source comprising two or more radiating elements
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- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
- H01Q1/288—Satellite antennas
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- H01Q13/02—Waveguide horns
- H01Q13/0208—Corrugated horns
- H01Q13/0216—Dual-depth corrugated horns
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- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
- H01Q5/45—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more feeds in association with a common reflecting, diffracting or refracting device
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S343/02—Satellite-mounted antenna
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- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 デュアル・バンドの信号を同一ビーム幅で放
射する。 【解決手段】 フィード・ホーン・アレイ３４は、衛星
のアップリンク及びダウンリンク信号の両方に対して共
通の開口面を提供し、また、アップリンク及びダウンリ
ンク信号に対して円形の対称ビームを作成するために、
異なる深さを持つ２組の交互に配置されるチャンネルを
画定する内部表面上のコルゲーションを含む。アンテナ
・システムは、反射鏡２８、３０を含み、アップリンク
及びダウンリンクのアンテナ信号が同じビーム幅を持つ
ように、低周波数のダウンリンク・フィード信号のメイ
ンローブが反射鏡全体に放射され、高周波数のアップリ
ンク・フィード信号のメインローブが反射鏡の内側部分
に放射される。これは、反射鏡の形状、位置、及びフィ
ード・ホーンの構成によって実現される。これにより、
地球上の同じセル・サイズをカバーすることができる。
射する。 【解決手段】 フィード・ホーン・アレイ３４は、衛星
のアップリンク及びダウンリンク信号の両方に対して共
通の開口面を提供し、また、アップリンク及びダウンリ
ンク信号に対して円形の対称ビームを作成するために、
異なる深さを持つ２組の交互に配置されるチャンネルを
画定する内部表面上のコルゲーションを含む。アンテナ
・システムは、反射鏡２８、３０を含み、アップリンク
及びダウンリンクのアンテナ信号が同じビーム幅を持つ
ように、低周波数のダウンリンク・フィード信号のメイ
ンローブが反射鏡全体に放射され、高周波数のアップリ
ンク・フィード信号のメインローブが反射鏡の内側部分
に放射される。これは、反射鏡の形状、位置、及びフィ
ード・ホーンの構成によって実現される。これにより、
地球上の同じセル・サイズをカバーすることができる。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、デュアル・バンド／同一
ビーム反射鏡アンテナ・システムに関し、より詳細に
は、異なる２つの周波数であって円形状で対称的なビー
ムを作成するために、異なる２つのサイズの交互に配置
されたコルゲーション（波形）を含む、デュアル・バン
ド・フィード・ホーンを用いた衛星用の反射鏡アンテナ
・システムに関係する。
ビーム反射鏡アンテナ・システムに関し、より詳細に
は、異なる２つの周波数であって円形状で対称的なビー
ムを作成するために、異なる２つのサイズの交互に配置
されたコルゲーション（波形）を含む、デュアル・バン
ド・フィード・ホーンを用いた衛星用の反射鏡アンテナ
・システムに関係する。
【０００２】
【従来の技術】セル式電話システム、ケーブル・テレビ
・システム、インターネット・システム、軍事通信シス
テムなどのような様々な通信システムは、信号を転送す
るために、地球を周回する衛星を利用する。衛星のアッ
プリンク通信信号は、１つ以上の地上局から衛星に送信
され、次に、特定の使用に応じて、その衛星によって別
の衛星に再送信されるか、又は望ましい受信エリアをカ
バーするために、ダウンリンク通信信号として地球に再
送信される。アップリンク及びダウンリンク信号は、通
常は異なる周波数で送信される。例えば、アップリンク
通信信号は３０ＧＨｚで送信され、ダウンリンク通信信
号は２０ＧＨｚで送信される。
・システム、インターネット・システム、軍事通信シス
テムなどのような様々な通信システムは、信号を転送す
るために、地球を周回する衛星を利用する。衛星のアッ
プリンク通信信号は、１つ以上の地上局から衛星に送信
され、次に、特定の使用に応じて、その衛星によって別
の衛星に再送信されるか、又は望ましい受信エリアをカ
バーするために、ダウンリンク通信信号として地球に再
送信される。アップリンク及びダウンリンク信号は、通
常は異なる周波数で送信される。例えば、アップリンク
通信信号は３０ＧＨｚで送信され、ダウンリンク通信信
号は２０ＧＨｚで送信される。
【０００３】衛星は、アップリンク信号を受信し、地球
へダウンリンク信号を送信するアンテナ・フィードの構
成を含むアンテナ・システムを装備している。通常、こ
のようなアンテナ・システムは、信号を収集し指向させ
るすなわち方向付けるための、フィード・ホーンからな
る１以上のアレイ及び１以上のアンテナ反射鏡を含む。
受信アンテナの方向付けが、入力信号に関して任意にで
きるように、アップリンク信号及びダウンリンク信号
は、通常は円偏波される。信号の弁別を提供するため
に、一方の信号は左円偏波され（ＬＨＣＰ）、他方の信
号は右円偏波され（ＲＨＣＰ）、これら信号は、相互に
反対方向に回転する。円偏波された信号を、低信号損失
の導波管を通して伝播させるのに適した直線偏波された
信号に変換し、そして、その逆変換を行うための偏波器
が、アンテナ・システムで使用されている。
へダウンリンク信号を送信するアンテナ・フィードの構
成を含むアンテナ・システムを装備している。通常、こ
のようなアンテナ・システムは、信号を収集し指向させ
るすなわち方向付けるための、フィード・ホーンからな
る１以上のアレイ及び１以上のアンテナ反射鏡を含む。
