JP2007088612A - 通信衛星及び地上局及び通信衛星の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の通信衛星の構成と比較してコストの大幅な増加を招くことなく、複数の通信衛星が有するカバレッジを結合して柔軟なサービスができるようにする。
【解決手段】静止衛星間アンテナ１１３（アンテナ）を設けることにより、静止衛星１００ａ，１００ｂ（通信衛星）間の通信をして、カバレッジ２０１，２０２内の地上局と、カバレッジ２０３，２０４内の地上局との通信を中継する。静止衛星１００ａ，１００ｂは、静止軌道３００上で運用するので、地球２００、静止衛星１００ａ，１００ｂの三者の間の相対的な位置関係は変化せず、静止衛星間アンテナ１１３の指向方向を調整するための大がかりな駆動装置や追尾装置を設ける必要はない。
【選択図】 図２
【解決手段】静止衛星間アンテナ１１３（アンテナ）を設けることにより、静止衛星１００ａ，１００ｂ（通信衛星）間の通信をして、カバレッジ２０１，２０２内の地上局と、カバレッジ２０３，２０４内の地上局との通信を中継する。静止衛星１００ａ，１００ｂは、静止軌道３００上で運用するので、地球２００、静止衛星１００ａ，１００ｂの三者の間の相対的な位置関係は変化せず、静止衛星間アンテナ１１３の指向方向を調整するための大がかりな駆動装置や追尾装置を設ける必要はない。
【選択図】 図２
Description
本発明は、通信衛星に関する。特に、通信衛星間の通信に用いるアンテナに関する。
通信・放送などに利用される静止衛星（通信衛星）は、対地アンテナの指向する方向（アンテナビーム）は、それぞれのアンテナに固有である。アンテナビームが当る地球上の地域をカバレッジとすると、静止衛星は、カバレッジ内にある（付帯する）サービスエリアの地上局や、ゲートウェイ局等と通信・放送をする。
これにより、静止衛星を介して、カバレッジ内にあるサービスエリアの地上局や、ゲートウェイ局等の間で相互に通信が可能である。
１つの静止衛星が２つ以上のカバレッジを有している場合（１つの対地アンテナに１つ以上のアンテナビームがある場合、複数の対地アンテナを有する場合等）には、異なるカバレッジ間のサービスエリアの地上局や、ゲートウェイ局等の間でも、相互に通信が可能である（従来例１）。
これにより、静止衛星を介して、カバレッジ内にあるサービスエリアの地上局や、ゲートウェイ局等の間で相互に通信が可能である。
１つの静止衛星が２つ以上のカバレッジを有している場合（１つの対地アンテナに１つ以上のアンテナビームがある場合、複数の対地アンテナを有する場合等）には、異なるカバレッジ間のサービスエリアの地上局や、ゲートウェイ局等の間でも、相互に通信が可能である（従来例１）。
また、静止衛星が低軌道周回衛星の取得データを静止中継衛星から地上局へ中継する機能を有している例もある（従来例２）。
特開２００４−１２０６１６号公報
従来例１は、１つの静止衛星が２つ以上のカバレッジを有している場合には、異なるカバレッジ間での通信が可能であるが、異なる静止衛星が有するカバレッジとの間での通信はできないという課題がある。
従来例２の衛星間通信システムは、静止軌道と低軌道周回衛星との間の相互通信であるので、相対的な位置関係が絶えず変化する。そのため、静止中継衛星に大角度の追尾機能が必要となるので、コストが高くなり、規模が大きくなり、システムが複雑化して、衛星の質量、消費電力が増大するという課題がある。
従来例２の衛星間通信システムは、静止軌道と低軌道周回衛星との間の相互通信であるので、相対的な位置関係が絶えず変化する。そのため、静止中継衛星に大角度の追尾機能が必要となるので、コストが高くなり、規模が大きくなり、システムが複雑化して、衛星の質量、消費電力が増大するという課題がある。
本発明にかかる通信衛星は、
地上局と、地上局と通信する静止衛星との双方と通信する通信衛星において、
