JP2003507951A - 汎用置換通信衛星 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】 地球を保管軌道で回るよう設計された実用的汎用置換Ｃバンド／Ｋｕバンド通信衛星と、これを故障した衛星の代りに使用する方法が開示される。汎用置換衛星は、外部制御システム（例えば、地上ステーション）によって制御でき、遠隔コマンド（例えば、地上ステーションから）によって再構成可能である。衛星は、その設計寿命の間に保管スロットから、故障した衛星の代りに機能する時に移動しなければならない静止スロットまで数回素早く動くよう設計されている。素早く動く能力は、中断時間を最小にするのに役立つ。特別な故障した衛星のスペアとなるこの衛星のその時の現在任務が完了すると、通信ペイロードは切られ、衛星はその保管スロットに戻り、次の置換任務を待つ。様々な設計上の特徴によって、非常に高いパーセントの現存のＣバンドおよびＫｕバンド静止衛星の通信能力を充分模倣する（即ち、エミュレートする）ようにできるが、それでも経済的にまたその他の面でも実用的である。衛星は、故障したFSS、BSS衛星双方の代りとして機能できるようにBSS信号を扱う手段を含むこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の背景） （技術分野） この発明は、通信衛星の分野、特に、軌道上の静止衛星サービス（Fixed Sate
llite Service）（"ＦＳＳ"）通信衛星の大部分について、望ましくは、将来軌
道に乗せられる同様の衛星の大部分についても充分な置換衛星として機能できる
実用的な衛星を提供する技術的問題に関する。

【０００２】 （背景） 通信衛星（即ち、遠距離通信衛星）は、長年、用いられてきた。アップリンク
信号が１つ以上の地上ステーションから送られ、衛星の１つ以上のアップリンク
アンテナで受信され、衛星内の回路で処理（例えば、周波数の変更、増幅）され
、衛星の１つ以上のダウンリンクアンテナによって地上に送り返（再送信）され
、１つ以上の地上ステーションで受信される。衛星は地球を回る様々な軌道に乗
せられている。いくつかの通信衛星について１つの特に望ましい軌道は、高度約
２２，３００マイル（約３６，０００キロメートル）の赤道軌道（即ち、実質的
に地球の赤道面）である。この高度のこの軌道で、衛星の地球を回る周期は地球
の自転と等しい。従って、地上の送信（アップリンク）および受信（ダウンリン
ク）ステーションからは、衛星が空の一定点に止まっているように「見える」。
従って、衛星は、静止軌道にある、あるいは静止していると考えられるかもしれ
ない。その結果、静止衛星の位置はその赤道経度によって定義することができる
。例えば、大陸合衆国およびその地域への放送に役立つ衛星は、西経約６９度か
ら西経約１３９度に位置しているだろう。

【０００３】 静止衛星を用いる１つの利点は、所望のアップリンクおよびダウンリンク通信
特性（衛星が受信する信号の強度、地上のダウンリンク信号受信可能地域、等）
を維持するために空を横切る予め選択された軌道スロット中の衛星を地上の送信
および受信ステーションが追跡する必要がないことである。換言すれば、静止衛
星のアンテナは固定（静止）でき、ダウンリンクアンテナの受信可能地域もまた
固定できる。

【０００４】 通常固定アンテナを有するのに加えて、静止衛星は、普通、アップリンク周波
数プランに従って、地上の予め選択された１つ以上の地域から予め選択された周
波数バンド（アップリンクバンド）の信号を受信し、これらの信号を所望のパワ
ーレベルに増幅し、ダウンリンク周波数プランに従って、地上の予め選択された
１つ以上の地域へ予め選択された他の周波数バンド（ダウンリンクバンド）で信
号を地上に再送信するよう設計されている。

【０００５】 よく知られているように、不幸なことに、打ち上げ中に不調が起きたり完全に
失敗したりする可能性がかなりあり、打ち上げが成功した後でさえ、所望の軌道
位置（スロット）に衛星を配備しようとする最中に問題が起こることもある。ま
た、衛星をそのスロットに位置させるのに成功しある期間運転した後に故障が起
こるかもしれない。故障には、遠隔通信能力が突然あるいは徐々に、部分的ある
いは完全に失われることが含まれる。

【０００６】 完全かつ適切に機能する遠隔通信衛星が、期待される全期間そのスロットで動
作しないことに起因する重大な経済的損失を考えて、故障した衛星の遠隔通信機
能を引き継ぐ置換衛星（即ち、スペアあるいはバックアップ衛星）を備えること
が望ましい。置換衛星は、軌道上のスロットあるいは地上で保管することができ
、保管方法のそれぞれに長所と短所がある。どの保管方法を用いるかにかかわら
ず、コストおよび重量その他を考慮して、置換衛星は、通常、それがスペアにな
るよう設計された衛星と同じアップリンクおよびダウンリンク周波数プラン、パ
ワーレベル、受信可能地域、遠隔測定およびコマンドサブシステム周波数、等に
合わせて設計される。

【０００７】 スペア衛星の相当なコストは、衛星通信チャンネルの提供者（例えば、衛星を
所有しそのチャンネルを再送信用に貸し出す機関）の重要な出費となる。これは
、特に、スペアが全く必要とされないかもしれないので、本当である。従って、
提供者がこの出費を避ける、あるいは少なくとも実質的に抑えることができると
すれば、非常に有利であろう。

【０００８】 スペアを提供する様々な方法が提案されてきた。例えば、米国特許第３，９９
５，８０１号、第５，１２０，００７号および第５，８１３，６３４号を参照。
スペア衛星、バックアップカバレッジおよび／または故障しかけているあるいは
故障した衛星の置換に関連する、あるいは言及する他の文献には、米国特許第４
，５０２，０５１号、米国特許第５，２８９，１９３号、米国特許第５，４１０
，７３１号およびＰＣＴ第ＷＯ９８／０４０１７号が含まれる。通信衛星、衛星
の配列からなる通信システム、通信衛星サブシステムおよびその部品、通信衛星
およびシステムを運転する方法に関する他の文献には、米国特許第４，６８８，
２５９号、第４，８５８，２２５号、第４，９６５，５８７号、第５，０２０，
７４６号、第５，１７５，５５６号、第５，２９７，１３４号、第５，３２３，
３２２号、第５，３５５，１３８号、第５，５２３，９９７号、第５，５６３，
８８０号、第５，８９，６７９号、ＥＰＯ出願公開第ＥＰ０９１５５２９Ａ１号
、F.Rispoly ”Reconfigurable Satellite Antennas : A Review”Electronic
Engineering, Volume 61, number 748, pages S22-S27 （１９８９年４月）、お
よびElectronic Engineering, Section 22-63, "Satellite Communcations Syst
ems" pages 22-61〜22-62（１９７５年）が含まれる。これらの文献のうち可動
アンテナに関するものがいくつかある。例えば、第ＥＰ０９１５５２９Ａ１号を
参照。これらの文献のうち再構成可能な衛星に関するものがいくつかある。例え
ば、米国特許第４，６８８，２５９号、米国特許第４，８５８，２２５号、米国
特許第４，９６５，５８７号、米国特許第５，１７５，５５６号、米国特許第５
，２８９，１９３号、米国特許第５，３５５，１３８号、ＰＣＴ第ＷＯ９８／０
４０１７号、第ＥＰ０９１５５２９Ａ１号および”Reconfigurable Satellite A
ntennas : A Review”Electronic Engineering, Volume 61, number 748, pages
S22-S27 （１９８９年４月）を参照。これらの文献のうち、例えば、１つのス
ロットから別のスロットへ、あるいは位置維持のために移動する衛星に関するも
のがいくつかある。例えば、米国特許第５，０２０，７４６号、米国特許第５，
８１３，６３４号およびＰＣＴ第ＷＯ９８／０４０１７号を参照。

【０００９】 ほとんどすべてのＦＳＳ（Ｃバンド／Ｋｕバンド）通信衛星のほぼ完璧なスペ
ア（あるいはクローン）である置換衛星が他の研究者によって考えられてきたが
、知られるかぎりにおいて、建設されたことはない。それはおそらく、非実用的
、および／または極端に高価であるからであろう。そのような衛星を提供する問
題は、従来のＣバンド／Ｋｕバンド通信衛星が例えば、使用するアップリンクお
よびダウンリンク通信周波数、パワーレベルおよびカバレッジパターンに関して
、大きく異なる特性を有するという事実によって一層複雑なものになっている。
しかも、従来の衛星は、打ち上げ軌道に乗せるずっと前に、既知の遠隔測定およ
びコマンド周波数や他の特性を持つ隣接する衛星がある特別な軌道スロット用に
設計されている。

【００１０】 従って、長く懸案になっているが未解決の技術的問題は、Ｃバンド／Ｋｕバン
ド通信衛星（ＦＳＳ衛星）用の、実用的で満足のゆく置換衛星を提供することで
あった。換言すれば、長く懸案になっているが未解決の技術的問題は、技術、経
済およびその他の面で実施可能でありながら、実質的な割合（パーセント）（好
ましくは非常に高い割合）の軌道上のＣバンド／Ｋｕバンド通信衛星の性能をエ
ミュレートできる実用的なＣバンド／Ｋｕバンド置換衛星を提供することであっ
た。

【００１１】 （発明の開示） この技術的問題を解決する発明がいまや開発された。大まかに言って、ある面
において、本発明は、 外部制御システムによって制御でき、再構成可能で、実質的な割合（パーセント
）の現存する静止ＣバンドおよびＫｕバンド通信衛星の通信性能をエミュレート
でき、従ってその代りになることができ、アップリンクＣバンドおよびＫｕバン
ド信号を受信し、ＣバンドおよびＫｕバンドダウンリンク信号を出力するように
した、静止軌道で地球を回るよう設計された汎用置換通信衛星であって、 （ａ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＫｕバンドチャネルを有する、１３．
７５〜１４．００ＧＨｚ、１４．００〜１４．２５ＧＨｚ、１４．２５〜１４．
５０ＧＨｚの３つの２５０ＭＨｚアップリンクバンドのチャネルでＫｕバンドア
ップリンク信号を受信し、（ｉｉ）信号を増幅し、（ｉｉｉ）その周波数を下方
変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減じたＫｕバンド信号のいずれかを、それぞれ
複数のダウンリンクＫｕバンドチャネルを有する、１０．９５〜１１．２０ＧＨ
ｚ、１１．４５〜１１．７０ＧＨｚ、１１．７０〜１２．２０ＧＨｚ、１２．２
５〜１２．７５ＧＨｚの６つのダウンリンクＫｕバンドのいずれかのバンドのチ
ャネルでＫｕバンドダウンリンク信号として出力するためのＫｕバンド処理手段
と； （ｂ）Ｋｕバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々
に向けることができるダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ
以上のＫｕバンドダウンリンクアンテナと； （ｃ）Ｋｕバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＫｕバンドダウンリンクア
ンテナのいずれか１つに向ける手段と； （ｄ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＣバンドチャネルを有する、約５．９
２５〜６．４２５ＧＨｚ、６．４２５〜６．７２５ＧＨｚの２つのアップリンク
バンドのチャネルでＣバンドアップリンク信号を受信し、（ｉｉ）信号を増幅し
、（ｉｉｉ）その周波数を下方変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減じたＣバンド
信号を、それぞれ複数のダウンリンクＣバンドチャネルを有する、３．７０〜４
．２０ＧＨｚ、３．４０〜３．７０ＧＨｚのダウンリンクＣバンドのチャネルで
Ｃバンドダウンリンク信号として出力するためのＣバンド処理手段と； （ｅ）Ｃバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々に
向けることが可能なダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ以
上のＣバンドダウンリンクアンテナと； （ｆ）Ｃバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＣバンドダウンリンクアンテ
ナのいずれか１つに向ける手段と； （ｇ）衛星の設計寿命中に、それぞれ１日につき少なくとも３度の急速な動きを
少なくとも３回衛星が取ることを可能にするよう設計された推進力サブシステム
と； （ｈ）衛星の運転のための電力を供給する電力サブシステムと； （ｉ）少なくとも２つの異なる周波数で送信できる遠隔測定サブ−サブシステム
と、少なくとも２つの異なる周波数で受信できるコマンドサブ−サブシステムと
からなる、衛星の自己モニターを可能にし、外部制御システムとの通信のための
遠隔測定およびコマンドサブシステムと； （ｊ）地球に対して衛星の向きを適切に合わせるのを助ける姿勢および軌道制御
サブシステム； （ｋ）動作のため適切な温度範囲に衛星を維持するのを助ける温度制御サブシス
テムと； （ｌ）（ｉ）Ｋｕバンド処理手段を遠隔調整して、各アップリンクＫｕバンドの
信号のすべてより少ないが少なくとも２つからなる束をダウンリンクＫｕバンド
のいずれか１つに向ける手段と、（ｉｉ）Ｋｕバンドダウンリンクアンテナの少
なくとも１つからのダウンリンクビームを遠隔調整して、ビームを地上の異なる
地点に向ける手段と、（ｉｉｉ）１つ以上のＣバンドダウンリンクアンテナの少
なくとも１つからのダウンリンクビームを遠隔調整して、ビームを地上の異なる
地点に向ける手段と、（ｉｖ）ダウンリンクアンテナの少なくとも１つからのダ
ウンリンクビームの受信可能地域を遠隔変更する手段と、（ｖ）ダウンリンクア
ンテナの少なくとも１つの極性を遠隔変更する手段とからなる、衛星を再構成す
るための手段 とからなる、汎用置換通信衛星に関する。