受信アンテナの方向付けが、入力信号に関して任意にで
きるように、アップリンク信号及びダウンリンク信号
は、通常は円偏波される。信号の弁別を提供するため
に、一方の信号は左円偏波され（ＬＨＣＰ）、他方の信
号は右円偏波され（ＲＨＣＰ）、これら信号は、相互に
反対方向に回転する。円偏波された信号を、低信号損失
の導波管を通して伝播させるのに適した直線偏波された
信号に変換し、そして、その逆変換を行うための偏波器
が、アンテナ・システムで使用されている。
【０００４】衛星システムに関して、地球上のカバレッ
ジ・エリア（カバー範囲）が複数のセルに分割される。
そして、各セルのアンテナ・カバレッジ利得要求によ
り、一意的に反射鏡のサイズが決定される。反射鏡の直
径及び反射鏡の焦点距離の組合せにより、フィード位置
及びポインティング角度が指定される。さらに、各フィ
ード・ホーン開口は、そのフィード・ホーンに望ましい
アンテナ利得を提供するために、関連する周波数帯に対
して特定のサイズを有している必要がある。従って、フ
ィード・ホーンのサイズは、セルのサイズが必要とする
よりも遙かに大きなものとなる。従って、１つのフィー
ド・アレイとして実装される場合、隣接するセルのため
のフィード・ホーンは、相互に機械的に干渉してしま
う。言いかえれば、フィード・ホーンは、所望のアンテ
ナ利得を提供するために特定のサイズでなければならな
いので、地上の隣接するセルに対して同じアレイ内のフ
ィード・ホーンを使用することは、一般的に不可能であ
る。
ジ・エリア（カバー範囲）が複数のセルに分割される。
そして、各セルのアンテナ・カバレッジ利得要求によ
り、一意的に反射鏡のサイズが決定される。反射鏡の直
径及び反射鏡の焦点距離の組合せにより、フィード位置
及びポインティング角度が指定される。さらに、各フィ
ード・ホーン開口は、そのフィード・ホーンに望ましい
アンテナ利得を提供するために、関連する周波数帯に対
して特定のサイズを有している必要がある。従って、フ
ィード・ホーンのサイズは、セルのサイズが必要とする
よりも遙かに大きなものとなる。従って、１つのフィー
ド・アレイとして実装される場合、隣接するセルのため
のフィード・ホーンは、相互に機械的に干渉してしま
う。言いかえれば、フィード・ホーンは、所望のアンテ
ナ利得を提供するために特定のサイズでなければならな
いので、地上の隣接するセルに対して同じアレイ内のフ
ィード・ホーンを使用することは、一般的に不可能であ
る。
【０００５】従って、所望のアンテナ利得を提供し、そ
の上、地上の連続するカバー範囲を提供するために、ア
ンテナ・システムの各々が同じ反射鏡を使用する複数の
フィード・ホーンを含み、その各々のフィード・ホーン
が、例えば図１の中の文字Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤのうちの１
つによって示されるような、隣接していないカバレッジ
・エリアからなる分離したセットに対応する、複合的な
アンテナ・システムを提供することが必要である。１つ
の設計では、衛星が、アップリンク通信信号用の別個の
４つのアンテナ・システム（図２の中のＡ、Ｂ、Ｃ及び
Ｄアンテナ）、及びダウンリンク通信信号用のさらに４
つの別個のアンテナ・システムを含んでいる。図２はこ
のシステムを示す。アップリンク信号は、通常、ダウン
リンク信号より高い周波数であるので、フィード・ホー
ンのサイズ、すなわち、受信アンテナ・システムのサイ
ズは、送信アレイ用のフィード・ホーンのサイズより小
さい。
の上、地上の連続するカバー範囲を提供するために、ア
ンテナ・システムの各々が同じ反射鏡を使用する複数の
フィード・ホーンを含み、その各々のフィード・ホーン
が、例えば図１の中の文字Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤのうちの１
つによって示されるような、隣接していないカバレッジ
・エリアからなる分離したセットに対応する、複合的な
アンテナ・システムを提供することが必要である。１つ
の設計では、衛星が、アップリンク通信信号用の別個の
４つのアンテナ・システム（図２の中のＡ、Ｂ、Ｃ及び
Ｄアンテナ）、及びダウンリンク通信信号用のさらに４
つの別個のアンテナ・システムを含んでいる。図２はこ
のシステムを示す。アップリンク信号は、通常、ダウン
リンク信号より高い周波数であるので、フィード・ホー
ンのサイズ、すなわち、受信アンテナ・システムのサイ
ズは、送信アレイ用のフィード・ホーンのサイズより小
さい。
【０００６】重量を減少させ、衛星装置を保全し、かつ
衛星の製造、統合化及びテスト費用を減らすために、い
くつかの衛星通信システムは、アップリンク信号を受信
し、ダウンリンク信号を送信するために、同じアンテナ
・システム及びフィード・ホーン・アレイを使用する。
例えば、衛星上の各アンテナ・システムがデュアル・バ
ンドのアンテナ・システムである場合、アンテナ・シス
テムの数は、ここで説明されている例においては、８か
ら４にまで減らすことができる。反射鏡アンテナ・シス
テムを使用して、特定のカバレッジ・エリアに対する、
衛星アップリンク信号受信機能、及びダウンリンク信号
送信機能を結合するには、２重周波数をサポートするこ
とができ、デュアル偏波を提供することができる専用の
フィード・システム、すなわち、専用のフィード・シス
テム・コンポーネントが必要である。これらの専用のフ
ィード・システム・コンポーネントは、アップリンク信
号及びダウンリンク信号を分離して信号の結合及び隔離
を提供するために、各フィード・ホーンと組み合わせ
て、当業者に知られている４アーム・ターンスタイル接
合といったような信号直交モード（signal orthomode）
・カップラを含む。また、ダウンリンク帯域幅（１８．
３ＧＨｚ〜２０．２ＧＨｚ）で、より高い電力（６０〜
１００Ｗ）で送信されたダウンリンク信号は、電力を生
成する費用／効率のために、及び、損失が存在すると熱
が発生するので、低損失でなければならない。
衛星の製造、統合化及びテスト費用を減らすために、い
くつかの衛星通信システムは、アップリンク信号を受信
し、ダウンリンク信号を送信するために、同じアンテナ
・システム及びフィード・ホーン・アレイを使用する。
例えば、衛星上の各アンテナ・システムがデュアル・バ
ンドのアンテナ・システムである場合、アンテナ・シス
テムの数は、ここで説明されている例においては、８か
ら４にまで減らすことができる。反射鏡アンテナ・シス
テムを使用して、特定のカバレッジ・エリアに対する、
衛星アップリンク信号受信機能、及びダウンリンク信号
送信機能を結合するには、２重周波数をサポートするこ
とができ、デュアル偏波を提供することができる専用の
フィード・システム、すなわち、専用のフィード・シス
テム・コンポーネントが必要である。これらの専用のフ