通信衛星の本体と、
上記通信衛星の本体に対して固定されたそれぞれ所定の方向を指向する複数のアンテナと、
上記複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナを介して上記地上局と通信する対地通信部と、
上記複数のアンテナのうち少なくとも１つの他のアンテナを介して上記静止衛星と通信する対衛星通信部と、
上記対地通信部と上記対衛星通信部との間で通信を中継する中継部と、
を有することを特徴とする。
地上局と、地上局と通信する静止衛星との双方と通信する通信衛星において、
通信衛星の本体と、
上記通信衛星の本体に対して固定されたそれぞれ所定の方向を指向する複数のアンテナと、
上記複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナを介して上記地上局と通信する対地通信部と、
上記複数のアンテナのうち少なくとも１つの他のアンテナを介して上記静止衛星と通信する対衛星通信部と、
上記対地通信部と上記対衛星通信部との間で通信を中継する中継部と、
を有することを特徴とする。
本発明にかかる通信衛星は、例えば、地上局と通信する対地通信部と、地上局と通信する静止衛星と通信する対衛星通信部とを備えているので、地上局と、地上局と通信する静止衛星との通信を中継することができる。静止衛星が更に、その通信を、静止衛星が通信する地上局に中継することにより、静止衛星が直接通信できない地域にある地上局間の通信・放送が可能になるという効果を奏する。
また、本発明にかかる通信衛星を、静止軌道上で運用することにより、通信衛星が通信する地上局・静止衛星との位置関係が変化しないので、地上局・静止衛星と通信するためのアンテナの指向方向は固定でよい。したがって、アンテナの駆動装置や、追尾機能を備える必要がなく、部品数、重量が少なくてすむので、製造コスト・打ち上げコストが削減できるという効果を奏する。
また、本発明にかかる通信衛星を、静止軌道上で運用することにより、通信衛星が通信する地上局・静止衛星との位置関係が変化しないので、地上局・静止衛星と通信するためのアンテナの指向方向は固定でよい。したがって、アンテナの駆動装置や、追尾機能を備える必要がなく、部品数、重量が少なくてすむので、製造コスト・打ち上げコストが削減できるという効果を奏する。
実施の形態１．
実施の形態１を、図１〜図８を用いて説明する。
実施の形態１を、図１〜図８を用いて説明する。
図１は、この実施の形態における通信衛星１００のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
通信衛星１００は、対地アンテナ１１１，１１２、静止衛星間アンテナ１１３、入力スイッチマトリクス１２０、受信機群１３０、中継器群１４０、出力スイッチマトリクス１５０、ダイプレクサ１６３、アンテナ調整機構１７３（方向調整部の一例）を有する。
通信衛星１００は、対地アンテナ１１１，１１２、静止衛星間アンテナ１１３、入力スイッチマトリクス１２０、受信機群１３０、中継器群１４０、出力スイッチマトリクス１５０、ダイプレクサ１６３、アンテナ調整機構１７３（方向調整部の一例）を有する。
対地アンテナ１１１，１１２及び静止衛星間アンテナ１１３は、アンテナの一例であり、所定の方向を指向する強い指向性を有する。
対地アンテナ１１１，１１２及び静止衛星間アンテナ１１３は、衛星が静止軌道上の所定の位置で運用された場合に、指向方向が所望の方向となるよう、衛星本体に固定されている。
対地アンテナ１１１，１１２及び静止衛星間アンテナ１１３は、衛星が静止軌道上の所定の位置で運用された場合に、指向方向が所望の方向となるよう、衛星本体に固定されている。
ダイプレクサ１６３は、入力した信号を周波数帯域により分離する。ここでは、静止衛星間アンテナ１１３からの信号を、送信周波数の信号と、受信周波数の信号とに分離することにより、送信信号と受信信号を分離する役割を果たす。