【００１２】 別の面において、本発明は、外部制御システムによって制御でき、再構成可能
で、実質的な割合の現存する静止ＣバンドおよびＫｕバンド通信衛星の通信性能
をエミュレートでき、従ってその代りになることができ、アップリンクＣバンド
およびＫｕバンド信号を受信し、ＣバンドおよびＫｕバンドダウンリンク信号を
出力するようにした、静止軌道で地球を回るよう設計された汎用置換通信衛星で
あって、 （ａ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＫｕバンドチャネルを有する、１３．
７５〜１４．００ＧＨｚ、１４．００〜１４．２５ＧＨｚ、１４．２５〜１４．
５０ＧＨｚの３つの２５０ＭＨｚアップリンクバンドのチャネルでＫｕバンドア
ップリンク信号を受信し、（ｉｉ）信号を増幅し、（ｉｉｉ）その周波数を下方
変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減じたＫｕバンド信号のいずれかを、それぞれ
複数のダウンリンクＫｕバンドチャネルを有する、１０．９５〜１１．２０ＧＨ
ｚ、１１．４５〜１１．７０ＧＨｚ、１１．７０〜１２．２０ＧＨｚ、１２．２
５〜１２．７５ＧＨｚの６つのダウンリンクＫｕバンドのいずれかのバンドのチ
ャネルでＫｕバンドダウンリンク信号として出力するためのＫｕバンド処理手段
と； （ｂ）Ｋｕバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々
に向けることができるダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ
以上のＫｕバンドダウンリンクアンテナと； （ｃ）Ｋｕバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＫｕバンドダウンリンクア
ンテナのいずれか１つに向ける手段と； （ｄ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＣバンドチャネルを有する、約５．９
２５〜６．４２５ＧＨｚ、６．４２５〜６．７２５ＧＨｚの２つのアップリンク
バンドのチャネルでＣバンドアップリンク信号を受信し、（ｉｉ）信号を増幅し
、（ｉｉｉ）その周波数を下方変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減じたＣバンド
信号を、それぞれ複数のダウンリンクＣバンドチャネルを有する、３．７０〜４
．２０ＧＨｚ、３．４０〜３．７０ＧＨｚのダウンリンクＣバンドのチャネルで
Ｃバンドダウンリンク信号として出力するためのＣバンド処理手段と； （ｅ）Ｃバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々に
向けることが可能なダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ以
上のＣバンドダウンリンクアンテナと； （ｆ）Ｃバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＣバンドダウンリンクアンテ
ナのいずれか１つに向ける手段と； （ｇ）衛星の設計寿命中に、急速な動きを少なくとも３回衛星が取ることを可能
にするよう設計された推進力サブシステムと； （ｈ）衛星の運転のための電力を供給する電力サブシステムと； （ｉ）衛星の自己モニターを可能にし、外部制御システムとの通信のための遠隔
測定およびコマンドサブシステムと； （ｊ）地球に対して衛星の向きを適切に合わせるのを助ける姿勢および軌道制御
サブシステム； （ｋ）動作のため適切な温度範囲に衛星を維持するのを助ける温度制御サブシス
テムと； （ｌ）衛星を再構成するための手段 とからなる、汎用置換通信衛星に関する。

【００１３】 別の面において、本発明は、 外部制御システムによって制御でき、再構成可能で、実質的な割合の現存する静
止ＣバンドおよびＫｕバンド通信衛星の通信性能をエミュレートでき、従ってそ
の代りになることができ、アップリンクＣバンドおよびＫｕバンド信号を受信し
、ＣバンドおよびＫｕバンドダウンリンク信号を出力するようにした、静止軌道
で地球を回るよう設計された汎用置換通信衛星であって、 （ａ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＫｕバンドチャネルを有する３つのア
ップリンクバンドのチャネルでＫｕバンドアップリンク信号を受信し、（ｉｉ）
信号を増幅し、（ｉｉｉ）その周波数を下方変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減
じたＫｕバンド信号のいずれかを、それぞれ複数のダウンリンクＫｕバンドチャ
ネルを有する少なくとも４つのダウンリンクＫｕバンドのいずれかのバンドのチ
ャネルでＫｕバンドダウンリンク信号として出力するためのＫｕバンド処理手段
と； （ｂ）Ｋｕバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々
に向けることができるダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ
以上のＫｕバンドダウンリンクアンテナと； （ｃ）Ｋｕバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＫｕバンドダウンリンクア
ンテナのいずれか１つに向ける手段と； （ｄ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＣバンドチャネルを有する少なくとも
１つのアップリンクバンドのチャネルでＣバンドアップリンク信号を受信し、（
ｉｉ）信号を増幅し、（ｉｉｉ）その周波数を下方変換し、（ｉｖ）増幅し周波
数を減じたＣバンド信号を、それぞれ複数のダウンリンクＣバンドチャネルを有
する少なくとも１つのダウンリンクＣバンドのチャネルでＣバンドダウンリンク
信号として出力するためのＣバンド処理手段と； （ｅ）Ｃバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々に
向けることが可能なダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる１つ以
上のＣバンドダウンリンクアンテナと； （ｆ）Ｃバンドダウンリンク信号を前記１つ以上のＣバンドダウンリンクアンテ
ナのいずれか１つに向ける手段と； （ｇ）衛星の設計寿命中に急速な動きを少なくとも２回衛星が取ることを可能に
するよう設計された推進力サブシステムと； （ｈ）衛星の運転のための電力を供給する電力サブシステムと； （ｉ）少なくとも２つの異なる周波数で送信できる遠隔測定サブ−サブシステム
と、少なくとも２つの異なる周波数で受信できるコマンドサブ−サブシステムと
からなる、衛星の自己モニターを可能にし、外部制御システムとの通信のための
遠隔測定およびコマンドサブシステムと； （ｊ）地球に対して衛星の向きを適切に合わせるのを助ける姿勢および軌道制御
サブシステム； （ｋ）動作のため適切な温度範囲に衛星を維持するのを助ける温度制御サブシス
テムと； （ｌ）（ｉ）Ｋｕバンド処理手段を遠隔調整して、各アップリンクＫｕバンドの
信号のすべてより少ないが少なくとも２つからなる束をダウンリンクＫｕバンド
のいずれか１つに向ける手段と、（ｉｉ）Ｋｕバンドダウンリンクアンテナの少
なくとも１つからのダウンリンクビームを遠隔調整して、ビームを地上の異なる
地点に向ける手段と、（ｉｉｉ）１つ以上のＣバンドダウンリンクアンテナの少
なくとも１つからのダウンリンクビームを遠隔調整して、ビームを地上の異なる
地点に向ける手段と、（ｉｖ）ダウンリンクアンテナの少なくとも１つからのダ
ウンリンクビームの受信可能地域を遠隔変更する手段と、（ｖ）ダウンリンクア
ンテナの少なくとも１つの極性を遠隔変更する手段とからなる、衛星を再構成す
るための手段とからなる、 汎用置換通信衛星に関する。

【００１４】 好ましい実施態様のいくつかにおいて、Ｃバンド処理手段は、増幅し周波数を
減じたＣバンド信号を３．７０〜４．２０ＧＨｚあるいは３．４０〜３．７０Ｇ
ＨｚダウンリンクＣバンドのいずかのチャンネルにＣバンドダウンリンク信号と
して出力することができる；Ｋｕバンド処理手段は、Ｋｕアップリンクバンドの
うちの１つのバンドの信号のすべてではなくいくつかを６つの２５０ＭＨｚダウ
ンリンクＫｕバンドのいずれか１つに向けることができ、Ｋｕアップリンクバン
ドのうちの上記１つのバンドの他の信号を６つのダウンリンクＫｕバンドのうち
の同じまたは異なるバンドに向けることができる；Ｋｕバンド処理手段を遠隔調
整して信号を向ける手段は、Ｋｕバンド処理手段を遠隔調整して信号がその値に
下方変換される周波数を変更する手段を含む；信号を下方変換する手段は、例え
ば、周波数合成装置あるいは固定振動装置からなる；衛星は、少なくとも２つの
アップリンクＣバンドアンテナと少なくとも２つのアップリンクＫｕバンドアン
テナを有し、アップリンクアンテナのすべては、独立して地上の異なる地点に操
作可能である；アップリンクアンテナはまた、ダウンリンクアンテナとして機能
する；衛星は、設計寿命の最初では、少なくとも３２個のアップリンクＫｕバン
ドチャンネルの信号がＫｕバンド処理手段によって処理でき、少なくとも３２個
のアップリンクＣバンドチャンネルの信号がＣバンド処理手段によって処理でき
るよう設計される；衛星は、設計寿命の終わりでは、少なくとも２４個のアップ
リンクＫｕバンドチャンネルの信号がＫｕバンド処理手段によって処理でき、少
なくとも２４個のアップリンクＣバンドチャンネルの信号がＣバンド処理手段に
よって処理できるよう設計される；衛星は、ダウンリンクアンテナの少なくとも
１つの極性を遠隔変更する手段を有し、その手段は、極性を線形から円形にある
いはその逆に、および／または垂直から水平にあるいはその逆に、および／また
は時計回りから反時計回りにあるいはその逆に遠隔変更する手段を含む；衛星を
再構成する手段は、Ｋｕバンド処理手段を遠隔調整して各アップリンクＫｕバン
ドの信号のすべてより少ない束を、例えば、２つ、３つ、６つあるいは異なる数
の信号をダウンリンクＫｕバンドのいずれか１つに向ける手段を含む；衛星は、
Ｋｕバンドダウンリンクアンテナの少なくとも１つおよびＣバンドダウンリンク
アンテナの少なくとも１つからのダウンリンクビームの受信可能地域を遠隔変更
する手段を有する；ダウンリンクアンテナの少なくとも１つからのダウンリンク
ビームは、地上の異なる地点に独立して向けることができる；衛星は、その設計
寿命中、それぞれが少なくとも１日に５度の急速な動きを最低３回できるように
設計されている；遠隔測定およびコマンドサブシステムは、少なくとも２つの（
好ましくは４つの）異なる周波数で送信できる遠隔測定サブ−サブシステムと少
なくとも２つの（好ましくは４つの）異なる周波数で受信できるコマンドサブ−
サブシステムとを含む；Ｋｕバンドチャンネルのいくつか（より好ましくはすべ
て）は標準帯域幅であり、その標準帯域幅が公称３６ＭＨｚ（３５ＭＨｚ幅のチ
ャンネルを含む）である；置換衛星はさらに、（ｉ）１７．３ＧＨｚから１８．
１ＧＨｚの範囲の周波数でＢＳＳアップリンク信号を受信する、（ｉｉ）ＢＳＳ
信号を増幅する、（ｉｉｉ）それらの周波数を下方変換する、（ｉｖ）それら増
幅し周波数を減じたＢＳＳバンド信号をＢＳＳダウンリンク信号としてダウンリ
ンクＫｕバンド信号に提供されたバンドのチャンネルに出力する手段からなるＢ
ＳＳバンド処理手段を含む。

【００１５】 他の面において、本発明は、本発明の汎用置換通信衛星を提供し、置換衛星を
適切な静止スロットに設置し、前記衛星を再構成し置換する衛星の通信性能をエ
ミュレートすることからなる、ＣバンドおよびＫｕバンド信号を扱う静止通信衛
星置換する方法に関する。方法は、好ましくは、通常静止スロットの軌道面に対
して傾斜した面を持つ保管軌道に置換衛星を乗せ、置換衛星をその保管軌道から
適切な静止スロットへと、ドリフトと傾斜操作とを組み合わせて用いて移動させ
ることをさらに含む。 本発明の他の特徴および利点は、この開示から当業者には明らかであろう。

【００１６】 （発明の実施の形態） 本発明の置換衛星は、国際電気通信連合（ＩＴＵ)が定義する静止衛星サービ
ス（"ＦＳＳ"）バンドで動作する現在および将来の静止通信（即ち、Ｃバンド／
Ｋｕバンド通信衛星）の大部分の通信性能をエミュレートできる実用的な（技術
、経済、その他の面で）衛星である。本発明の衛星の設計は概して重要ではなく
、本発明の必要な特徴を有し本発明の利点を達成できるものであれば、いかなる
設計であっても使用してよい。

【００１７】 本発明の衛星の設計寿命は、少なくとも９年、望ましくは少なくとも１０年、
より望ましくは少なくとも１１年、最も望ましくは少なくとも１２年、好ましく
は少なくとも１３年、さらに好ましくは少なくとも１４年、最も好ましくは少な
くとも１５年である。下記に論じるように、望ましくは、１日に少なくとも５度
（地球の赤道経度）の「急速な動き」が４回可能なこの発明の衛星を設計するた
めの目標設計寿命として１４年が用いられるであろう。

【００１８】 本発明の衛星の重要な面に、その再構成可能性（例えば、再構成可能な通信ペ
イロード、融通性のあるトランスポンダー設計および融通性のある遠隔測定およ
びコマンド設計を衛星が有する）、地球上の様々な地域から信号を受信し、増幅
し、１つ以上のダウンリンク受信可能地域を合わせながら地球上の様々な異なる
地域に信号を送る能力、保管スロットから必要とされるスロット（即ち、故障し
たまたは故障しかけている衛星の遠距離通信機能の引継ぎを可能にするスロット
）まで素早く移動する能力が含まれる。