ィード・システム・コンポーネントは、アップリンク信
号及びダウンリンク信号を分離して信号の結合及び隔離
を提供するために、各フィード・ホーンと組み合わせ
て、当業者に知られている４アーム・ターンスタイル接
合といったような信号直交モード（signal orthomode）
・カップラを含む。また、ダウンリンク帯域幅（１８．
３ＧＨｚ〜２０．２ＧＨｚ）で、より高い電力（６０〜
１００Ｗ）で送信されたダウンリンク信号は、電力を生
成する費用／効率のために、及び、損失が存在すると熱
が発生するので、低損失でなければならない。
【０００７】受信及び送信機能の両方を提供するアンテ
ナ・システムの一例として、この技術分野では、ＭＩＬ
ＳＴＡＲデュアル・バンド・フィードと呼ばれるものが
ある。ＭＩＬＳＴＡＲデュアル・バンド・フィードは、
同軸の内側及び外側の伝導性の壁が、外側の導波管空胴
及び内側の導波管空胴を画定する同軸設計を使用する。
ダウンリンク信号は、外側の導波管空胴を通って、円錐
のフィード・ホーンから送信され、アップリンク信号
は、円錐のフィード・ホーンによって受信され、内側の
導波管空胴を通して導かれる。フィード・ホーンと内側
の導波管空胴との間のインピーダンス・マッチングを提
供するために、円錐の誘電体が内側の導波管空胴の開口
面に設置され、そしてまた、導波管カットオフ周波数を
越えるアップリンク信号を、内側の導波管空胴に発射す
る。フィード・ホーンの内側表面は、Ｅプレーン及びＨ
プレーンマッチングのために、アップリンク信号とダウ
ンリンク信号の両方に対称なパターンを提供するよう
に、コルゲーションがつけられる。フィード・ホーン
は、アンテナ・システムに付属する反射鏡を放射するに
ふさわしい開口面を提供するために、円錐に形成され
る。
ナ・システムの一例として、この技術分野では、ＭＩＬ
ＳＴＡＲデュアル・バンド・フィードと呼ばれるものが
ある。ＭＩＬＳＴＡＲデュアル・バンド・フィードは、
同軸の内側及び外側の伝導性の壁が、外側の導波管空胴
及び内側の導波管空胴を画定する同軸設計を使用する。
ダウンリンク信号は、外側の導波管空胴を通って、円錐
のフィード・ホーンから送信され、アップリンク信号
は、円錐のフィード・ホーンによって受信され、内側の
導波管空胴を通して導かれる。フィード・ホーンと内側
の導波管空胴との間のインピーダンス・マッチングを提
供するために、円錐の誘電体が内側の導波管空胴の開口
面に設置され、そしてまた、導波管カットオフ周波数を
越えるアップリンク信号を、内側の導波管空胴に発射す
る。フィード・ホーンの内側表面は、Ｅプレーン及びＨ
プレーンマッチングのために、アップリンク信号とダウ
ンリンク信号の両方に対称なパターンを提供するよう
に、コルゲーションがつけられる。フィード・ホーン
は、アンテナ・システムに付属する反射鏡を放射するに
ふさわしい開口面を提供するために、円錐に形成され
る。
【０００８】送信及び受信機能の両方を提供するアンテ
ナ・システムを改良することができる。例えば、アップ
リンク及びダウンリンク通信信号の周波数が異なるの
で、既知のデュアル・バンド・アンテナ・フィードにお
ける、アップリンク及びダウンリンク信号用のセル・カ
バレッジ・エリアは、異なるビーム幅すなわちセル・サ
イズを持つ。従って、アンテナ性能及びアップリンク・
カバレッジ能力に影響を与えるデュアル・バンド・フィ
ード・ホーンを使用する場合、より高い周波数であるア
ップリンク信号は、より低い周波数であるダウンリンク
信号よりもカバレッジ・エリアが狭い。
ナ・システムを改良することができる。例えば、アップ
リンク及びダウンリンク通信信号の周波数が異なるの
で、既知のデュアル・バンド・アンテナ・フィードにお
ける、アップリンク及びダウンリンク信号用のセル・カ
バレッジ・エリアは、異なるビーム幅すなわちセル・サ
イズを持つ。従って、アンテナ性能及びアップリンク・
カバレッジ能力に影響を与えるデュアル・バンド・フィ
ード・ホーンを使用する場合、より高い周波数であるア
ップリンク信号は、より低い周波数であるダウンリンク
信号よりもカバレッジ・エリアが狭い。
【０００９】以上の従来例の問題点から、最適なカバレ
ッジ能力を提供するために、アップリンク信号とダウン
リンク信号が同じビーム幅を有している、衛星通信用の
デュアル・バンド・アンテナ・システムが必要とされて
いる。従って、そのようなアンテナ・システムを提供す
ることが本発明の目的である。
ッジ能力を提供するために、アップリンク信号とダウン
リンク信号が同じビーム幅を有している、衛星通信用の
デュアル・バンド・アンテナ・システムが必要とされて
いる。従って、そのようなアンテナ・システムを提供す
ることが本発明の目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、デュアル・バ
ンド・フィード・ホーン、及び、デュアル・バンド・ビ
ーム生成ネットワーク（回路網）を使用する衛星アンテ
ナ・システムを提供する。デュアル・バンド・フィード
・ホーンは、衛星アップリンク通信信号及び衛星ダウン
リンク通信信号の両方に対して共通の開口面を提供す
る。フィード・ホーンは、これらアップリンク信号及び
ダウンリンク信号に対して、円形の対称的なビームを作
成するための、異なる深さを持つ２組の交互チャンネル
を画定するコルゲーションを、その内側表面に含んでい
る。アンテナ・システムは少なくとも１つの反射鏡を含
み、より低い周波数のダウンリンク・フィード信号のメ
インローブが反射鏡全体を放射するように、そして、よ
り高い周波数のアップリンク・フィード信号が反射鏡の
内側部分をカバーするように、反射鏡のサイズ及び位
置、及びフィード・ホーンの機器構成が最適化される。
アップリンク及びダウンリンクのアンテナ信号が同じビ
ーム幅を持ち、要するに、地球上の同じセル・サイズを
カバーするように、より高い周波数を有するフィード信
号の第１のサイドローブが、反射鏡の外側部分を放射す
る。本発明の追加の目的、利点及び特徴は、添附図面を
参照して以下の説明を読めば明白になるであろう。
ンド・フィード・ホーン、及び、デュアル・バンド・ビ
ーム生成ネットワーク（回路網）を使用する衛星アンテ
ナ・システムを提供する。デュアル・バンド・フィード
・ホーンは、衛星アップリンク通信信号及び衛星ダウン
リンク通信信号の両方に対して共通の開口面を提供す
る。フィード・ホーンは、これらアップリンク信号及び
ダウンリンク信号に対して、円形の対称的なビームを作
成するための、異なる深さを持つ２組の交互チャンネル
を画定するコルゲーションを、その内側表面に含んでい
る。アンテナ・システムは少なくとも１つの反射鏡を含
み、より低い周波数のダウンリンク・フィード信号のメ
インローブが反射鏡全体を放射するように、そして、よ