入力スイッチマトリクス１２０は、多数のスイッチの集合である。入力スイッチマトリクス１２０は、対地アンテナ１１１，１１２及びダイプレクサ１６３から入力した信号を、受信機群１３０のなかの任意の受信機に振り分けて、入力する。これにより、例えば、受信機群１３０のなかのいくつかの受信機が故障した場合でも、他の受信機に信号を振り分けることにより、通信衛星１００全体としての機能を維持する。
受信機群１３０は、多数の受信機の集合である。受信機は、入力スイッチマトリクス１２０から入力した信号の周波数や符号化方式を変換して、出力する。
中継器群１４０は、多数の中継器の集合である。中継器は、受信機から入力した信号を増幅して、出力する。
出力スイッチマトリクス１５０は、多数のスイッチの集合である。出力スイッチマトリクス１５０は、中継器から入力した信号を、対地アンテナ１１１，１１２またはダイプレクサ１６３に振り分けて、入力する。
これにより、受信機群１３０を構成する受信機は、入力スイッチマトリクス１２０により、対地アンテナ１１１，１１２からの信号を入力する場合は、対地通信部として機能し、ダイプレクサ１６３からの信号を入力する場合は、対衛星通信部として機能する。
また、中継器群１４０を構成する中継器は、出力スイッチマトリクス１５０により、対地アンテナ１１１，１１２に信号を出力する場合は、対地通信部として機能し、ダイプレクサ１６３に信号を出力する場合は、対衛星通信部として機能する。
また、入力スイッチマトリクス１２０及び出力スイッチマトリクス１５０が、受信機及び中継器を選択して、全体として、対地アンテナ１１１，１１２及び静止衛星間アンテナ１１３の間を接続することにより、中継部として機能する。
また、中継器群１４０を構成する中継器は、出力スイッチマトリクス１５０により、対地アンテナ１１１，１１２に信号を出力する場合は、対地通信部として機能し、ダイプレクサ１６３に信号を出力する場合は、対衛星通信部として機能する。
また、入力スイッチマトリクス１２０及び出力スイッチマトリクス１５０が、受信機及び中継器を選択して、全体として、対地アンテナ１１１，１１２及び静止衛星間アンテナ１１３の間を接続することにより、中継部として機能する。
アンテナ調整機構１７３は、静止衛星間アンテナ１１３の方向を微調整する。例えば、モータ駆動回路により、静止衛星間アンテナ１１３の方向を調整する。また、アンテナ調整機構１７３は、１軸のみを調整するものであってもよいし、２軸を調整するものであってもよい。
なお、ダイプレクサ１６３と入力スイッチマトリクス１２０との間に、入力用専用ポートを設けてもよい。また、ダイプレクサ１６３と出力スイッチマトリクス１５０との間に、出力用専用ポートを設けてもよい。
図２は、この実施の形態における通信衛星１００を、静止軌道上に２つ打ち上げて、静止衛星１００ａ，１００ｂとして運用する場合の動作の一例を示す図である。
静止衛星１００ａの対地アンテナ１１１は、衛星本体に対して、地上の所定の範囲（カバレッジ２０１）を指向する方向に固定されており、例えば、カバレッジ２０１内にあるアップリンク局２１１（地上局の一例）が送信した電波を受信し、ダウンリンク局２２１（地上局の一例）に向けて電波を送信する。
同様に、静止衛星１００ａの対地アンテナ１１２は、カバレッジ２０２を指向する方向に固定されている。
また、静止衛星１００ａの静止衛星間アンテナ１１３は、静止衛星１００ｂを指向する方向に固定されている。
同様に、静止衛星１００ａの対地アンテナ１１２は、カバレッジ２０２を指向する方向に固定されている。
また、静止衛星１００ａの静止衛星間アンテナ１１３は、静止衛星１００ｂを指向する方向に固定されている。