【００１９】 一般的に、通信衛星は、７つのサブシステムを有していると考えられるかもし
れない：構造体、電力、温度制御、姿勢および軌道制御、推進力、遠隔測定およ
びコマンド、および通信。 構造体サブシステムは衛星の枠組みからなり、衛星のその他の部品はその上お
よびその中に設置される。本発明の衛星の構造体サブシステムの設計は重要では
なく、ここに開示の本発明の特徴が理解されたなら十分当該分野の技術の範囲に
ある。一般的に言って、本発明の衛星の構造体サブシステムは、従来のＣバンド
／Ｋｕバンド通信衛星のものと実質的に同じであろう。大きなバスが好ましい。
従って、例えば、Lockheed Martin A2100、Loral FS1300または Hughes HS601HP
あるいはHS702のようなバスを用いてもよい。いくつかの実施態様についてはLor
al FS1300が好ましいかもしれない。

【００２０】 電力サブシステムは、衛星の外側に設置され電気を生成するソーラーパネルと
、電気（例えは、ソーラーパネルによって生成された電気で生成時に使用されな
いもの）を貯蔵するバッテリーと、電力を必要としている衛星の様々な部品に電
気を送る配電ネットワークとからなる。ソーラーパネルが必要な電気のすべてを
提供できない場合には、バッテリーから電気が引き出される。本発明の衛星の電
力サブシステムの設計は重要ではなく、ここに開示の本発明の特徴が理解された
なら十分当該分野の技術の範囲にある。

【００２１】 一般的に言って、本発明の衛星の電力サブシステムは、少なくとも８キロワッ
ト、望ましくは１０キロワットと見積もられる。電力サブシステムは、衛星の設
計寿命の最後でも、Ｃバンドで少なくとも２４チャンネル（トランスポンダー）
、Ｋｕバンドで少なくとも２４チャンネル（トランスポンダー）で稼働できるよ
う充分な電力を供給すべきである。好ましくは、電力サブシステムは、衛星の設
計寿命の最初では、少なくとも３０（望ましくは少なくとも３２、好ましくは少
なくとも３６）のＣバンドチャンネルと少なくとも３０（望ましくは少なくとも
３２、好ましくは少なくとも３６）のＫｕバンドチャンネルを稼働するのに充分
な電力を供給する。本発明の衛星において、Ｃバンドチャンネルは各チャンネル
ごとに約３５〜４０ワットのダウンリンク電力を有することが望ましく、Ｋｕバ
ンドチャンネルは各チャンネルごとに約１００〜１５０ワットのダウンリンク電
力を有することが望ましい。

【００２２】 温度制御サブシステムは、衛星が適切に機能できるように、衛星の稼働部分を
所望の稼働温度範囲に維持するのに役立つ。従って、衛星の動作（例えば、通信
サブシステムによる）の副産物として生成された熱のいくらかは衛星から外に向
けられる。温度制御サブシステムの設計は重要ではなく、ここに開示の本発明の
特徴が理解されたなら十分当該分野の技術の範囲にある。本発明の衛星は、高温
の領域から低温の領域に熱を移動する循環熱伝導媒体（ヒートポンプとほぼ同様
）を用いてもよい。衛星はまた、放熱表面を用いてもよい。一般的に言って、本
発明の衛星の温度制御サブシステムは、従来の衛星の温度制御サブシステムと類
似のものになるだろう。但し、主な相違は下記のものである。

【００２３】 従来のＣバンド／Ｋｕバンド通信衛星においては、通信サブシステムは衛星の
ほぼ全寿命を通じて稼働する。これによって、かなりの量の副産物である熱を絶
えず生成する。温度制御サブシステムはこれに合わせて設計される。しかしなが
ら、本発明の衛星においては、通信サブシステムは通常、衛星が故障したあるい
は故障しかけている衛星のスペアになる、すなわちバックアップするために使用
されている時のみ、稼働する（これによって副産物である熱を生成する）。従っ
て、ヒータがこの発明の衛星に備えられ、通信サブシステムの非使用時、稼働時
の通信サブシステムが生成するのとほぼ同じ量の熱を生成するように運転される
。この結果、熱制御サブシステムの熱負荷はほぼ一定となり、その設計を簡単に
する。

【００２４】 姿勢および軌道制御サブシステムは、衛星が地球に対し適切な向きになるよう
に地球に向けるのに役立つ。姿勢および軌道制御サブシステムの設計は重要では
なく、ここに開示の本発明の特徴が理解されたなら十分当該分野の技術の範囲に
ある。一般的に言えば、この発明の衛星の姿勢および軌道制御サブシステムは、
同じ大きさ、重量、重量配分を有する従来のFSS衛星の姿勢および軌道制御サブ
システムと本質的に同じになるだろう。

【００２５】 推進力サブシステムは、スラスタと燃料源からなる。一般的に言って、様々な
力（例えば、太陽や月の重力の影響、大気抵抗、地球の楕円形状、太陽輻射）に
よって衛星はその所望の位置から移動する。従って、衛星のスラスタ（エンジン
やモータ）は、定位置維持のため点火され（通常規則的間隔で）、衛星を所望の
位置に戻す、換言すれば、衛星の傾き（inclination）、偏り（eccentricity）
、ずれ（drift）を制御する。「傾き」とは、地球の赤道面に対する衛星の実際
の軌道面の傾き（緯度）を意味する（即ち、南北位置）。「偏り」とは、衛星軌
道の非円形性の尺度、換言すれば、動きにつれて変化する衛星と地球との間の距
離の指標である。「ずれ」とは、例えば、地球上のある地点に対する衛星の東西
方向の位置を意味する。

【００２６】 本発明の衛星の推進力サブシステムの設計は重要ではなく、ここに開示の本発
明の特徴が理解されたなら十分当該分野の技術の範囲である。本発明の衛星が置
換できる静止衛星は、通常、３軸安定化衛星である。このような衛星は、普通、
定位置維持のために液体薬品推進力システムを用いて、例えば、１組のスラスタ
を用いて傾きを制御し、第２の組を用いてずれと偏りを制御している。

【００２７】 一般的に言って、従来の衛星は、十分な時間をとって東西方向に動いたり南北
定位置維持のために動いたりすることが許されるので（例えば、通常、東西方向
に動くのに３０日から６０日までのいかなる日数でもよい）、「急速な動き」を
する必要はない。しかしながら、本発明の衛星と従来の衛星の主な相違点は、本
発明の衛星は急速な動きが可能でなければならないことである。本発明の衛星は
、故障したあるいは故障しかけている衛星のスペアになる、即ち、置換するのに
必要な赤道スロットに（通常、保管軌道位置から）移らなければならないので、
ダウンタイム（即ち、所望の通信能力が提供されない時間）を最小にするために
、できるだけ速く赤道スロットに移動させなければならない。

【００２８】 通常、本発明の衛星は、保管中（即ち、地球を回る保管軌道にある）は赤道面
の南北に動くことができるようにしておく。当業者には公知であるように、衛星
を静止赤道軌道に置いて定位置維持をしなければ、赤道面の南か北にゆっくりと
移動し、赤道面の上か下で最大で約８度の傾きに達すれば、反対方向に最大約８
度の傾きに再び達するまで移動する。換言すれば、定位置維持をしないで長時間
保管しておくと、本発明の衛星は、約+８度と約-８度の傾きの間を何年もの期間
でゆっくりと往復する。

【００２９】 例えば、連邦通信委員会（「ＦＣＣ」）規則のような、適応可能な規則の下で
、Ｃバンド／Ｋｕバンド静止衛星は、経度（東西）で約２度離さなければならな
い。これらの静止衛星が位置している（高度約２２，３００マイル即ち３６，０
００キロメートル）地球を回る赤道面リングの円周は、約１６０，０００マイル
（約２５７，０００キロメートル）である。従って、経度で約２度の距離は、約
８００マイル（約１，３００キロメートル）に相当する。スペアとなる可能性の
ある、軌道を回るＣバンド／Ｋｕバンド通信衛星それぞれの近くに本発明の置換
衛星を配置することは費用効果がよくないので、本発明の置換衛星を何千マイル
（キロメートル）も移動させて、故障したあるいは故障しかけている衛星のスペ
アとなるのに適切なスロットに到達させる必要がよくあるだろう。従って、本発
明の衛星は急速な動きができる必要性がある。

【００３０】 「急速な動き」とは、一日につき、少なくとも約２．５度（地球赤道経度）、
望ましくは少なくとも３度、より望ましくは少なくとも４度、最も望ましくは少
なくとも５度、好ましくは少なくとも６度、より好ましくは少なくとも７度、最
も好ましくは少なくとも８度、時には少なくとも１０度の移動を意味する。

【００３１】 本発明の衛星は、概ね、その設計寿命中に、一日につき、一般に、少なくとも
３度（地球赤道経度）が望ましい急速な動きを少なくとも２回、通常、少なくと
も３度の急速な動きを少なくとも３回、望ましくは少なくとも４度の急速な動き
を少なくとも３回、より望ましくは少なくとも５度の急速な動きを少なくとも３
回、最も望ましくは少なくとも６度の急速な動きを少なくとも３回、好ましくは
少なくとも７度の急速な動きを少なくとも３回、より好ましくは少なくとも８度
の急速な動きを少なくとも３回、時には少なくとも１０度の急速な動き少なくと
も３回、最も好ましくは少なくとも５度の急速な動きを少なくとも４回できるよ
うに設計される。従って、本発明の置換衛星は、従来の衛星より実質的に高速で
動くことができる必要があるので、そのスペアとなる典型的な従来の衛星より実
質的に多くの燃料を運ぶことになる。

【００３２】 上記のように、一日につき少なくとも５度（地球赤道経度）の急速な動きを４
回できる本発明の衛星をデザインするには、１４年の目標設計寿命を用いるのが
望ましい。もし本発明の衛星がその寿命中になす動きがそれより少ないのに等し
いのであれば（換言すれば、一日少なくとも５度の動き４回に相当するより少な
いのであれば）、衛星の寿命は１４年の設計寿命より長くなるだろう（制限する
他の要因がないと仮定して）。本発明の衛星が運ぶ燃料の量が衛星の寿命を制限
する要因になる可能性があるので、適当であれば燃料消費を抑える様々な技術が
用いられる。例えば、「ドリフトおよび傾斜組み合せ操作」（下記）を用いて保
管（駐車）スロットから故障したあるいは故障しかけている衛星の代りとなる（
スペアになる）のに適したスロットに移動させる、スロードリフトを用いて置換
（スペア）スロットから保管（駐車）位置（スロット）に衛星を戻す。

【００３３】 必要な回数の急速な動きができる推進力サブシステムであればいかなるもので
も用いることができる。例えば、燃料（例えば、液体）または固体またはプラズ
マシステム、例えば、酸化剤系システム（例えば、モノメチルヒドラジンのよう
なヒドラジンを用いるもの）。急速な動きを必要回数行うには十分強力でないが
他の面では適切な推進力手段、例えばキセノンイオン推進力システム（「ＸＩＰ
Ｓ」）も南北定位置維持に用いることができる。

【００３４】 望ましくは、本発明の置換衛星は、保管位置から故障しかけているあるいは故
障した衛星をバックアップするあるいはスペアになるのに適したスロット（適切
なスロット）に移動させるときに、「ドリフトおよび傾斜組み合せ操作」を使う
ことによって、移動に必要とされる燃料の量を減少できる。「ドリフトおよび傾
斜組み合せ手法」とは、衛星の向きを合わせる手法であって、保管位置から適切
なスロットへの移動中のある時点で東西（ドリフト）運動と南北（傾斜）運動が
同時に起こるようにスレスタを点火することを意味する。（もし衛星が第１の適
切なスロットで第１の故障したあるいは故障しかけている衛星のスペアとなるよ
うに使用され、ついで第２の適切なスロットに移動し第２の故障したあるいは故
障しかけている衛星のスペアとなるのであれば、第１の適切なスロットを保管位
置とみなし、そこから置換衛星が第２の適切なスロットへと移動されると考えら
れるだろう。）

【００３５】 遠隔測定およびコマンドサブシステムは、２つのサブ−サブシステム、即ち、
遠隔測定サブ−サブシステムとコマンドサブ−サブシステムからなる。遠隔測定
サブ−サブシステムは、衛星の状態をモニターし、情報を外部に（例えば、地上
制御ステーションに）送信する。コマンドサブ−サブシステムは、衛星外部から
の（例えば、地上制御ステーションからの）コマンドを受信する。本発明の衛星
の遠隔測定およびコマンドサブシステムの設計は重要ではなく、ここに開示の本
発明の特徴が理解されたなら十分当該分野の技術の範囲にある。一般的に言って
、本発明の衛星のサブシステムは、下記の例外を除いて、従来のＣバンド／Ｋｕ
バンド通信衛星のサブシステムと実質的に同じである。

【００３６】 本発明の衛星がスペアとなるあるいは置換する典型的な従来のＣバンド／Ｋｕ
バンド通信衛星は、遠隔測定サブ−サブシステムによる送信のために１つまたは
２つの周波数、コマンドサブ−サブシステムによる受信のために１つまたは２つ
の周波数しか用いないように設計されている。本発明の特徴は、少なくとも２つ
の異なる周波数（望ましくは少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、最も
好ましくは少なくとも５つの異なる周波数）が、遠隔測定サブ−サブシステムに
よる送信に使用できるように、また、少なくとも２つの異なる周波数（望ましく
は少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、最も好ましくは少なくとも５つ
の異なる周波数）が、コマンドサブ−サブシステムによる受信に使用できるよう
に、本発明の衛星が設計されていることである。本発明の衛星において、一般的
に、４つの周波数が遠隔測定サブ−サブシステムに使用でき、４つの周波数がコ
マンドサブ−サブシステムに使用できる。各サブ−サブシステムにおける周波数
を変更するために当業者に公知のいかなる手段でも用いることができる。例えば
、周波数合成装置や固定型振動装置。