り高い周波数のアップリンク・フィード信号が反射鏡の
内側部分をカバーするように、反射鏡のサイズ及び位
置、及びフィード・ホーンの機器構成が最適化される。
アップリンク及びダウンリンクのアンテナ信号が同じビ
ーム幅を持ち、要するに、地球上の同じセル・サイズを
カバーするように、より高い周波数を有するフィード信
号の第１のサイドローブが、反射鏡の外側部分を放射す
る。本発明の追加の目的、利点及び特徴は、添附図面を
参照して以下の説明を読めば明白になるであろう。
【００１１】
【発明の実施の態様】以下に、アップリンク通信システ
ムとダウンリンク通信システムとに等しいビーム幅を提
供するデュアル・バンド・フィード・ホーンを使用す
る、デュアル・バンド衛星アンテナ・システムの望まし
い実施例について説明する。図１は、地球１２上の多数
のカバレッジ・セル１０についての平面図である。この
例において、Ａ〜Ｄのラベルの付けられた４組のカバレ
ッジ・セル１０がある。各セル１０は、衛星上のアンテ
ナ・システムに付属するフィード・ホーンによって規定
される。同じ文字Ａ〜Ｄのラベルが付けられた各セル１
０は、同じ反射鏡又はアンテナ開口面を使用する同じア
ンテナ・システム内のフィード・ホーン・アレイ内のフ
ィード・ホーンによってカバーされる。明らかなよう
に、同じ文字Ａ〜Ｄを持つ２つのセル１０は隣接してお
らず、これにより、特定の用途に必要なアンテナ利得を
提供する。各セル１０は、アップリンクあるいはダウン
リンク周波数帯域内の特定のサブバンド内の信号を提供
するが、隣接したセル１０は、異なるサブバンドを使用
するか、又は、時間軸上の異なる時点で同じサブバンド
を使用する。しかしながら、各アンテナ・システムは、
アップリンクあるいはダウンリンク周波数帯内の様々な
サブバンド中の任意のサブバンドでも提供することが可
能である。以前の通信衛星システムは、隣接していない
カバレッジ・エリアＡ〜Ｄの各組に対して、別個のアッ
プリンク／ダウンリンク・アンテナ・システムを含んで
いた。図２に示されるように、このアプローチは、図示
された例に対して、８つの分離したアンテナ・システム
を必要とした。本発明によれば、そのセル１０に対する
特定のフィードがアップリンクとダウンリンクの両方の
周波数に同調されたデュアル・バンド・フィードである
場合、各セル１０は、送信及び受信機能の両方にカバレ
ッジを提供する。従って、各フィードは、アップリンク
信号とダウンリンク信号の両方に、同サイズのビーム幅
を提供する。
ムとダウンリンク通信システムとに等しいビーム幅を提
供するデュアル・バンド・フィード・ホーンを使用す
る、デュアル・バンド衛星アンテナ・システムの望まし
い実施例について説明する。図１は、地球１２上の多数
のカバレッジ・セル１０についての平面図である。この
例において、Ａ〜Ｄのラベルの付けられた４組のカバレ
ッジ・セル１０がある。各セル１０は、衛星上のアンテ
ナ・システムに付属するフィード・ホーンによって規定
される。同じ文字Ａ〜Ｄのラベルが付けられた各セル１
０は、同じ反射鏡又はアンテナ開口面を使用する同じア
ンテナ・システム内のフィード・ホーン・アレイ内のフ
ィード・ホーンによってカバーされる。明らかなよう
に、同じ文字Ａ〜Ｄを持つ２つのセル１０は隣接してお
らず、これにより、特定の用途に必要なアンテナ利得を
提供する。各セル１０は、アップリンクあるいはダウン
リンク周波数帯域内の特定のサブバンド内の信号を提供
するが、隣接したセル１０は、異なるサブバンドを使用
するか、又は、時間軸上の異なる時点で同じサブバンド
を使用する。しかしながら、各アンテナ・システムは、
アップリンクあるいはダウンリンク周波数帯内の様々な
サブバンド中の任意のサブバンドでも提供することが可
能である。以前の通信衛星システムは、隣接していない
カバレッジ・エリアＡ〜Ｄの各組に対して、別個のアッ
プリンク／ダウンリンク・アンテナ・システムを含んで
いた。図２に示されるように、このアプローチは、図示
された例に対して、８つの分離したアンテナ・システム
を必要とした。本発明によれば、そのセル１０に対する
特定のフィードがアップリンクとダウンリンクの両方の
周波数に同調されたデュアル・バンド・フィードである
場合、各セル１０は、送信及び受信機能の両方にカバレ
ッジを提供する。従って、各フィードは、アップリンク
信号とダウンリンク信号の両方に、同サイズのビーム幅
を提供する。
【００１２】図３は、本発明が実装されているデュアル
・バンド・システムを示している。以降でさらに説明す
るが、４つのアンテナ・システム１８が衛星２０に取り
付けられ、そのアンテナ・システムの各々が、アップリ
ンク信号の受信及びダウンリンク信号の送信の両機能を
実行するよう構成されている。
・バンド・システムを示している。以降でさらに説明す
るが、４つのアンテナ・システム１８が衛星２０に取り
付けられ、そのアンテナ・システムの各々が、アップリ
ンク信号の受信及びダウンリンク信号の送信の両機能を
実行するよう構成されている。
【００１３】図４は、衛星２０に取り付けられた１つの
アンテナ・システム１８の平面図である。アンテナ・シ
ステム１８は、図示のように、ヒンジ・デバイス２６に
よって連結された複数のアンテナ・アーム２４を含む関
節式のアンテナ・アーム・アセンブリ２２を含んでい
る。アーム２４は、発信用に構築されている宇宙船内の
スペースを確保するために折り畳むことができるよう
に、ヒンジ・タイプのやり方で共に取り付けられる。ア
ンテナ・システム１８は、米国特許第６，１２４，８３
５号で開示されたアンテナ・システムのタイプである。
しかしながら、アンテナ・システム１８として、本発明
の目的に適した他のアンテナ・システムも採用可能であ
る。
アンテナ・システム１８の平面図である。アンテナ・シ
ステム１８は、図示のように、ヒンジ・デバイス２６に
よって連結された複数のアンテナ・アーム２４を含む関
節式のアンテナ・アーム・アセンブリ２２を含んでい
る。アーム２４は、発信用に構築されている宇宙船内の
スペースを確保するために折り畳むことができるよう
に、ヒンジ・タイプのやり方で共に取り付けられる。ア
ンテナ・システム１８は、米国特許第６，１２４，８３
５号で開示されたアンテナ・システムのタイプである。
しかしながら、アンテナ・システム１８として、本発明
の目的に適した他のアンテナ・システムも採用可能であ
る。
【００１４】アンテナ・システム１８は、図示のよう
に、隣接したアーム２４に取り付けられた第１の反射鏡
２８及び第２の反射鏡３０を含んでいる。さらに、フィ
ード・ホーン・アレイ３４が、アーム２４の１つに取り
付けられる支持プラットホーム３６に取り付けられてい
る。フィード・フォーン・アレイ３４は、多数のフィー
ド・ホーン３８を含み、各フィード・ホーン３８は、ビ