静止衛星１００ｂは、対地アンテナ１１１がカバレッジ２０３を指向する方向に固定されており、対地アンテナ１１２がカバレッジ２０４を指向する方向に固定されている。また、静止衛星間アンテナ１１３は、静止衛星１００ａを指向する方向に固定されている。
これにより、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｂとは、静止衛星間アンテナ１１３を介して通信することができる。
ここで、対地アンテナ１１１，１１２は、静止衛星１００ａ，１００ｂの本体に固定されているので、対地アンテナ１１１，１１２の指向方向は、静止衛星１００ａ，１００ｂの向きによって変わる。
静止衛星１００ａ，１００ｂは、図示していない姿勢制御装置を搭載しており、姿勢制御装置は、静止衛星１００ａ，１００ｂの向きを一定に保つ。これにより、対地アンテナ１１１，１１２は、それぞれのカバレッジ２０１〜２０４を指向する方向を向くことになる。
静止衛星１００ａ，１００ｂは、図示していない姿勢制御装置を搭載しており、姿勢制御装置は、静止衛星１００ａ，１００ｂの向きを一定に保つ。これにより、対地アンテナ１１１，１１２は、それぞれのカバレッジ２０１〜２０４を指向する方向を向くことになる。
また、静止衛星間アンテナ１１３は、静止衛星１００ａ，１００ｂの本体に基本的に固定されている。静止衛星同士は同じ静止軌道上に位置しており、互いの位置関係は変わらないので、地球に対して一定の向きを保っていれば、常に同じ方向にある。
したがって、姿勢制御装置によって静止衛星１００ａ，１００ｂの向きを一定に保てば、静止衛星１００ａ，１００ｂの本体に対して、静止衛星間アンテナ１１３の向きが固定していても、静止衛星間アンテナ１１３の指向方向に相手を捕捉することができ、互いに通信が可能である。
したがって、姿勢制御装置によって静止衛星１００ａ，１００ｂの向きを一定に保てば、静止衛星１００ａ，１００ｂの本体に対して、静止衛星間アンテナ１１３の向きが固定していても、静止衛星間アンテナ１１３の指向方向に相手を捕捉することができ、互いに通信が可能である。
例えば、カバレッジ２０２にあるアップリンク局２１２が信号を送信する。
静止衛星１００ａでは、対地アンテナ１１２がこれを受信し、受信機１３２（対地通信部の一例）、中継器１４２（対衛星通信部の一例）、ダイプレクサ１６３を経由して、静止衛星間アンテナ１１３が送信する。
静止衛星１００ｂでは、静止衛星間アンテナ１１３がこれを受信し、ダイプレクサ１６３、受信機１３４（対衛星通信部の一例）、中継器１４４（対地通信部の一例）を経由して、対地アンテナ１１２が送信する。
カバレッジ２０４にあるダウンリンク局２２４が、この信号を受信する。
これにより、アップリンク局２１２からダウンリンク局２２４への通信ができる。
静止衛星１００ａでは、対地アンテナ１１２がこれを受信し、受信機１３２（対地通信部の一例）、中継器１４２（対衛星通信部の一例）、ダイプレクサ１６３を経由して、静止衛星間アンテナ１１３が送信する。
静止衛星１００ｂでは、静止衛星間アンテナ１１３がこれを受信し、ダイプレクサ１６３、受信機１３４（対衛星通信部の一例）、中継器１４４（対地通信部の一例）を経由して、対地アンテナ１１２が送信する。
カバレッジ２０４にあるダウンリンク局２２４が、この信号を受信する。
これにより、アップリンク局２１２からダウンリンク局２２４への通信ができる。
同様に、カバレッジ２０３にあるアップリンク局２１３が送信した信号は、静止衛星１００ｂ、静止衛星１００ａを経て、カバレッジ２０２にあるダウンリンク局２２２に到達する。
図３は、この実施の形態における静止衛星１００ａ，１００ｂと、地球２００との位置関係の一例を示す図である。
静止衛星１００ａ，１００ｂは、公転周期が地球２００の自転周期と一致する静止軌道３００上に配置して運用する。したがって、地球２００上から見ると、空中の一点に静止しているように見える。