【００３７】 このように数ある異なる周波数を各サブ−サブシステムのために利用可能にし
ておくことは重要である。というのも、それによって、いかなるＩＴＵ領域の所
定の置換スロットで用いられる周波数も、本発明の衛星において利用可能な周波
数から、例えば、置換スロット付近で作動中の衛星との干渉を避けるように、選
択することができるからである。１つ以上の遠隔測定およびコマンドアンテナの
分極もまた切換えできることが望ましい（例えば、線形から円形に、あるいは円
形から線形に、および／または垂直から水平に、あるいは水平から垂直に、およ
び／または時計回りから反時計回りに、あるいは反時計回りから時計回りに）。
これは、例えば、隣接した衛星との干渉を避ける本発明の衛星の能力をさらに高
める。また、送信および／または受信特性を高めるように１つ以上の遠隔測定お
よびコマンドアンテナを調節できることが望ましい。こうして、例えば、アンテ
ナ自体を動かしたりフェイズドアレイのような手段を用いてその送信ビームを調
節したりすることによって、遠隔測定アンテナのビームが地上の異なる地点に達
するようビームの位置を定めてもよい。同様に、コマンドサブ−サブシステムの
受信アンテナも地上の異なる地点を指すように位置させてもよい。

【００３８】 下記の理由によって、オムニ（全方向性）アンテナが遠隔測定およびコマンド
サブシステムに用いられる主要なアンテナであるのが好ましい。通常、従来のＣ
バンド／Ｋｕバンド通信衛星は、いったん軌道に乗って動作すると、Ｃバンド／
Ｋｕバンドの範囲の遠隔測定およびコマンド信号を送受信する。これらのバンド
は通常、高利得アンテナを用いる。しかしながら、本発明の衛星は、異なる設計
の非常に多くの衛星のバックアップができ、これらの衛星は静止赤道面中の非常
に多くの地点にあるため、本発明の置換衛星で用いられる高利得アンテナは、置
換衛星のために用いられる地上遠隔測定およびコマンドステーションの視界から
外れるかもしれない。従って、本発明の置換衛星では、遠隔測定およびコマンド
サブシステムに好ましいのはオムニアンテナであって高利得アンテナではない。

【００３９】 通信サブシステムは、アップリンク周波数プランに従って地上から信号を受信
し、増幅し、ダウンリンク周波数プランに従って再送信する。本発明の衛星の通
信サブシステムの設計は重要ではなく、ここに開示の本発明の特徴が理解された
なら十分当該分野の技術の範囲にある。

【００４０】 本発明の衛星の通信サブシステムは、ＣバンドおよびＫｕバンド信号を扱うよ
うに設計されている。Ｃバンドは、６ＧＨｚ域にアップリンク周波数を有し、４
ＧＨｚ域にダウンリンク周波数を有する。Ｋｕバンドは、１４ＧＨｚ域にアップ
リンク周波数を有し、１２ＧＨｚ域にダウンリンク周波数を有する。

【００４１】 一般的に言って、通信サブシステムは、（ａ）それぞれがチャンネルを１つよ
り多く持つ予め選択された１つ以上のバンドでアップリンク通信信号を受信する
アップリンクアンテナと、（ｂ）予め選択されたバンドの信号を通過させると共
に予め選択されたバンド外の周波数のノイズまたは信号を遮断する１つ以上のフ
ィルターと、（ｃ）所望の信号の強度を増す（例えば、信号が上記１つ以上のフ
ィルターを出た後、信号強度を増す）ための１つ以上の増幅器と、（ｄ）アップ
リンク周波数をダウンリンク周波数に減少させるためのダウンコンバータと、（
ｅ）アップリンク信号（１つ以上のＣバンドアンテナと１つ以上のＫｕバンドア
ンテナで受信されたもの）を適切な１つ以上のダウンリンクＣバンドアンテナと
１つ以上のＫｕバンドアンテナに向ける手段と、（ｆ）１つ以上のＣバンドアン
テナと１つ以上のＫｕバンドアンテナとを含む。信号を適切なアンテナに向ける
手段は、ダウンコンバータ（それ自体、様々な信号を所望の周波数に下方変換し
これら周波数が変更できるように、スウィッチと、固定型振動装置と、周波数合
成装置等を含む）と、スウィッチと、入力マルチプレクサ（ＩＭＵＸｓ）と、出
力マルチプレクサ（ｏｕｔｐｕｔ ＭＵＸｓ）等を含む。

【００４２】 ＩＴＵによって割り当てられた当初のＣバンドアップリンク域は、５．９２５
ＧＨｚから６．４２５ＧＨＺ（帯域幅５００ＭＨｚ）であり、対応するダウンリ
ンク域は、３．７ＧＨｚから４．２ＧＨＺ（同じく帯域幅５００ＭＨｚ）であっ
た。ＩＴＵは、後に、第２のバンドを提供した。即ち、アップリンクについては
６．４２５ＧＨｚから６．７２５ＧＨＺ（帯域幅３００ＭＨｚ）、対応するダウ
ンリンクについては３．４ＧＨｚから３．７ＧＨＺ（同じく帯域幅３００ＭＨｚ
）。より最近になって、Ｃバンド信号について第３のバンドが利用可能になった
。即ち、５．８５ＧＨｚから５．９２５ＧＨＺ（帯域幅７５ＭＨｚ）。しかし、
ダウンリンクについては割り当てられた追加バンドはなかった。今日まで、この
第３の７５ＭＨｚのアップリンクＣバンドは、ほとんどあるいは全く利用されて
いなかった。したがって、Ｃバンドアップリンク信号は、割り当てられた３つの
アップリンクバンドのどれにあってもよい。これらのアップリンクバンドは、た
またま隣接しており、５．８５ＧＨｚから６．７２５ＧＨｚまで（帯域幅合計８
７５ＭＨｚ）を占める。Ｃバンドダウンリンク信号は、割り当てられた２つのダ
ウンリンクバンドのどれにあってもよく、これらのダウンリンクバンドは、たま
たま隣接しており、３．４ＧＨｚから４．２ＧＨｚまで（帯域幅合計８００ＭＨ
ｚ）を占める。

【００４３】 主に、地球の３つの異なるＩＴＵ地域のそれぞれにおいてＣバンド／Ｋｕバン
ド通信衛星がどの周波数を使用できるかを管理するＩＴＵ規則によって、Ｃバン
ド通信を扱う衛星は、通常、アップリンクでは（８７５ＭＨｚのうち）５００Ｍ
Ｈｚのみで動作し、ダウンリンクでは（８００ＭＨｚのうち）５００ＭＨｚのみ
で動作する。従って、汎用置換衛星は、少なくとも５．９２５ＧＨｚから６．７
２５ＧＨｚまでの２つの初期のアップリンクＣバンド８００ＭＨｚ（望ましくは
、５．８５から５．９２５ＧＨｚの７５ＭＨｚを追加して８７５ＭＨｚの全アッ
プリンク域）を処理することができなければならない。

【００４４】 一般的に言って、５００ＭＨｚのＣバンド内には、２４個のチャンネルあり、
１２個が１つの分極を持つ（線形分極が使用されれば、垂直か水平、円形分極が
使用されれば、時計回りから反時計回り）。例えば、線形分極が使用されると仮
定すると、１２個の垂直分極されたチャンネルのそれぞれが公称３６ＭＨｚの幅
で、チャンネル間にはガードバンドが、５００ＭＨｚ域の上部にはガードまたは
緩衝バンドが、５００ＭＨｚ域の下部にはガードまたは緩衝バンドがある。これ
が、１チャンネルにつき、５００ＭＨｚを１２で割って計算した約４１．７ＭＨ
ｚと使用可能な公称３６ＭＨｚとの間の差の原因である。同じことが１２個の水
平分極されたチャンネルについてもいえる。当業者には理解されるであろうが、
各チャンネルが公称３６ＭＨｚ幅である１２個のチャンネルからなるグループが
２つ、同じ５００ＭＨｚの中に共存し得る。というのは、これら２つのグループ
が異なる分極を有するからである。同じ分析が、円形分極が使用された、５００
ＭＨｚのバンドにおける２４個のチャンネルについても当てはまる。

【００４５】 従来の衛星については、２４個のアップリンクチャンネルはすべて、地上の実
質的に同じ地点にある１つ以上のアンテナによって送信されてもよいし、数カ所
の異なる地点のそれぞれにある１つ以上のアンテナから送信されてもよい。従っ
て、所定のスロットのために設計された従来の衛星は、その衛星に送信する送信
アンテナのすべてから２４個のチャンネルを捕えるよう設計され、それは、２つ
以上のアップリンクアンテナを必要とするかもしれない。従来の衛星は予め定め
られたスロットに位置するものであるから、設計に先立ってジオメトリー（geom
etry）は分かっている（即ち、地上の前記１つ以上の送信アンテナと衛星の前記
１つ以上の受信アンテナとの空間的関係は知られている）。従って、衛星本体の
各衛星アップリンクアンテナの位置と向きは予め決定、固定することができる。

【００４６】 一方、本発明の置換衛星に実質的な割合のＦＳＳ衛星をエミュレートさせるた
めには、衛星のアップリンクアンテナのいくつか（望ましくはすべて）は、本発
明の衛星が置換する、故障したあるいは故障しかけている衛星に送信していた地
上の送信アンテナが送る信号をすべて適切に捕えることができるように、独立し
て操作できなければならない。置換衛星は、少なくとも２つ、できれば少なくと
も３つ、時には少なくとも４つのアップリンクＣバンドアンテナを使用する。Ｃ
バンドアップリンクアンテナのうち少なくとも１つ（望ましくはすべて）の極性
は、置換される故障したあるいは故障しかけている衛星の既に確定されたアップ
リンク周波数プランに合うように変更できる。

【００４７】 同様の考察がダウンリンクＣバンドおよびダウンリンクアンテナに当てはまる
。従って、従来のＦＳＳ衛星において、Ｃバンドダウンリンクは、５００ＭＨｚ
幅で、２４個のチャンネル（それぞれ公称３６ＭＨｚ幅）が、垂直および水平信
号からなる２つのグループ、あるいは時計回りおよび反時計回り信号からなる２
つのグループのいずれかに分極され、ダウンリンク信号は、地上の１つ以上の地
点にある１つ以上の受信アンテナに向けられる。再び、従来のＦＳＳ衛星の設計
に先立ってジオメトリーは分かっているので（即ち、衛星の各ダウンリンクアン
テナと地上の所望の受信地域あるいはアンテナとの距離と方向）ので、ダウンリ
ンクアンテナは、その衛星上で位置および向きについて固定される。

【００４８】 本発明の置換衛星は、少なくとも２つ、望ましくは少なくとも３つ、好ましく
は少なくとも４つ、時には少なくとも５つのダウンリンクＣバンドアンテナを使
用する。Ｃバンドダウンリンクアンテナのうち少なくとも１つ（望ましくは２つ
、３つ、４つ、またはそれ以上）の極性は、交換される故障したあるいは故障し
かけている衛星の既に確定されたダウンリンク周波数プランに合うように変更で
きる。アンテナのうち少なくともいくつか、望ましくはほとんど、広いカバレッ
ジで充分な利得を有する。Ｃバンドダウンリンクアンテナの最小ＥＩＲＰ（等価
等方放射電力）は、望ましくは３６ｄｂｗ（１ワットを基準としたデシベル数）
である。

【００４９】 Ｃバンドダウンリンクアンテナのうち少なくとも１つ（望ましくは２つ、３つ
、４つ、またはそれ以上）は、本発明の衛星が置換する、故障したあるいは故障
しかけている衛星からの信号を受信していた地上のアンテナのすべてに充分強い
信号を送信することができるように、独立して方向付け可能なビームを有する。
アンテナから出るビームを方向付けるのは、適切ないかなる方法でも達成できる
。例えば、アンテナ自体を操作する、多重ビームアンテナを用いる、フェイズド
アレイアンテナを用いる、あるいは他のいかなる種類の再構成可能なアンテナを
用いる（Ｕ．Ｓ．４，９６５，５８７参照）。

【００５０】 僅か２、３個のアンテナ（地上のたった１つの送信アンテナの場合もあり得る
）から送信されるかもしれないＣバンドアップリンク信号と対照的に、ダウンリ
ンク信号の１つ以上を広い地域に亘る多くのアンテナ、例えば、顧客への再配信
のための特別な信号を持つ大陸合衆国全体のケーブルテレビ会社すべての受信ア
ンテナに送信されなければならないかもしれない（例えば、全国配信映画または
スポーツ番組配給会社からの信号を衛星にアップリンクし、衛星から合衆国中の
ケーブル会社にダウンリンクし、各ケーブル会社からその顧客に再配信する）。
あるいは、かなり限定された地理的範囲に特別なダウンリンクビームを送信しな
ければならないかもしれない。従って、Ｃバンドダウンリンクアンテナのうち少
なくとも１つ（望ましくは２つ、３つ、４つ、またはそれ以上）の受信可能地域
が変更できることが望ましい。アンテナのダウンリンクのビームの受信可能地域
は、適切な手段のいずれで変更してもよい。例えば、アンテナを操作する（移動
するあるいは再方向付けする）、および／またはアンテナのビームの形状を変え
る（例えば、フェイズドアレイアンテナ、再構成可能なアンテナ、他の適当な方
法を用いる）。