ーム生成ネットワーク（Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｎ
ｅｔｗｏｒｋ（ＢＦＮ））４０に連結される。各フィー
ド・ホーン３８は、地球１２上のカバレッジ・セル１０
のうちの１つを規定する。ここで説明される例では、衛
星２０に取り付けられた４つの別個のアンテナ・システ
ム１８があり、特定のアンテナ・システム用のフィード
・ホーン３８が、カバレッジ・セル１０用の文字Ａ〜Ｄ
のうちの１つによって示される。各ビーム生成ネットワ
ーク４０は、システム１８によって送信されるダウンリ
ンク信号を処理し、アンテナ・システム１８によって受
信されたアップリンク信号を受け取る、デュアル・バン
ド・ビーム生成ネットワークである。反射鏡２８及び３
０は、この分野ではよく知られた、ここで記述された目
的にふさわしい任意のタイプの反射鏡を採用可能であ
る。
に、隣接したアーム２４に取り付けられた第１の反射鏡
２８及び第２の反射鏡３０を含んでいる。さらに、フィ
ード・ホーン・アレイ３４が、アーム２４の１つに取り
付けられる支持プラットホーム３６に取り付けられてい
る。フィード・フォーン・アレイ３４は、多数のフィー
ド・ホーン３８を含み、各フィード・ホーン３８は、ビ
ーム生成ネットワーク（Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｎ
ｅｔｗｏｒｋ（ＢＦＮ））４０に連結される。各フィー
ド・ホーン３８は、地球１２上のカバレッジ・セル１０
のうちの１つを規定する。ここで説明される例では、衛
星２０に取り付けられた４つの別個のアンテナ・システ
ム１８があり、特定のアンテナ・システム用のフィード
・ホーン３８が、カバレッジ・セル１０用の文字Ａ〜Ｄ
のうちの１つによって示される。各ビーム生成ネットワ
ーク４０は、システム１８によって送信されるダウンリ
ンク信号を処理し、アンテナ・システム１８によって受
信されたアップリンク信号を受け取る、デュアル・バン
ド・ビーム生成ネットワークである。反射鏡２８及び３
０は、この分野ではよく知られた、ここで記述された目
的にふさわしい任意のタイプの反射鏡を採用可能であ
る。
【００１５】ＢＦＮ４０は、ここで記述された目的にふ
さわしい任意のよく知られたＢＦＮを採用可能である。
図５は、この分野では知られた、ＢＦＮ４０として使用
することができるビーム生成ネットワーク５０の概要ブ
ロック図である。衛星アップリンク信号は、フィード・
ホーン３８のうちの１つを表わすフィード・ホーン５２
によって受け取られ、ビーム生成ネットワーク５０にお
いて相互接続する導波管５４にインピーダンス・マッチ
ングされる。その後、導波管５４からのアップリンク信
号は、３０ＧＨｚのアップリンク信号及び２０ＧＨｚの
ダウンリンク信号を、分けて切り離すターンスタイル接
合５６に送られる。ターンスタイル接合５６は、同軸チ
ャンバを持つ導波管デバイスであり、内側チャンバが導
波管５４からアップリンク信号を受け取り、外側チャン
バが該外側チャンバの回りの対称な導波管を通して複数
のダウンリンク信号を受け取る。ターンスタイル接合５
６によって受け取られたアップリンク信号は、偏波器及
び直交モード変換器（ＯＭＴ）５８に送られる。偏波器
及びＯＭＴ５８は、円偏波されたアップリンク信号を直
線偏波し、その結果、直交するアップリンク信号Ｒｘ1
及びＲｘ2を得ることができる。偏波器及びＯＭＴ５８
は、ここで記述された機能を提供する導波管デバイスで
あり、ここに記述された目的にふさわしい既知の偏波器
及びＯＭＴの任意のものを採用可能である。その後、直
線偏波されたアップリンク信号Ｒｘ1及びＲｘ2は、信号
処理及びスイッチングのために信号受信機（示されてい
ない）に送信される。
さわしい任意のよく知られたＢＦＮを採用可能である。
図５は、この分野では知られた、ＢＦＮ４０として使用
することができるビーム生成ネットワーク５０の概要ブ
ロック図である。衛星アップリンク信号は、フィード・
ホーン３８のうちの１つを表わすフィード・ホーン５２
によって受け取られ、ビーム生成ネットワーク５０にお
いて相互接続する導波管５４にインピーダンス・マッチ
ングされる。その後、導波管５４からのアップリンク信
号は、３０ＧＨｚのアップリンク信号及び２０ＧＨｚの
ダウンリンク信号を、分けて切り離すターンスタイル接
合５６に送られる。ターンスタイル接合５６は、同軸チ
ャンバを持つ導波管デバイスであり、内側チャンバが導
波管５４からアップリンク信号を受け取り、外側チャン
バが該外側チャンバの回りの対称な導波管を通して複数
のダウンリンク信号を受け取る。ターンスタイル接合５
６によって受け取られたアップリンク信号は、偏波器及
び直交モード変換器（ＯＭＴ）５８に送られる。偏波器
及びＯＭＴ５８は、円偏波されたアップリンク信号を直
線偏波し、その結果、直交するアップリンク信号Ｒｘ1
及びＲｘ2を得ることができる。偏波器及びＯＭＴ５８
は、ここで記述された機能を提供する導波管デバイスで
あり、ここに記述された目的にふさわしい既知の偏波器
及びＯＭＴの任意のものを採用可能である。その後、直
線偏波されたアップリンク信号Ｒｘ1及びＲｘ2は、信号
処理及びスイッチングのために信号受信機（示されてい
ない）に送信される。
【００１６】デュアル・バンド・フィード・ホーン５２
によって送信されるダウンリンク信号は、２つの信号Ｔ
ｘ1及びＴｘ2として、９０°ハイブリッド６２に提供さ
れる。ハイブリッド６２は、互いに位相が９０°ずれて
いる２つの直線偏波された出力信号を提供する。これら
の信号は、各信号を別個の２つの信号に分けるための、
第１のマジック（magic）Ｔ６４及び第２のマジックＴ
６６に提供される。９０°ハイブリッド及びこの目的用
のこれらマジックの働きは、この分野で既知である。図
示のように、マジックＴ６４からのダウンリンク信号
は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６８及び７０に送ら
れ、マジックＴ６６からのダウンリンク信号は、ＬＰＦ
７２及び７４に送られる。その後、ＬＰＦ７０〜７４か
らのダウンリンク信号は、ターンスタイル接合５６のダ
ウンリンク導波管に送られ、そこで結合され、導波管５
４を通してフィード・ホーン５２に送られ、２つの直交
する円偏波された信号として出ていく。ここで説明され
たタイプのＢＦＮ５０の動作は、当業者であれば、十分
に理解できるであろう。
によって送信されるダウンリンク信号は、２つの信号Ｔ
ｘ1及びＴｘ2として、９０°ハイブリッド６２に提供さ
れる。ハイブリッド６２は、互いに位相が９０°ずれて
いる２つの直線偏波された出力信号を提供する。これら
の信号は、各信号を別個の２つの信号に分けるための、
第１のマジック（magic）Ｔ６４及び第２のマジックＴ
６６に提供される。９０°ハイブリッド及びこの目的用