【００５１】 全アップリンクＫｕバンドは、１３．７５ＧＨｚから１４．５ＧＨｚまでを占
め、３つのアップリンクバンドを持つと考えてもよい。３つのアップリンクバン
ドは、それぞれ２５０ｍＨｚ幅で、隣接している。換言すれば、１３．７５ＧＨ
ｚから１４．００ＧＨｚまでの１つのバンドと、１４．００ＧＨｚから１４．２
５ＧＨｚまでの第２のバンドと、１４．２５ＧＨｚから１４．５０ＧＨｚまでの
第３のバンドである。これに対し、数個のダウンリンクＫｕバンドがあるが、そ
の内いくつかだけが隣接している。第１の公称ダウンリンクバンドは１０．９５
ＧＨｚから１１．２０ＧＨｚ（帯域幅２５０ＭＨｚ）に、第２の公称ダウンリン
クバンドは１１．４５ＧＨｚから１１．７０ＧＨｚ（帯域幅２５０ＭＨｚ）に、
第３の公称ダウンリンクバンドは１１．７０ＧＨｚから１２．２０ＧＨｚ（帯域
幅５００ＭＨｚ）に、第４の公称ダウンリンクバンドは１２．２０ＧＨｚから１
２．７５ＧＨｚ（帯域幅５５０ＭＨｚ）にある。第４の公称ダウンリンクバンド
は、それ自体、２つの公称バンド、即ち、帯域幅が３００ＭＨｚとなる１２．２
ＧＨｚから１２．５ＧＨｚまでの一方のバンドと、帯域幅が２５０ＭＨｚとなる
１２．５ＧＨｚから１２．７５ＧＨｚまでのもう一方のバンドからなり、全体と
して５つのバンドになると考えてもよい。

【００５２】 上述したように、本発明の衛星は、技術的、経済的等で実用的である。実用性
は、現在および将来のＦＳＳ衛星すべての完全なエミュレートに必要なすべての
特徴を機械的に含めるのとは対照的に、実用性に必要な特徴を注意深く決定する
ことによって達成された。従って、１２．２０から１２．２５ＧＨｚの５０ＭＨ
ｚの帯域幅はダウンリンクＫｕバンド信号についてＩＴＵが割り当てた周波数域
の一部であるが、本発明のいくつかの好ましい実施態様では、この５０ＭＨｚは
使用されない。従って、これらの実施態様では、第４のバンドは１２．２５ＧＨ
ｚから１２．７５ＧＨｚ（帯域幅５００ＭＨｚ）である。いくつかの好ましい実
施態様で１２．２０から１２．２５ＧＨｚの５０ＭＨｚの帯域幅を使用しないの
は、本発明の衛星の設計を簡単にする。というのは、これらの実施態様において
、使用されるアップリンクおよびダウンリンクＫｕバンド周波数域のすべては、
２５０ＭＨｚのブロック（２５０ＭＨｚのアップリンクバンド３つと２５０ＭＨ
ｚのダウンリンクバンド６つ）に都合よく分割することができるからである。こ
れは、１２．２０から１２．２５ＧＨｚの５０ＭＨｚも使用する実施態様では当
てはまらない（１２．２０から１２．７５ＭＨｚの第４のバンドは５５０ＭＨｚ
幅となるからである）。

【００５３】 従って、ある見方をすれば、１２．２０から１２．２５ＧＨｚの５０ＭＨｚを
使用しない実施態様では、それぞれ公称２５０ＭＨｚの帯域幅を有する２つのバ
ンドと、それぞれ５００ＭＨｚの帯域幅を有する２つのバンドとからなる４つの
ダウンリンクＫｕバンドがある（即ち、１０．９５〜１１．２０、１１．４５か
ら１１．７０、１１．７０〜１２．２０および１２．２０〜１２．７５ＧＨｚ）
。別の見方をすれば、これら実施態様において、それぞれが２５０ＭＨｚの帯域
幅を有する６つのダウンリンクＫｕバンドがある。いくつのＫｕバンドがあると
考えるかに関わらず、１０．９５ＧＨｚから１２．７５ＧＨｚの範囲の中に、Ｉ
ＴＵがＫｕバンドダウンリンク信号について割り当てた全体で１５５０ＭＨｚ（
１．５５ＧＨｚ）の非隣接な帯域幅がある。しかしながら、本発明の好ましい実
施態様のうちのいくつかにおいて、１５００ＭＨｚ（１．５ＧＨｚ）しか使用さ
れない。

【００５４】 請求項において、それぞれ２５０ＭＨｚの２つのバンドからなると考えてもよ
い１２．２５から１２．７５ＧＨｚまでのバンドが１２．２０から１２．７５Ｇ
Ｈｚのバンドの中に含まれていることが理解されるであろう。従って、請求項に
おいて、「それぞれ複数のダウンリンクＫｕバンドチャンネルを有する１０．９
５〜１１．２０ＧＨｚ、１１．４５〜１１．７０ＧＨｚ、１１．７０〜１２．２
０ＧＨｚ、１２．２５〜１２．７５のダウンリンクＫｕバンド内の６つの２５０
ＭＨｚバンドのいずれかのチャンネルに、これらの増幅された、周波数を減じた
Ｋｕバンド信号のいずれかをＫｕバンドダウンリンク信号として出力する」は、
単に１２．２０から１２．２５ＧＨｚの５０ＭＨｚを追加して使用したからとい
って避けられるものではない。

【００５５】 主に、地球の３つの異なるＩＴＵ地域のそれぞれにおいてＣバンド／Ｋｕバン
ド通信衛星がどの周波数を使用できるかを管理するＩＴＵ規則によって、Ｋｕバ
ンド通信を扱う衛星は、通常、アップリンクでは（割り当てられた７５０ＭＨｚ
のうち）５００ＭＨｚのみで動作し、ダウンリンクでは（割り当てられた１５５
０ＭＨｚのうち）５００ＭＨｚのみで動作する。従って、汎用置換衛星は、７５
０ＭＨｚのアップリンクＫｕバンド全部を処理できなければならない（本発明は
処理している）し、割り当てられた１５５０ＭＨｚのダウンリンクＫｕバンドの
全部でないにしても大部分を処理できなければならない（上述のように、いくつ
かの好ましい実施態様では、利用可能な１５５０ＭＨｚのうち１５００ＭＨｚの
みを使用する）。

【００５６】 一般的に言って、本発明の衛星において、通常、両極性（即ち、垂直と水平、
あるいは時計回りと反時計回り）について合計７２個のＫｕバンドダウンリンク
チャンネルが利用できる。各チャンネルは公称３６ＭＨｚ幅である（１５００Ｍ
Ｈｚを各極性について３６で割ると約４１．７ＭＨｚ、４１．７と３６との差は
、ガードバンド等の存在から生じる）。一般的に言って、７５０ＭＨｚ以下のダ
ウンリンクＫｕ帯域幅が従来のＦＳＳ衛星のいずれにも使用されている。従って
、本発明の衛星は、寿命の始まりでは３６個のチャンネルのみ（両極性について
合計）を作動するように設計するのが好ましい（寿命の終わりの設計目標は２４
個のチャンネル）。ただし、どの周波数でこれら３６個が作動するかは、従来の
ＦＳＳ衛星のどれが本発明の衛星によって置換されるか次第である。

【００５７】 本発明の衛星の１つの重要な特徴は、３つのアップリンクＫｕバンドのいずれ
のバンドの信号でも受信し、４つの公称ダウンリンクＫｕバンドのいずれのバン
ドにも（そのようなバンドが５つあると考えられるなら５つのダウンリンクＫｕ
バンドのいずれのバンドにも）向けることができるということである。好ましく
は、本発明の衛星は、３つのアップリンクＫｕバンドのいずれのバンドの信号で
も受信し、６つの２５０ＭＨｚ幅のダウンリンクＫｕバンドのいずれのバンドに
も向けることができる。このことは、本発明の衛星が置換する故障したあるいは
故障しかけているＣバンド／Ｋｕバンド通信衛星の通信性能をエミュレートする
のに役立つ。

【００５８】 Ｃバンドと同様、本発明の衛星のＫｕバンドチャンネルは、それぞれ公称３６
ＭＨｚ幅であり、望ましくは（線形あるいは円形）分極が用いられる。従って、
５００ＭＨｚアップリンク帯域幅は、垂直分極したチャンネル１２個と水平分極
したチャンネル１２個の（あるいは、時計回りに分極したチャンネル１２個と反
時計回りに分極したチャンネル１２個の）合計２４個のチャンネルを有する。先
ず垂直分極した１２個のチャンネルを考えると、チャンネル間のガードバンド、
５００ＭＨｚ域の上部のガードまたは緩衝バンド、５００ＭＨｚ域の下部のガー
ドまたは緩衝バンドの存在が、１チャンネルにつき、５００ＭＨｚを１２で割っ
て計算した約４１．７ＭＨｚと本発明の衛生で使用される公称３６ＭＨｚとの間
の差の原因である。同じことが１２個の水平分極されたチャンネルについてもい
える。当業者には理解されるであろうが、各チャンネルが公称３６ＭＨｚ幅であ
る１２個のチャンネルからなるグループが２つ、同じ５００ＭＨｚの中に共存し
得る。というのは、これら２つのグループが異なる分極を有するからである。同
じ分析が、円形分極が使用された、５００ＭＨｚのバンドにおける２４個のチャ
ンネルについても当てはまる。

【００５９】 Ｋｕバンドについて１つの標準的なチャンネル帯域幅はなく、２７、３６、４
３、５４、７２、１０８ＭＨｚの帯域幅が使用されてきたか、現在使用されてい
る。従って、本発明のもう１つの好ましい特徴は、Ｋｕバンドの大多数（最も好
ましくはすべてのＫｕバンド）について標準的帯域幅を使用すること、最も好ま
しくは、帯域幅が公称３６ＭＨｚであることである。２つの非隣接ダウンリンク
Ｋｕバンド（即ち、１０．９５から１１．２ＧＨｚおよび１１．４５から１１．
７０ＧＨｚ）については、チャンネルは３５ＭＨｚ幅であることが好ましいが、
この幅は、用語「公称３６ＭＨｚ幅」および「３６ＭＨｚの公称帯域幅」の範囲
内と考えられる。アップリンクおよびダウンリンクＫｕバンドのすべてに標準的
帯域幅を使用することで（公称３６ＭＨｚまたはその他の値であろうと）、例え
ば、それ以外の帯域幅を処理するのに必要なフィルターやマルチプレクサを省略
することができ、それによって、設計をより簡単にし、本発明の衛星を実用的に
するのに役立つ。

【００６０】 Ｃバンドと同様、従来の衛星については、２４個のアップリンクチャンネルは
すべて、地上の実質的に同じ地点にある１つ以上のアンテナによって送信されて
もよいし、数カ所の異なる地点のそれぞれにある１つ以上のアンテナから送られ
てもよい。従って、所定のスロットのために設計された従来の衛星は、その衛星
に送信する送信アンテナのすべてから２４Ｋｕバンドチャンネルを捕えるよう設
計され（３６ＭＨｚの好ましい公称帯域幅が使用されたと仮定して）、それは、
２つ以上のアップリンクアンテナを必要とするかもしれない。従来の衛星は予め
定められたスロットに位置するものであるから、設計に先立ってジオメトリーは
分かっており（即ち、地上の前記１つ以上の送信アンテナと衛星の前記１つ以上
の受信アンテナとの空間的関係は知られている）、従って、衛星本体の各衛星ア
ップリンクアンテナの位置と向きは予め決定、固定することができる。

【００６１】 一方、本発明の置換衛星に実質的な割合のＦＳＳ衛星をエミュレートさせるた
めには、衛星のＫｕバンドアップリンクアンテナのいくつか（望ましくはすべて
）は、本発明の置換衛星が置換する、故障したあるいは故障しかけている衛星に
送信していた地上の送信アンテナが送る信号をすべて適切に捕えることができる
ように、独立して操作できなければならない。置換衛星は、少なくとも２つ、で
きれば少なくとも３つ、時には少なくとも４つのアップリンクＫｕバンドアンテ
ナを使用する。Ｋｕバンドアップリンクアンテナのうち少なくとも１つ（望まし
くはすべて）の極性は、交換される故障したあるいは故障しかけている衛星の既
に確定されたアップリンク周波数プランに合うように変更できる。

【００６２】 従来のＦＳＳ衛星において、Ｋｕバンドダウンリンクは、２５０、３００、あ
るいは５００ＭＨｚ幅で、チャンネル（望ましくはそれぞれ公称３６ＭＨｚ幅）
は、垂直および水平信号からなる２つのグループ、あるいは時計回りおよび反時
計回り信号からなる２つのグループのいずれかに分極され、ダウンリンク信号は
、地上の１つ以上の地点にある１つ以上の受信アンテナに向けられる。再び、従
来のＦＳＳ衛星の設計に先立ってジオメトリーは分かっている（即ち、衛星の各
ダウンリンクＫｕバンドアンテナと地上の所望の受信地域あるいはアンテナとの
距離と方向）ので、ダウンリンクアンテナは、その衛星上で位置および向きにつ
いて固定される。

【００６３】 本発明の置換衛星は、少なくとも２つ、望ましくは少なくとも３つ、好ましく
は少なくとも４つ、時には少なくとも５つのダウンリンクＫｕバンドアンテナを
使用する。Ｋｕバンドダウンリンクアンテナのうち少なくとも１つ（望ましくは
２つ、３つ、４つ、またはそれ以上）の極性は、交換される故障したあるいは故
障しかけている衛星の既に確定されたダウンリンク周波数プランに合うように変
更できる。アンテナのうち少なくともいくつか、望ましくはほとんど、広いカバ
レッジで充分な利得を有する。Ｋｕバンドダウンリンクアンテナの最小ＥＩＲＰ
（等価等方放射電力）は、カバレッジの端部で望ましくは４８ｄｂｗあるいは５
０ｄｂｗ（スポット）である。Ｋｕバンドダウンリンクアンテナは、多様なビー
ム形状および利得レベルを有するべきであり、その設計は十分当該技術分野の範
囲内である。