のこれらマジックの働きは、この分野で既知である。図
示のように、マジックＴ６４からのダウンリンク信号
は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６８及び７０に送ら
れ、マジックＴ６６からのダウンリンク信号は、ＬＰＦ
７２及び７４に送られる。その後、ＬＰＦ７０〜７４か
らのダウンリンク信号は、ターンスタイル接合５６のダ
ウンリンク導波管に送られ、そこで結合され、導波管５
４を通してフィード・ホーン５２に送られ、２つの直交
する円偏波された信号として出ていく。ここで説明され
たタイプのＢＦＮ５０の動作は、当業者であれば、十分
に理解できるであろう。
【００１７】図６は、本発明に従った、フィード・ホー
ン３８及び５２として使用されることが可能なデュアル
・バンド・フィード・ホーン８０の全体図であり、図７
は、その縦方向の断面図である。フィード・ホーン８０
は、アルミニウム又は銅のような導電材料で作られ、喉
部８４、裾拡がり部８６、及び円筒形の口部８８を画定
する外部表面８２を含む。口部８８の開口面すなわち開
口９２は、反射鏡２８及び３０によって収集されたアッ
プリンク信号を受け取る。アップリンク信号は、フィー
ド・ホーン８０を通して、喉部８４の開口９４から伝播
する。同様に、ビーム生成ネットワーク４０から受け取
ったダウンリンク信号は、開口９４を通してフィード・
ホーン８０に入り、フィード・ホーン８０の円錐形を通
して広がり、開口９２を通してフィード・ホーン８０か
ら出る。
ン３８及び５２として使用されることが可能なデュアル
・バンド・フィード・ホーン８０の全体図であり、図７
は、その縦方向の断面図である。フィード・ホーン８０
は、アルミニウム又は銅のような導電材料で作られ、喉
部８４、裾拡がり部８６、及び円筒形の口部８８を画定
する外部表面８２を含む。口部８８の開口面すなわち開
口９２は、反射鏡２８及び３０によって収集されたアッ
プリンク信号を受け取る。アップリンク信号は、フィー
ド・ホーン８０を通して、喉部８４の開口９４から伝播
する。同様に、ビーム生成ネットワーク４０から受け取
ったダウンリンク信号は、開口９４を通してフィード・
ホーン８０に入り、フィード・ホーン８０の円錐形を通
して広がり、開口９２を通してフィード・ホーン８０か
ら出る。
【００１８】フィード・ホーン８０の内側表面９６は、
関与する２つの周波数帯でのアップリンク及びダウンリ
ンク信号の単一モードのための、インピーダンス・マッ
チング及び信号伝播プロファイルを提供する一連のコル
ゲーション（波形）９８を含む。内側表面９６上のコル
ゲーション９８は、アップリンク信号用のある深さの第
１の一連の交互チャンネル１０４、及びダウンリンク信
号用の別の深さの第２の一連の交互チャンネル１０２を
定義する。この例において、アップリンク信号はダウン
リンク信号より高い周波数を持っていて、したがって、
浅い方のチャンネル１０４がアップリンク信号用のイン
ピーダンス・マッチングを提供し、深い方のチャンネル
１０２がダウンリンク信号用のインピーダンス・マッチ
ングを提供する。チャンネル１０２及び１０４は、フィ
ード・ホーン８０の長さに沿って交互に存在し、かつ、
実際にホーン８０の開口９２から開口９４に向かって、
だんだん深くなっている。そのようなコルゲーションを
持つこのタイプのデュアル・バンド・コルゲーション・
フィード・ホーンは、この分野の当業者にもよく知られ
ている。
関与する２つの周波数帯でのアップリンク及びダウンリ
ンク信号の単一モードのための、インピーダンス・マッ
チング及び信号伝播プロファイルを提供する一連のコル
ゲーション（波形）９８を含む。内側表面９６上のコル
ゲーション９８は、アップリンク信号用のある深さの第
１の一連の交互チャンネル１０４、及びダウンリンク信
号用の別の深さの第２の一連の交互チャンネル１０２を
定義する。この例において、アップリンク信号はダウン
リンク信号より高い周波数を持っていて、したがって、
浅い方のチャンネル１０４がアップリンク信号用のイン
ピーダンス・マッチングを提供し、深い方のチャンネル
１０２がダウンリンク信号用のインピーダンス・マッチ
ングを提供する。チャンネル１０２及び１０４は、フィ
ード・ホーン８０の長さに沿って交互に存在し、かつ、
実際にホーン８０の開口９２から開口９４に向かって、
だんだん深くなっている。そのようなコルゲーションを
持つこのタイプのデュアル・バンド・コルゲーション・
フィード・ホーンは、この分野の当業者にもよく知られ
ている。
【００１９】送信及び受信の両機能のための特定の周波
数帯が、所要の等しいビーム幅信号を提供するよう、コ
ルゲーション９８、フィード・ホーン８０の長さ、喉部
８４の形状、裾拡がり部８６、及び口部８８などが、す
べて最適化される。開口９２の直径は、より低い周波数
信号用に、ここでは２０ＧＨｚのダウンリンク信号用
に、設定される。一例では、フィード・ホーン８０が約
２２．６１ｃｍ（９．２３０インチ）の長さを持ち、開
口９２が約９．４９ｃｍ（３．８７５インチ）の外径、
及び約８．３２ｃｍ（３．３９４５インチ）の内径を持
ち、喉部８４の長さが約４．２９ｃｍ（１．７５イン
チ）、裾拡がり部８６の長さが約６．１３ｃｍ（２．５
インチ）、裾拡がり部８６のフレアの角度が７５°、喉
部８４の外径が約４．５９ｃｍ（１．８７５インチ）、
裾拡がり部８６の外径は、それが円柱状８８と接すると
ころで約７．８８ｃｍ（３．２１５インチ）、開口９４
の直径は約１．３２ｃｍ（０．５４０インチ）である。
ホーン８０の一方の端から他方の端まで、チャンネル１
０２及び１０４の深さが変化する。
数帯が、所要の等しいビーム幅信号を提供するよう、コ
ルゲーション９８、フィード・ホーン８０の長さ、喉部
８４の形状、裾拡がり部８６、及び口部８８などが、す
べて最適化される。開口９２の直径は、より低い周波数
信号用に、ここでは２０ＧＨｚのダウンリンク信号用
に、設定される。一例では、フィード・ホーン８０が約
２２．６１ｃｍ（９．２３０インチ）の長さを持ち、開
口９２が約９．４９ｃｍ（３．８７５インチ）の外径、
及び約８．３２ｃｍ（３．３９４５インチ）の内径を持
ち、喉部８４の長さが約４．２９ｃｍ（１．７５イン
チ）、裾拡がり部８６の長さが約６．１３ｃｍ（２．５
インチ）、裾拡がり部８６のフレアの角度が７５°、喉
部８４の外径が約４．５９ｃｍ（１．８７５インチ）、
裾拡がり部８６の外径は、それが円柱状８８と接すると
ころで約７．８８ｃｍ（３．２１５インチ）、開口９４
の直径は約１．３２ｃｍ（０．５４０インチ）である。
ホーン８０の一方の端から他方の端まで、チャンネル１
０２及び１０４の深さが変化する。
【００２０】本発明によれば、アンテナ・システム１８
は、より低い周波数であるダウンリンク信号のアンテナ