【００６４】 Ｋｕバンドダウンリンクアンテナのうち少なくとも１つ（望ましくは２つ、３
つ、４つ、またはそれ以上）は、本発明の衛星が置換する、故障したあるいは故
障しかけている衛星からの信号を受信していた地上のアンテナのすべてに充分強
い信号を送信することができるように、独立して方向付け可能なビームを有する
必要がある。Ｃバンドダウンリンクアンテナ同様、Ｋｕバンドアンテナから出る
ビームを方向付けるのは、適切ないかなる方法でも達成できる。例えば、アンテ
ナ自体を操作する、多重ビームアンテナを用いる、フェイズドアレイアンテナを
用いる、あるいは他の種類の再構成可能なアンテナを用いる（Ｕ．Ｓ．４，９６
５，５８７参照）。

【００６５】 僅か２、３個のアンテナ（地上のたった１つの送信アンテナの場合もあり得る
）から送信されるかもしれないアップリンクＫｕバンド信号と対照的に、ダウン
リンク信号の１つ以上を広い地域に亘る多くのアンテナ、例えば、顧客への再配
信のための特別な信号を持つ大陸合衆国全体のケーブルテレビ会社すべての受信
アンテナに送信されなければならないかもしれない。あるいは、かなり限定され
た地理的範囲に特別なダウンリンクビームを送信しなければならないかもしれな
い。従って、Ｋｕバンドダウンリンクアンテナのうち少なくとも１つ（望ましく
は２つ、３つ、４つ、またはそれ以上）の受信可能地域が変更できることが望ま
しい。アンテナのダウンリンクのビームの受信可能地域は、適切な手段のいずれ
で変更してもよい。例えば、アンテナを操作する（移動するあるいは再方向付け
する）、および／またはアンテナのビームの形状を変える（例えば、フェイズド
アレイアンテナ、再構成可能なアンテナ、他の適当な方法を用いる）。

【００６６】 例えば、本発明の可能な実施態様では、Ｋｕバンドについて、広いカバレッジ
を持つ１つのアンテナが用いられて、４８ｄｂｗで大陸合衆国、カナダ南部の一
部、メキシコ北部をカバーし、スポットアンテナが少なくとも４２ｄｂｗでハワ
イをカバーするのに用いられるだろう。本発明の実施態様の別の用途に関して、
置換される衛星が５つのＫｕバンドカバレッジ地域を有する。４２ｄｂｗでイン
ドを中心にしたもの、４２ｄｂｗで中国を中心にしたもの、５０ｄｂｗで南アフ
リカを中心にしたもの、４２ｄｂｗで中東を中心にしたもの、４２ｄｂｗでトル
コ、北アメリカ、南ヨーロッパを中心にしたものである。しかし、置換衛星は、
４つのカバレッジ地域を使用する。５０ｄｂｗで南アフリカとその北の国々をカ
バーするもの、４８ｄｂｗでインドと中国の大部分をカバーするもの、４８ｄｂ
ｗで北オーストラリアおよび北オーストラリアと中国の間の地域をカバーするも
の、４８ｄｂｗで中東、トルコ、北アフリカおよび南ヨーロッパをカバーするも
のである。本発明の置換衛星のカバレッジパターンとパワーレベルは、置換され
る衛星のものと同一ではなく、この衛星の通信能力を充分に真似るあるいはエミ
ュレートすると考えるに足るほど近いものである。

【００６７】 ＣバンドおよびＫｕバンドの双方に関して、本発明のもう一つの望ましい特徴
は、置換衛星のアップリンクおよびダウンリンクアンテナのいくつか、好ましく
はすべてが、南北および東西に、標準から少なくとも２度、望ましくは少なくと
も３度、より望ましくは少なくとも４度、最も望ましくは少なくとも５度、好ま
しくは少なくとも６度、より好ましくは少なくとも７度、いくつかの場合少なく
とも８度、操作できる（即ち、動かせる）ことである。従来のＦＳＳ衛星におい
て、アンテナは、標準から１度以上南北あるいは東西に動かせることはめったに
ない。本発明の衛星のアンテナの操作性は、いかなるＦＳＳ衛星周波数プランに
も合致する充分な融通性を保つことを可能にしつつ、衛星を実用的にするのに役
立つ。ダウンリンクアンテナの操作性を、ダウンリンクアンテナから出たビーム
を向けるのに用いることができる手段（例えば、フェイズドアレイやビーム形成
技術）に追加してもよい。

【００６８】 公知なように、従来のＦＳＳ衛星では、特定のＣバンドあるいはＫｕバンドチ
ャンネルで衛星が受信した所定の信号を、アップリンクされた他のＣバンドある
いはＫｕバンド信号と共に特定の地域に再送信しなければならないかもしれない
。従って、例えば、第１のＫｕバンドアップリンク信号を、その地域に送信する
衛星のＫｕダウンリンクアンテナに向け、第２のＫｕバンドアップリンク信号を
同じダウンリンクアンテナに向けなければならないかもしれない。また、２つの
アップリンクＫｕバンド信号が異なるアップリンク周波数を有する異なるチャン
ネル上にあり、異なる「量」の下方変換が同じアンテナで必要な場合もある。ま
た、１つのバンド中の様々なアップリンクされた信号、おそらく同じ地上アンテ
ナによって送信された信号でさえ、２つ以上の異なるダウンリンクアンテナに向
けなければならない場合もある。このように、従来のＦＳＳ衛星は、アップリン
ク周波数プラン（例えば、アップリンク信号を送信する各アンテナの地上での位
置、各信号がどの周波数を有するか）およびダウンリンク周波数プラン（各信号
がどの周波数を有するべきか、信号をどこに向けて送信しなければならないか）
の知識で設計される。これは、ダウンコンバータ、入力マルチプレクサ、出力マ
ルチプレクサ等の設計を比較的容易にする。

【００６９】 当業者に理解されるように、現存および計画中の数多くのＦＳＳ衛星は、多く
の異なるアップリンクおよびダウンリンク周波数プランと、様々なアップリンク
信号を適切なダウンリンクアンテナに再び向けるための多くの異なるプランとを
有する。現存および計画中の数多くのＦＳＳの多数（好ましくは大多数）に見ら
れる非常に多種多様なアップリンクおよびダウンリンク周波数プランに置換衛星
が合わせられるということが、本発明の重要な特徴の１つである。

【００７０】 完全なクローン型置換衛星であれば、すべてのＦＳＳ衛星中の全アップリンク
およびダウンリンク周波数プランを完全にエミュレートできるのに必要なスウィ
ッチ、下方変換手段、入力マルチプレクサ、出力マルチプレクサ等のすべてを含
むであろう。完全なエミュレートのためには、クローンの各アップリンク信号は
、他のアップリンク信号がどこに送られるかに全く影響を与えず、ダウンリンク
チャンネルのいずれにも送られなければならないだろう。しかしながら、それは
設計を非実用的（例えば、過度に複雑）かつ高価にする。

【００７１】 これに対して、本発明の衛星は、技術、経済上等実用的である。前述したよう
に、実用性は、現在および将来のＦＳＳ衛星すべての完全なエミュレートに必要
なすべての特徴を機械的に含めるのとは対照的に、実用性に必要な特徴を注意深
く決定することによって達成された。従って、例えば、各アップリンク信号を所
定のバンドの所定のダウンリンクチャンネルに個別に独立して切り換えることが
できるのではなく、アップリンクされた信号のうちの少なくともいくつか、望ま
しくは殆ど、好ましくはすべてを束で（in bundles）切り換える。これらの束は
それぞれ、少なくとも２つ、望ましくは少なくとも３つ、より望ましくは少なく
とも４つ、最も望ましくは少なくとも６つ、好ましくは少なくとも７つ、より好
ましくは少なくとも８つ、最も好ましくは少なくとも９つの信号を含む。好まし
い実施態様のいくつかにおいて、束は１２個の信号を含む。明らかに、１束あた
りの信号が増すにつれて、処理手段（従って衛星）が有する、ＦＳＳ衛星をエミ
ュレートする融通性が小さくなる。従って、好ましい実施態様のいくつかでは、
３つまたは６つの信号が束にされる。１つのバンドの信号がすべて束ねられる必
要はなく、また、同じ大きさの束にされる必要もないが、１つのバンドの信号が
すべて束ねられ、束が同じ大きさであるのが好ましい。従って、例えば、寿命の
始めでは３６個のチャンネルが使用され、寿命の終わりでは少なくとも２４個の
チャンネルが使用できるＫｕバンドについて、すべての信号が束ねられ、各束が
３つまたは６つの信号を含むのが好ましい。当業者に理解されるだろうが、１束
あたりの信号の数が少なくなるほど、処理手段の粒度（granularity）は小さく
なる。

【００７２】 使用予定のダウンリンクチャンネルに適切な周波数へのアップリンク信号周波
数の下方変換（周波数下方シフト）には、この機能を果たし本発明の利点の達成
を可能にするものであればいかなる手段を用いてもよい。設計は重要ではなく、
ここに開示の本発明の特徴が理解されたなら十分当該分野の技術の範囲にある。
従って、信号を下方変換する際の融通性を可能にする手段が必要とされる。その
ような手段には、周波数合成装置および振動装置（例えば、固定振動装置）と切
り換えが含まれる。さらに切り換えが周波数を減じた信号を様々な入力マルチプ
レクサに向け、ここで２つ以上（例えば、好ましくは３つあるいは６つ）が選択
され（例えば、フィルターによって）、パワーを上げるため増幅器に送られる。
増幅器の出力は次いで、出力マルチプレクサに送られ、ここで個々の信号がアン
テナに送るため組み合わされる。当業者に理解されるように、これらの様々な処
理のために用いられる特別な経路、装置、手段は、重要ではなく、必要な機能を
果たし本発明の利点の達成を可能にするものであればいかなる手段も用いること
ができる。これらの手段の設計は重要ではなく、ここに開示の本発明の特徴が理
解されたなら十分当該分野の技術の範囲である。

【００７３】 当業者に理解されるように、特定のアップリンク信号を特定のダウンリンクア
ンテナに向けるには、通常、その信号についてのダウンリンク周波数を何にすべ
きかを決定し、次いで、置換衛星に備えられた下方変換手段を用いて決定した周
波数に信号を変換する。下方変換手段は、例えば、スウィッチを備えた周波数合
成装置あるいは固定振動装置であってもよい。この第１の信号についての周波数
の変化（アップリンク周波数マイナスダウンリンク周波数）は、ある数のＨｚで
ある。別のアップリンク信号を同じダウンリンクアンテナに向けるには、周波数
に実質的に異なる数のＨｚの変化をもたらしてもよい。置換衛星の切り換え、入
力および出力マルチプレクサによって、２つのアップリンク信号を同じダウンリ
ンクアンテナに送るように処理することができる。換言すれば、この結果、これ
らの信号は束にされる。

【００７４】 この発明のもう一つの重要な特徴は、遠方から再構成できること、即ち、地上
のコマンドステーションから衛星に信号を送って、衛星をその時の現在（then-c
urrent）位置（保管スロットにあってよい）から移動させるだけでなく、衛星を
再構成して、少なくとも２つ、だたし各アップリンクＫｕバンドの信号のすべて
より少ない信号からなる束をダウンリンクＫｕバンドのいずれかに向けるようＫ
ｕバンド処理手段を遠方から調整する、および／またはＫｕバンドダウンリンク
アンテナの少なくとも１つからのダウンリンクビームを遠方から調整し、そのビ
ームを地上の異なる地点に向ける、および／またはＣバンドダウンリンクアンテ
ナの少なくとも１つからのダウンリンクビームを遠方から調整し、そのビームを
地上の異なる地点に向ける、および／または少なくとも１つのダウンリンクアン
テナの受信可能地域を遠方から変更する、および／または少なくとも１つのダウ
ンリンクアンテナの極性を遠方から変更する。所望の追加変更（例えば、アップ
リンクアンテナの1つ以上を動かす）やこのような再構成を行う手段は、そのよ
うな機能を果たし本発明の利点を達成できるものであれば、いかなる手段であっ
てもよい。設計は重要ではなく、ここに開示の本発明の特徴が理解されたなら十
分当該分野の技術の範囲にある。

【００７５】 本発明の衛星は、当業者に公知の手段および技術を用いて打ち上げ、保管軌道
に位置させることができる。従って、例えば、シーローンチ（Sea Launch）、ア
リアン（Ariane）、プロトン（Proton）等の打上げロケットを用いることができ
る。当初軌道に乗せた時の本発明の衛星の重さは、通常、４，０００から５，０
００キログラム、おそらく、４，３００から４，９００キログラムである。

【００７６】 当初の保管軌道は、通常、赤道面に対し傾斜した平面上にある。上記で論じた
ように、本発明の衛星の保管軌道面は、意図して衛星を動かさない限り、赤道に
対し、約＋８度から約−８度の傾きの間を往復する。従って、置換衛星が当初、
保管のために赤道に対し傾斜した面に置かれても、置換衛星がその保管スロット
から稼働スロットに移動させる時までには、保管軌道は、当初の面とは異なった
面にあるかもしれない。

【００７７】 本発明の汎用置換衛星を少なくとも２つ（好ましくは少なくとも５つ）配置さ
せて用いるのが望ましい。通常、それらは東西方向に異なった位置で保管される
が、東西方向に等間隔で配置されなくてもよい。置換を指定された従来の衛星の
近くに置換衛星を保管することによって、通常、従来衛星の故障によって生じる
通信ダウンタイムが減少する（というのは、置換衛星がその保管スロットから置
換する衛星の稼働スロットまで移動する距離が短くなるからである）。

【００７８】 本発明の衛星は、個別のＩＴＵ許可を必要としない軌道（保管）スロットにの
せてもよい。衛星の軌道は、赤道面に対し上昇、下降（即ち、傾斜する）できる
ようにしてもよい。本衛星がバックアップとして動作できる従来衛星が許容不可
能な程度まで故障（部分的故障から完全な故障までのいかなるものであっても）
すると、適切なコマンドが置換衛星の外部（例えば、地上制御ステーション）か
ら衛星のコマンドサブ−サブシステムに送られる。その結果、衛星は、その保管
スロットから故障しかけているあるいは故障した衛星と交替するよう作動するス
ロットに移動する。適当な時に、１つ以上の外部コマンド信号が必要な程度まで
衛星を再構成する。例えば、エミュレートする衛星のアップリンクおよびダウン
リンク周波数プランに合わせる、アップリンクおよびダウンリンクアンテナのす
べてを正確に位置させる、ダウンリンク受信可能地域を変更する、置換衛星が隣
接する稼働中の衛星の機能妨げないように（必要であれば）遠隔測定およびコマ
ンド周波数を変更する。

【００７９】 置換衛星の再構成は、少なくとも２つ、だたし、各アップリンクＫｕバンドの
信号のすべてより少ない信号からなる束をダウンリンクＫｕバンドのいずれかに
向けるようＫｕバンド処理手段を調整する、Ｋｕバンドダウンリンクアンテナの
少なくとも１つからのダウンリンクビームを調整し、そのビームを地上の適切な
地点に向ける、Ｃバンドダウンリンクアンテナの少なくとも１つからのダウンリ
ンクビームを調整し、そのビームを地上の異なる地点に向ける、ダウンリンクア
ンテナの少なくとも１つからのダウンリンクビームの受信可能地域を変更する、
および、ダウンリンクアンテナの少なくとも１つの極性を変更することを含むこ
とができる。置換される衛星の通信能力を置換衛星が可能な限りエミュレートで
きるように、ここに記載のその他の変更もまた加えてもよい。

【００８０】 本発明の置換衛星は、例えば、故障した衛星が戻るまで、移動した稼働スロッ
トに留まる。次いで、本発明の置換衛星は、保管スロットに再移動されるか、あ
るいは、新しい稼働スロットに移動され別の故障したあるいは故障しかけている
衛星のスペアになるよう再構成される。

【００８１】 好ましくは、Ｃバンド内およびＫｕバンド内で、トランスポンダー（アップリ
ンクチャンネルについてそれぞれが最初のフィルターとダウンコンバータの後に
増幅器を含むと考えてよい）のすべてがそのバンドのダウンリンクアンテナのい
ずれにも切り換えることができ、ダウンリンクアンテナの分極も変更できる。こ
れらは双方とも、置換される故障したあるいは故障しかけている衛星のために以
前に設定されたダウンリンク周波数プランに従ってダウンリンク信号を置換衛星
が送信することを可能にする。すべての信号を束（少なくとも２つの信号からな
る束）にすることが好ましいという事実は、いかなるＦＳＳ衛星周波数プランに
も合致する充分な融通性を保ちつつ、本発明の衛星を実用的にするのに役立つ。
充分なパワーの増幅器の使用および再構成可能なダウンリンクアンテナの使用は
、さらに置換衛星を実用的にするのに役立つ。上記で説明したように、好ましい
実施態様のいくつかにおいて、Ｋｕバンドの１２．２０から１２．２５ＧＨｚの
５０ＭＨｚは、使用されない。これは、衛星の設計を単純にする。というのも、
アップリンクおよびダウンリンクＫｕバンドの両方とも、２５０ＭＨｚの標準的
大きさのバンドとして扱うことができるからである。これは、本発明の衛星をさ
らに実用的にする。Ｋｕバンドについて標準化帯域幅を使用することは、設計を
単純にし、また、本発明の衛星を実用的にするのに役立つ。

【００８２】 好ましい実施態様のいくつかにおいて、置換衛星は、それぞれが可変周波数を
有し切り換え可能な分極を有する、４つの異なる周波数で送信できる遠隔測定サ
ブ−サブシステムと４つの異なる周波数で受信できるコマンドサブ−サブシステ
ムを持つ。これによって、３つのＩＴＵ地域のいずれにおいても周波数の干渉な
く非常に様々なスロットで置換衛星を保管し使用することが可能になり、さらに
本発明の衛星を実用的にする。

【００８３】 当業者に理解されるように、本発明の衛星は、技術、経済等の上で実用的であ
る一方、現存および計画中のＦＳＳ衛星の大部分（一般的に少なくとも７５％、
望ましくは少なくとも８５％、好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは９
５％）について効果的なバックアップ適用範囲を提供する（即ち、実質的に透過
性の置換機として機能する）。請求項に使用される「実質的な割合の現存する静
止ＣバンドおよびＫｕバンド通信衛星の通信性能をエミュレートする」とは、こ
の能力を指している。当業者に理解されるように、通信性能をエミュレートする
とは、本発明の置換衛星が必ずしも故障したあるいは故障しかけている衛星の通
信性能を完全に模倣するよう再構成できるという意味ではない。従って、上記で
論じたように、カバレッジパターンに相違があってもよいし、異なるチャンネル
に信号を再指定することが必要なこともある。

【００８４】 当業者に理解されるように、本発明の衛星は、技術、経済等上実用的である一
方、現存および計画中のＦＳＳ衛星の大部分について効果的なバックアップ適用
範囲を提供することは、衛星の独特の設計によって可能になる。その特徴は、周
波数機敏性（agility）、Ｋｕバンドついて標準帯域幅の好ましい使用、独立し
て操作可能なアップリンクアンテナ、独立して方向付け可能なダウンリンクビー
ム、受信可能地域を任意に調整できる独立して変更可能なダウンリンクビーム、
充分なパワーの増幅器、融通性のある遠隔測定およびコマンド設計、衛星の設計
寿命にわたって急速な動きを充分な回数できる能力の組み合せである。

【００８５】 本発明の汎用置換衛星は、ＢＳＳ（放送衛星サービス）通信を処理する手段を
含んでもよい。 ３つのＩＴＵ地域のすべてについて、ＢＳＳアップリンク周波数バンドは１７
．３ＧＨｚから１８．１ＧＨｚである。ＩＴＵ地域Ｉについて、ダウンリンクＢ
ＳＳバンドは１１．７から１２．５ＧＨｚ、ＩＴＵ地域ＩＩについて、ダウンリ
ンクＢＳＳバンドは１２．２から１２．7ＧＨｚ、ＩＴＵ地域ＩＩＩについて、
ダウンリンクＢＳＳバンドは１１．７から１２．２ＧＨｚである。従って、地球
についてダウンリンクＢＳＳバンドは、１１．７ＧＨｚから１２．７ＧＨｚの範
囲にある。ここで好ましく使用されるダウンリンクＫｕバンドの範囲は（４つの
ダウンリンクバンドがあると考えれば）、１０．９５〜１１．２０ＧＨｚ、１１
．４５〜１１．７０ＧＨｚ、１１．７〜１２．２ＧＨｚ、１２．２５〜１２．７
５ＧＨｚである。（上記で説明したように、１２．２から１２．２５ＭＨｚまで
の５０ＭＨｚがＫｕバンドダウンリンク信号に使用するようにＩＴＵによって割
り当てられているが、ここでは使用しないのが好ましい。）従って、ダウンリン
クＢＳＳバンドは、ダウンリンクＫｕバンドの範囲内にある（１２．２から１２
．２５ＭＨｚまでの５０ＭＨｚの好ましい省略を除いて）。従って、装置を過剰
に追加することなく、本発明の衛星は、ＢＳＳ信号を受信し、Ｋｕバンドダウン
リンク信号を処理するために既に存在する同じＫｕバンドに信号を下方変換し、
増幅し、下方変換し増幅したＢＳＳ信号を地上に再送信する手段もまた含むこと
ができる。従って、ある実施態様において、本発明の汎用置換衛星はＢＳＳ信号
とＦＳＳ信号を処理するスペアとして機能できるが、一度にはＦＳＳまたはＢＳ
Ｓ衛星のみの置換機として機能するよう用いられてもよい。ＢＳＳ信号を処理す
るのに必要な追加手段の設計は、十分当該技術の範囲内である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ， ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，Ｓ Ｎ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ， ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)， ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，Ｂ Ｒ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＭ，ＥＥ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，Ｔ Ｒ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5K021 BB03 CC00 DD01 5K072 AA25 BB22 DD02 DD19 EE36 GG15 HH00