指向特性と、より高い周波数アップリンク信号のアンテ
ナ指向特性とのビーム幅を等しくするために、より高い
周波数信号のサイドローブ放射を使用するデュアル・バ
ンド・フィード反射鏡アンテナ・システムとして設計さ
れる。言いかえれば、反射鏡２８及び３０が、より低い
周波数であるダウンリンク信号のメインローブで完全に
放射され、より高い周波数であるアップリンク信号のメ
インローブによって部分的に放射されるように、コルゲ
ーション９８を含むフィード・ホーン８０のサイズ及び
構成が最適化される。信号のビーム幅の同一化は、より
高い周波数であるアップリンク信号のサイドローブを使
用することによって提供される。この構成では、反射鏡
２８及び３０が、アップリンク信号のメインローブ及び
一次サイドローブの両方からの放射によって照らされ
る。アップリンク信号が約３０ＧＨｚで、ダウンリンク
信号が約２０ＧＨｚであるアプリケーションに対して、
フィード・ホーン８０は２／３の周波数比で設計され
る。この例において、フィードは、２０ＧＨｚ帯域で、
−９ｄＢ〜−１３ｄＢまでのエッジ・テーパを有し、そ
して同時に、３０ＧＨｚ帯域で、エッジ・テーパとして
メインローブ及び一次サイドローブのピークを提供す
る。また本発明のアンテナ・システムは、他のアップリ
ンク及びダウンリンク周波数、及び本発明の技術的思想
の範囲内にある周波数比に対して最適化されることがで
きる。
は、より低い周波数であるダウンリンク信号のアンテナ
指向特性と、より高い周波数アップリンク信号のアンテ
ナ指向特性とのビーム幅を等しくするために、より高い
周波数信号のサイドローブ放射を使用するデュアル・バ
ンド・フィード反射鏡アンテナ・システムとして設計さ
れる。言いかえれば、反射鏡２８及び３０が、より低い
周波数であるダウンリンク信号のメインローブで完全に
放射され、より高い周波数であるアップリンク信号のメ
インローブによって部分的に放射されるように、コルゲ
ーション９８を含むフィード・ホーン８０のサイズ及び
構成が最適化される。信号のビーム幅の同一化は、より
高い周波数であるアップリンク信号のサイドローブを使
用することによって提供される。この構成では、反射鏡
２８及び３０が、アップリンク信号のメインローブ及び
一次サイドローブの両方からの放射によって照らされ
る。アップリンク信号が約３０ＧＨｚで、ダウンリンク
信号が約２０ＧＨｚであるアプリケーションに対して、
フィード・ホーン８０は２／３の周波数比で設計され
る。この例において、フィードは、２０ＧＨｚ帯域で、
−９ｄＢ〜−１３ｄＢまでのエッジ・テーパを有し、そ
して同時に、３０ＧＨｚ帯域で、エッジ・テーパとして
メインローブ及び一次サイドローブのピークを提供す
る。また本発明のアンテナ・システムは、他のアップリ
ンク及びダウンリンク周波数、及び本発明の技術的思想
の範囲内にある周波数比に対して最適化されることがで
きる。
【００２１】図８の（ａ）及び８（ｂ）は、縦軸にデシ
ベル単位のビーム指向性、横軸に度単位の角度をとって
示した一次パターン・プロットである。図８の（ａ）
は、２９．５ＧＨｚでの本発明のデュアル・バンド・フ
ィードに対して測定された一次フィード・パターンを示
し、特に、垂直カット、水平カット、プラスの対角線カ
ット、及びマイナスの対角線カットに関する、測定され
たコ・ポーラライゼーション（co-polarization）（Ｌ
ＨＣＰ）及び測定されたクロス・ポーラライゼーション
（cross-polarization）（ＲＨＣＰ）を示す。同様に、
図８の（ｂ）は、１９．７ＧＨｚでの本発明のデュアル
・バンド・フィードに対して測定された一次フィード・
パターンを示し、特に、垂直カット、水平カット、プラ
スの対角線カット、及びマイナスの対角線カットに関す
る、測定されたコ・ポーラライゼーション（ＬＨＣＰ）
及びクロス・ポーラライゼーション（ＲＨＣＰ）を示
す。
ベル単位のビーム指向性、横軸に度単位の角度をとって
示した一次パターン・プロットである。図８の（ａ）
は、２９．５ＧＨｚでの本発明のデュアル・バンド・フ
ィードに対して測定された一次フィード・パターンを示
し、特に、垂直カット、水平カット、プラスの対角線カ
ット、及びマイナスの対角線カットに関する、測定され
たコ・ポーラライゼーション（co-polarization）（Ｌ
ＨＣＰ）及び測定されたクロス・ポーラライゼーション
（cross-polarization）（ＲＨＣＰ）を示す。同様に、
図８の（ｂ）は、１９．７ＧＨｚでの本発明のデュアル
・バンド・フィードに対して測定された一次フィード・
パターンを示し、特に、垂直カット、水平カット、プラ
スの対角線カット、及びマイナスの対角線カットに関す
る、測定されたコ・ポーラライゼーション（ＬＨＣＰ）
及びクロス・ポーラライゼーション（ＲＨＣＰ）を示
す。
【００２２】図９の（ａ）及び（ｂ）は、縦軸にデシベ
ル単位のビーム指向性と、横軸に度単位の角度をとって
示した、２０ＧＨｚ及び３０ＧＨｚに関する同一ビーム
幅の二次ビームを示すグラフである。図９の（ａ）は、
１９．７ＧＨｚでのコ・ポーラライゼーション、２９．
５ＧＨｚでのコ・ポーラライゼーション、１９．７ＧＨ
ｚでのクロス・ポーラライゼーション、及び２９．５Ｇ
Ｈｚでのクロス・ポーラライゼーションに対する、オフ
セット放物面反射鏡に供給されるデュアル・バンド・ホ
ーンの二次カットを示す。図９の（ｂ）は、１９．７Ｇ
Ｈｚでのコ・ポーラライゼーション及び２９．５ＧＨｚ
でのコ・ポーラライゼーションに関する標準カットを示
し、１９．７ＧＨｚ及び２９．５ＧＨｚの両方のビーム
幅が等しいことを実証している。
ル単位のビーム指向性と、横軸に度単位の角度をとって
示した、２０ＧＨｚ及び３０ＧＨｚに関する同一ビーム
幅の二次ビームを示すグラフである。図９の（ａ）は、
１９．７ＧＨｚでのコ・ポーラライゼーション、２９．
５ＧＨｚでのコ・ポーラライゼーション、１９．７ＧＨ
ｚでのクロス・ポーラライゼーション、及び２９．５Ｇ
Ｈｚでのクロス・ポーラライゼーションに対する、オフ
セット放物面反射鏡に供給されるデュアル・バンド・ホ
ーンの二次カットを示す。図９の（ｂ）は、１９．７Ｇ
Ｈｚでのコ・ポーラライゼーション及び２９．５ＧＨｚ
でのコ・ポーラライゼーションに関する標準カットを示
し、１９．７ＧＨｚ及び２９．５ＧＨｚの両方のビーム
幅が等しいことを実証している。
【００２３】本発明に関する上記した説明は、実際の典
型的な例であり、従って、本発明の主旨から外れない変
形及び変更は、本発明の技術的範囲内である。
型的な例であり、従って、本発明の主旨から外れない変
形及び変更は、本発明の技術的範囲内である。
【図１】地上のアップリンク及びダウンリンクの衛星カ
バレッジ・セルの平面図である。
バレッジ・セルの平面図である。
【図２】４つのアップリンク・アンテナ・システム及び