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部制御システムによって制御でき、再構成可能で、実質的な
   割合の現存する静止ＣバンドおよびＫｕバンド通信衛星の通信性能をエミュレー
   トでき、従ってその代りになることができ、アップリンクＣバンドおよびＫｕバ
   ンド信号を受信し、ＣバンドおよびＫｕバンドダウンリンク信号を出力するよう
   にした、静止軌道で地球を回るよう設計された汎用置換通信衛星であって、 （ａ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＫｕバンドチャネルを有する３つのア
   ップリンクバンドのチャネルでＫｕバンドアップリンク信号を受信し、（ｉｉ）
   信号を増幅し、（ｉｉｉ）その周波数を下方変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減
   じたＫｕバンド信号のいずれかを、それぞれ複数のダウンリンクＫｕバンドチャ
   ネルを有する少なくとも４つのダウンリンクＫｕバンドのいずれかのバンドのチ
   ャネルでＫｕバンドダウンリンク信号として出力するためのＫｕバンド処理手段
   と； （ｂ）Ｋｕバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々
   に向けることができるダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ
   以上のＫｕバンドダウンリンクアンテナと； （ｃ）Ｋｕバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＫｕバンドダウンリンクア
   ンテナのいずれか１つに向ける手段と； （ｄ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＣバンドチャネルを有する少なくとも
   １つのアップリンクバンドのチャネルでＣバンドアップリンク信号を受信し、（
   ｉｉ）信号を増幅し、（ｉｉｉ）その周波数を下方変換し、（ｉｖ）増幅し周波
   数を減じたＣバンド信号を、それぞれ複数のダウンリンクＣバンドチャネルを有
   する少なくとも１つのダウンリンクＣバンドのチャネルでＣバンドダウンリンク
   信号として出力するためのＣバンド処理手段と； （ｅ）Ｃバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々に
   向けることが可能なダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる１つ以
   上のＣバンドダウンリンクアンテナと； （ｆ）Ｃバンドダウンリンク信号を前記１つ以上のＣバンドダウンリンクアンテ
   ナのいずれか１つに向ける手段と； （ｇ）衛星の設計寿命中に急速な動きを少なくとも２回衛星が取ることを可能に
   するよう設計された推進力サブシステムと； （ｈ）衛星の運転のための電力を供給する電力サブシステムと； （ｉ）衛星の自己モニターを可能にし、外部制御システムとの通信のための遠隔
   測定およびコマンドサブシステムと； （ｊ）地球に対して衛星の向きを適切に合わせるのを助ける姿勢および軌道制御
   サブシステム； （ｋ）動作のため適切な温度範囲に衛星を維持するのを助ける温度制御サブシス
   テムと； （ｌ）衛星を再構成するための手段とからなる、汎用置換通信衛星。
2. 【請求項２】Ｋｕバンド処理手段が、（ａ）それぞれ複数のアップリンクＫ
   ｕバンドチャンネルを有する、１３．７５〜１４．００ＧＨｚ、１４．００〜１
   ４．２５ＧＨｚ、１４．２５〜１４．５０ＧＨｚの３つの２５０ＭＨｚアップリ
   ンクバンドのチャンネルでＫｕバンドアップリンク信号を受信し、（ｂ）信号を
   増幅し、（ｃ）その周波数を下方変換し、（ｄ）これらの増幅し周波数を減じた
   Ｋｕバンド信号のいずれかをＫｕバンドダウンリンク信号として、それぞれ複数
   のダウンリンクＫｕバンドチャンネルを有する、１０．９５〜１１．２０ＧＨｚ
   、１１．４５〜１１．７０ＧＨｚ、１１．７０〜１２．２０ＧＨｚ、１２．２５
   〜１２．７５ＧＨｚのダウンリンクＫｕバンド内の６つの２５０ＭＨｚバンドの
   いずれかのバンドのチャンネルに出力するためのＫｕバンド処理手段である、請
   求項１の汎用置換通信衛星。
3. 【請求項３】衛星を再構成する手段が、Ｋｕバンド処理手段を遠隔調整して
   、Ｋｕアップリンクバンドの１つのバンドの信号のすべてではなくいくつかを６
   つのダウンリンクＫｕバンドのいずれか１つに向け、Ｋｕアップリンクバンドの
   前記１つのバンドの他の信号を６つのダウンリンクＫｕバンドの前記１つと同じ
   バンドまたは異なるバンドに向ける手段を含む、請求項2の汎用置換通信衛星。
4. 【請求項４】Ｋｕバンド処理手段を遠隔調整して信号を向ける手段が、Ｋｕ
   バンド処理手段を遠隔調整して、信号の下方変換後周波数を変更する手段を含む
   、請求項３の汎用置換通信衛星。
5. 【請求項５】Ｃバンド処理手段が、（ａ）それぞれ複数のアップリンクＣバ
   ンドチャンネルを有する、５．９２５〜６．４２５ＧＨｚ、６．４２５〜６．７
   ２５ＧＨｚの２つのアップリンクバンドのチャンネルでＣバンドアップリンク信
   号を受信し、（ｂ）信号を増幅し、（ｃ）その周波数を下方変換し、（ｄ）これ
   らの増幅し周波数を減じたＣバンド信号をＣバンドダウンリンク信号として、そ
   れぞれ複数のダウンリンクＣバンドチャンネルを有する、３．７０〜４．２０Ｇ
   Ｈｚ、３．４０〜３．７０ＧＨｚのダウンリンクＣバンド内のチャンネルに出力
   するためのＣンド処理手段である、先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛
   星。
6. 【請求項６】（ａ）ダウンリンクＣバンド信号からなるダウンリンクビーム
   をそれぞれ出力することができる２つ以上のＣバンドダウンリンクアンテナがあ
   り、各ダウンリンクビームは別々に地上の異なる地点に向けることが可能で、（
   ｂ）Ｃバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＣバンドダウンリンクアンテナ
   に向ける手段がある、先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
7. 【請求項７】衛星がその設計寿命中に少なくとも１日につき３度の急速な動
   きを少なくとも３回行うことができるよう推進力サブシステムが設計されている
   、先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
8. 【請求項８】遠隔測定およびコマンドサブシステムが、少なくとも２つの異
   なる周波数で送信できる遠隔測定サブ−サブシステムと、少なくとも２つの異な
   る周波数で受信できるコマンドサブ−サブシステムとからなる、先行するいずれ
   かの請求項の汎用置換通信衛星。
9. 【請求項９】衛星を再構成する手段が、（ａ）Ｋｕバンド処理手段を遠隔調
   整して、各アップリンクＫｕバンドの信号のすべてより少ないが少なくとも２つ
   からなる束をダウンリンクＫｕバンドのいずれか１つに向ける手段と、（ｂ）Ｋ
   ｕバンドダウンリンクアンテナの少なくとも１つからのダウンリンクビームを遠
   隔調整して、ビームを地上の異なる地点に向ける手段と、（ｃ）１つ以上のＣバ
   ンドダウンリンクアンテナの少なくとも１つからのダウンリンクビームを遠隔調
   整して、ビームを地上の異なる地点に向ける手段と、（ｄ）ダウンリンクアンテ
   ナの少なくとも１つからのダウンリンクビームの受信可能地域を遠隔変更する手
   段と、（ｅ）ダウンリンクアンテナの少なくとも１つの極性を遠隔変更する手段
   とからなる、先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
10. 【請求項１０】衛星を再構成する手段が、Ｋｕバンド処理手段を遠隔調整し
    て、Ｋｕアップリンクバンドの１つのバンドの信号のすべてではなくいくつかを
    少なくとも４つのダウンリンクＫｕバンドのいずれか１つに向け、Ｋｕアップリ
    ンクバンドの前記１つのバンドの他の信号を少なくとも４つのダウンリンクＫｕ
    バンドの前記１つと同じバンドまたは異なるバンドに向ける手段を含む、請求項
    １、２および５〜９のいずれかの汎用置換通信衛星。
11. 【請求項１１】Ｋｕバンド処理手段を遠隔調整して信号を向ける手段が、Ｋ
    ｕバンド処理手段を遠隔調整して、信号の下方変換後周波数を変更する手段を含
    む、請求項１０の汎用置換通信衛星。
12. 【請求項１２】１つ以上のアップリンクＣバンドアンテナと１つ以上のアッ
    プリンクＫｕバンドアンテナとをさらに含み、これらアップリンクアンテナのす
    べてが独立して地上の異なる地点へ操作可能である、先行するいずれかの請求項
    の汎用置換通信衛星。
13. 【請求項１３】アップリンクアンテナがダウンリンクアンテナとしても機能
    する、先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
14. 【請求項１４】設計寿命の最後で、少なくとも２４個のアップリンクＫｕバ
    ンドチャンネルの信号がＫｕバンド処理手段で処理でき、少なくとも２４個のア
    ップリンクＣバンドチャンネルの信号がＣバンド処理手段で処理できるように設
    計されている、先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
15. 【請求項１５】Ｋｕバンドダウンリンクアンテナの少なくとも１つからのダ
    ウンリンクビームの受信可能地域を遠隔変更する手段をさらに含む、先行するい
    ずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
16. 【請求項１６】衛星がその設計寿命中に少なくとも１日につき５度の急速な
    動きを少なくとも３回行うことができるよう推進力サブシステムが設計されてい
    る、先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
17. 【請求項１７】設計寿命の最初に、少なくとも３２個のアップリンクＫｕバ
    ンドチャンネルの信号がＫｕバンド処理手段で処理でき、少なくとも３２個のア
    ップリンクＣバンドチャンネルの信号がＣバンド処理手段で処理できるように設
    計されている、先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
18. 【請求項１８】Ｋｕバンドチャンネルがすべて標準帯域幅を有する、先行す
    るいずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
19. 【請求項１９】標準帯域幅が公称３６ＭＨｚである、請求項１８の汎用置換
    通信衛星。
20. 【請求項２０】（ａ）１７．３ＧＨｚから１８．１ＧＨｚの範囲の周波数で
    ＢＳＳアップリンク信号を受信する、（ｂ）ＢＳＳ信号を増幅する、（ｉｉｉ）
    それらの周波数を下方変換する、（ｃ）それら増幅し周波数を減じたＢＳＳバン
    ド信号をＢＳＳダウンリンク信号としてダウンリンクＫｕバンド信号に提供され
    たバンドのチャンネルに出力する手段からなるＢＳＳバンド処理手段をさらに含
    む、先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛星。
21. 【請求項２１】外部制御システムによって制御でき、再構成可能で、実質的
    割合での現存する静止ＣバンドおよびＫｕバンド通信衛星の通信性能をエミュレ
    ートでき、従ってその代りになることができ、アップリンクＣバンドおよびＫｕ
    バンド信号を受信し、ＣバンドおよびＫｕバンドダウンリンク信号を出力するよ
    うにした、静止軌道で地球を回るよう設計された汎用置換通信衛星であって、 （ａ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＫｕバンドチャネルを有する、１３．
    ７５〜１４．００ＧＨｚ、１４．００〜１４．２５ＧＨｚ、１４．２５〜１４．
    ５０ＧＨｚの３つの２５０ＭＨｚアップリンクバンドのチャネルでＫｕバンドア
    ップリンク信号を受信し、（ｉｉ）信号を増幅し、（ｉｉｉ）その周波数を下方
    変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減じたＫｕバンド信号のいずれかを、それぞれ
    複数のダウンリンクＫｕバンドチャネルを有する、１０．９５〜１１．２０ＧＨ
    ｚ、１１．４５〜１１．７０ＧＨｚ、１１．７０〜１２．２０ＧＨｚ、１２．２
    ５〜１２．７５ＧＨｚの６つのダウンリンクＫｕバンドのいずれかのバンドのチ
    ャネルでＫｕバンドダウンリンク信号として出力するためのＫｕバンド処理手段
    と； （ｂ）Ｋｕバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々
    に向けることができるダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ
    以上のＫｕバンドダウンリンクアンテナと； （ｃ）Ｋｕバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＫｕバンドダウンリンクア
    ンテナのいずれか１つに向ける手段と； （ｄ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＣバンドチャネルを有する、５．９２
    ５〜６．４２５ＧＨｚ、６．４２５〜６．７２５ＧＨｚの２つのアップリンクバ
    ンドのチャネルでＣバンドアップリンク信号を受信し、（ｉｉ）信号を増幅し、
    （ｉｉｉ）その周波数を下方変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減じたＣバンド信
    号を、それぞれ複数のダウンリンクＣバンドチャネルを有する、３．７０〜４．
    ２０ＧＨｚ、３．４０〜３．７０ＧＨｚのダウンリンクＣバンドのチャネルでＣ
    バンドダウンリンク信号として出力するためのＣバンド処理手段と； （ｅ）Ｃバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々に
    向けることが可能なダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ以
    上のＣバンドダウンリンクアンテナと； （ｆ）Ｃバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＣバンドダウンリンクアンテ
    ナのいずれか１つに向ける手段と； （ｇ）衛星の設計寿命中に、それぞれ１日につき少なくとも３度の急速な動きを
    少なくとも３回衛星が取ることを可能にするよう設計された推進力サブシステム
    と； （ｈ）衛星の運転のための電力を供給する電力サブシステムと； （ｉ）少なくとも２つの異なる周波数で送信できる遠隔測定サブ−サブシステム
    と、少なくとも２つの異なる周波数で受信できるコマンドサブ−サブシステムと
    からなる、衛星の自己モニターを可能にし、外部制御システムとの通信のための
    遠隔測定およびコマンドサブシステムと； （ｊ）地球に対して衛星の向きを適切に合わせるのを助ける姿勢および軌道制御
    サブシステム； （ｋ）動作のため適切な温度範囲に衛星を維持するのを助ける温度制御サブシス
    テムと； （ｌ）（ｉ）Ｋｕバンド処理手段を遠隔調整して、各アップリンクＫｕバンドの
    信号のすべてより少ないが少なくとも２つからなる束をダウンリンクＫｕバンド
    のいずれか１つに向ける手段と、（ｉｉ）Ｋｕバンドダウンリンクアンテナの少
    なくとも１つからのダウンリンクビームを遠隔調整して、ビームを地上の異なる
    地点に向ける手段と、（ｉｉｉ）１つ以上のＣバンドダウンリンクアンテナの少
    なくとも１つからのダウンリンクビームを遠隔調整して、ビームを地上の異なる
    地点に向ける手段と、（ｉｖ）ダウンリンクアンテナの少なくとも１つからのダ
    ウンリンクビームの受信可能地域を遠隔変更する手段と、（ｖ）ダウンリンクア
    ンテナの少なくとも１つの極性を遠隔変更する手段とからなる、衛星を再構成す
    るための手段 とからなる、汎用置換通信衛星。
22. 【請求項２２】外部制御システムによって制御でき、再構成可能で、実質的
    な割合の現存する静止ＣバンドおよびＫｕバンド通信衛星の通信性能をエミュレ
    ートでき、従ってその代りになることができ、アップリンクＣバンドおよびＫｕ
    バンド信号を受信し、ＣバンドおよびＫｕバンドダウンリンク信号を出力するよ
    うにした、静止軌道で地球を回るよう設計された汎用置換通信衛星であって、 （ａ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＫｕバンドチャネルを有する、１３．
    ７５〜１４．００ＧＨｚ、１４．００〜１４．２５ＧＨｚ、１４．２５〜１４．
    ５０ＧＨｚの３つの２５０ＭＨｚアップリンクバンドのチャネルでＫｕバンドア
    ップリンク信号を受信し、（ｉｉ）信号を増幅し、（ｉｉｉ）その周波数を下方
    変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減じたＫｕバンド信号のいずれかを、それぞれ
    複数のダウンリンクＫｕバンドチャネルを有する、１０．９５〜１１．２０ＧＨ
    ｚ、１１．４５〜１１．７０ＧＨｚ、１１．７０〜１２．２０ＧＨｚ、１２．２
    ５〜１２．７５ＧＨｚの６つのダウンリンクＫｕバンドのいずれかのバンドのチ
    ャネルでＫｕバンドダウンリンク信号として出力するためのＫｕバンド処理手段
    と； （ｂ）Ｋｕバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々
    に向けることができるダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ
    以上のＫｕバンドダウンリンクアンテナと； （ｃ）Ｋｕバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＫｕバンドダウンリンクア
    ンテナのいずれか１つに向ける手段と； （ｄ）（ｉ）それぞれ複数のアップリンクＣバンドチャネルを有する、約５．９
    ２５〜６．４２５ＧＨｚ、６．４２５〜６．７２５ＧＨｚの２つのアップリンク
    バンドのチャネルでＣバンドアップリンク信号を受信し、（ｉｉ）信号を増幅し
    、（ｉｉｉ）その周波数を下方変換し、（ｉｖ）増幅し周波数を減じたＣバンド
    信号を、それぞれ複数のダウンリンクＣバンドチャネルを有する、３．７０〜４
    ．２０ＧＨｚ、３．４０〜３．７０ＧＨｚのダウンリンクＣバンドのチャネルで
    Ｃバンドダウンリンク信号として出力するためのＣバンド処理手段と； （ｅ）Ｃバンドダウンリンク信号からなり、それぞれ地上の異なる場所へ別々に
    向けることが可能なダウンリンクビームをそれぞれ出力することができる２つ以
    上のＣバンドダウンリンクアンテナと； （ｆ）Ｃバンドダウンリンク信号を前記２つ以上のＣバンドダウンリンクアンテ
    ナのいずれか１つに向ける手段と； （ｇ）衛星の設計寿命中に、急速な動きを少なくとも３回衛星が取ることを可能
    にするよう設計された推進力サブシステムと； （ｈ）衛星の運転のための電力を供給する電力サブシステムと； （ｉ）衛星の自己モニターを可能にし、外部制御システムとの通信のための遠隔
    測定およびコマンドサブシステムと； （ｊ）地球に対して衛星の向きを適切に合わせるのを助ける姿勢および軌道制御
    サブシステム； （ｋ）動作のため適切な温度範囲に衛星を維持するのを助ける温度制御サブシス
    テムと； （ｌ）衛星を再構成するための手段 とからなる、汎用置換通信衛星。
23. 【請求項２３】先行するいずれかの請求項の汎用置換通信衛星を提供し、置
    換衛星を適切な静止スロットに設置し、前記衛星を再構成し置換する衛星の通信
    性能をエミュレートすることからなる、ＣバンドおよびＫｕバンド信号を扱う静
    止通信衛星を置換する方法。
24. 【請求項２４】置換衛星を保管軌道に乗せ、ドリフトと傾斜操作を組み合わ
    せることによって置換衛星を保管軌道から適切な静止スロットに移動させること
    をさらに含む請求項２３の方法。