４つのダウンリンク・アンテナ・システムを用いた、従
来例の衛星システムの全体図である。
４つのダウンリンク・アンテナ・システムを用いた、従
来例の衛星システムの全体図である。
【図３】本発明の実施例による、４つのデュアル・バン
ド・アップリンク／ダウンリンク・アンテナ・システム
を備えた衛星の全体図である。
ド・アップリンク／ダウンリンク・アンテナ・システム
を備えた衛星の全体図である。
【図４】本発明の実施例による、衛星用のデュアル・バ
ンド反射鏡アンテナ・システムの平面図である。
ンド反射鏡アンテナ・システムの平面図である。
【図５】本発明の実施例による、デュアル・バンド／デ
ュアル偏波のビーム生成ネットワークの概要ブロック図
である。
ュアル偏波のビーム生成ネットワークの概要ブロック図
である。
【図６】本発明のデュアル・バンド・アンテナ・システ
ムで使用するためのデュアル・バンド・フィード・ホー
ンの全体図である。
ムで使用するためのデュアル・バンド・フィード・ホー
ンの全体図である。
【図７】図６で示したフィード・ホーンの横断面図であ
る。
る。
【図８】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、２９．５ＧＨｚ
及び１９．７ＧＨｚで作用するデュアル・バンド・フィ
ードを、縦軸にデシベル単位のビーム指向性を横軸に度
単位の角度を示した一次パターン・プロットである。
及び１９．７ＧＨｚで作用するデュアル・バンド・フィ
ードを、縦軸にデシベル単位のビーム指向性を横軸に度
単位の角度を示した一次パターン・プロットである。
【図９】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、オフセット放物
反射鏡にフィードするデュアル・バンド・フィード・ホ
ーンの二次パターン・カット及び標準パターン・カット
を、縦軸にデシベル単位のビーム指向性を横軸に度単位
の角度を示したグラフである。
反射鏡にフィードするデュアル・バンド・フィード・ホ
ーンの二次パターン・カット及び標準パターン・カット
を、縦軸にデシベル単位のビーム指向性を横軸に度単位
の角度を示したグラフである。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｑ 21/30 Ｈ０１Ｑ 21/30
(72)発明者 ヨウン・エイチ・チョン
アメリカ合衆国カリフォルニア州90275,
ローリング・ヒルズ・エステイツ，インデ
ィアン・ヴァリー・ロード 29132
(72)発明者 ヴレージ・ミナシアン
アメリカ合衆国カリフォルニア州91501,
バーバンク，イースト・マグノリア・ブー
ルヴァード 1028
(72)発明者 ロナルド・ワイ・チャン
アメリカ合衆国カリフォルニア州90503,
トーランス，マンセル・アヴェニュー
20618
(72)発明者 ジェイムズ・エス・ハマダ
アメリカ合衆国カリフォルニア州90275,
ランチョ・パロス・ヴァーデス，アヴェニ
ダ・デ・カルマ 30137
Ｆターム(参考） 5J020 AA03 BA09 BA17 BA19 BC03
BC06 CA02 DA04 DA08 DA09
5J021 AA01 AB07 BA01 CA02 CA06
DB02 DB03 EA04 FA05 FA32
GA02 GA08 HA05 HA07 JA03
5J046 AA04 AB05 KA03
5K072 AA18 BB22 DD06 GG02 GG15
Claims (10)
- 【請求項１】 衛星用のアップリンク信号を受信し、該
信号とほぼ同一のビーム幅で異なる周波数帯の衛星用の
ダウンリンク信号を送信するためのアンテナ・システム
において、 アップリンク信号及びダウンリンク信号の信号分離を提
供する少なくとも１つのビーム形成ネットワークと、 アップリンク信号を受け取ってビーム形成ネットワーク
に指向させ、ビーム形成ネットワークからのダウンリン
ク信号を受け取って方向付ける少なくとも１つのデュア
ル・バンド・フィードと、 アップリンク信号を収集してデュアル・バンド・フィー
ドに指向させ、ダウンリンク信号をデュアル・バンド・
フィードから収集して方向付ける少なくとも１つの反射
鏡とを備え、デュアル・バンド・フィード及び反射鏡
は、アップリンク信号及びダウンリンク信号が同一のビ
ーム幅を有するように位置決めされかつ構成されている
ことを特徴とするアンテナ・システム。 - 【請求項２】 請求項１記載のアンテナ・システムにお
いて、デュアル・バンド・フィード及び反射鏡は、より
高い周波数であるアップリンク信号又はダウンリンク信
号がその信号のメインローブ及び一次サイドローブによ
って反射鏡に放射されるよう構成されていることを特徴
とするアンテナ・システム。 - 【請求項３】 請求項２記載のアンテナ・システムにお
いて、より低い周波数であるアップリンク信号又はダウ
ンリンク信号は、その信号のメインローブによって反射
鏡に放射されるよう構成されていることを特徴とするア
ンテナ・システム。 - 【請求項４】 請求項３記載のアンテナ・システムにお
いて、より低い周波数であるアップリンク信号又はダウ
ンリンク信号は、−９ｄＢ〜−１３ｄＢの範囲にエッジ
・テーパを含んでいることを特徴とするアンテナ・シス
テム。 - 【請求項５】 請求項１〜４いずれかに記載のアンテナ
・システムにおいて、少なくとも１つのデュアル・バン
ド・フィードはフィード・フォーンであり、該フィード
・フォーンの内部表面にはコルゲーションが形成され
て、デュアル・バンド機能を提供していることを特徴と
するアンテナ・システム。 - 【請求項６】 請求項５記載のアンテナ・システムにお
いて、フィード・フォーンの内部表面のコルゲーション
は、異なる深さを有しかつ交互配置された２組のコルゲ
ーションで構成されていることを特徴とするアンテナ・
システム。 - 【請求項７】 請求項１〜６いずれかに記載のアンテナ
・システムにおいて、少なくとも１つのビーム形成ネッ
トワークは、アップリンク信号及びダウンリンク信号を
分離するためのターンスタイル接合を含んでいることを
特徴とするアンテナ・システム。 - 【請求項８】 請求項１〜７いずれかに記載のアンテナ
・システムにおいて、アップリンク信号は約３０ＧＨｚ
であり、ダウンリンク信号は約２０ＧＨｚであることを
特徴とするアンテナ・システム。 - 【請求項９】 請求項１〜８いずれかに記載のアンテナ
・システムにおいて、アップリンク信号とダウンリンク
信号との周波数帯域幅の比は、約２／３であることを特
徴とするアンテナ・システム。 - 【請求項１０】 請求項１〜９いずれかに記載のアンテ
ナ・システムにおいて、反射鏡は、一対の反射鏡である
ことを特徴とするアンテナ・システム。
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