また、静止衛星１００ａ，１００ｂは、同じ円軌道を同じ周期で同じ方向に回っているので、地球２００、静止衛星１００ａ，１００ｂの位置関係は、常に一定で変わらない。
静止衛星１００ａ，１００ｂは、公転周期が地球２００の自転周期と一致する静止軌道３００上に配置して運用する。したがって、地球２００上から見ると、空中の一点に静止しているように見える。
また、静止衛星１００ａ，１００ｂは、同じ円軌道を同じ周期で同じ方向に回っているので、地球２００、静止衛星１００ａ，１００ｂの位置関係は、常に一定で変わらない。
図３において、静止衛星１００ａは、対地アンテナ１１１がカバレッジ２０１内の地上局と通信し、対地アンテナ１１２がカバレッジ２０２内の地上局と通信する。静止衛星の対地アンテナは、通常、あらかじめ通信すべき地域を定め、それに最適に適合するよう設計されるので、対地アンテナ１１１，１１２を他の地域に向けて、他のカバレッジと通信することは困難である。
また、カバレッジ２０３，２０４からは、静止衛星１００ａが見えないか、または、見えても地平線に近い方向であるため、たとえ、静止衛星１００ａの対地アンテナ１１１，１１２をカバレッジ２０３，２０４に向けたとしても、静止衛星１００ａと直接通信することは、困難である。
また、カバレッジ２０３，２０４からは、静止衛星１００ａが見えないか、または、見えても地平線に近い方向であるため、たとえ、静止衛星１００ａの対地アンテナ１１１，１１２をカバレッジ２０３，２０４に向けたとしても、静止衛星１００ａと直接通信することは、困難である。
この実施の形態によれば、２つの静止衛星を経由することで、カバレッジ２０１，２０２とカバレッジ２０３，２０４との間で通信することができる。
図４は、この実施の形態における静止衛星１００ａ，１００ｂのカバレッジ２０１〜２０４の一例を示す図である。
図４において、静止衛星１００ａは、ヨーロッパを中心とする地域を主なサービス地域とする衛星であり、カバレッジ２０１，２０２内の地上局と通信する。また、静止衛星１００ｂは、東アジア、東南アジアを中心とする地域を主なサービス地域とする衛星であり、カバレッジ２０３，２０４内の地上局と通信する。
静止衛星は、通常、主なサービス地域に最も近い静止軌道上に打ち上げられるので、例えば、静止衛星１００ａはアフリカ上空、静止衛星１００ｂはインドネシア上空に位置する。
従来、需要の変動等により、例えば、カバレッジ２０１とカバレッジ２０４との間で、静止衛星経由の通信をする必要が生じた場合、両者が見える位置（例えば、インド洋上空）に、新たな静止衛星を打ち上げる必要がある。
この実施の形態によれば、新たな衛星を打ち上げる必要はないので、費用を大幅に抑えることができる。
図５は、この実施の形態によって供給される通信サービスの一例を示す図である。
カバレッジ２０１内には、サービスエリア２３１ａ〜２３１ｃ、ゲートウェイ局２４１（基地局、地上局の一例）がある。
同様に、カバレッジ２０２内には、サービスエリア２３２ａ，２３２ｂ、ゲートウェイ局２４２がある。カバレッジ２０３内には、サービスエリア２３３ａ〜２３３ｄがある。カバレッジ２０４内には、サービスエリア２３４ａ，２３４ｂ、ゲートウェイ局２４４ａ，２４４ｂがある。
ゲートウェイ局２４１〜２４４ｂは、例えば、地上通信網に接続しており、地上通信網との通信を、静止衛星１００ａ，１００ｂに接続する。
サービスエリア２３１ａ〜２３４ｂには、例えば、衛星携帯電話や衛星放送受信装置があり、静止衛星１００ａ，１００ｂと通信し、また、静止衛星１００ａ，１００ｂからの放送を受信する。
なお、ゲートウェイ局、サービスエリア内の衛星携帯電話等は、カバレッジ２０１〜２０４内で静止衛星１００ａ，１００ｂと通信を行う通信装置の一例である。カバレッジ２０１〜２０４は、それぞれが提供するサービスの内容に応じて、カバレッジ２０３のようにゲートウェイ局を含まなくてもよいし、カバレッジ２０４のようにゲートウェイ局を複数含んでもよい。
カバレッジ２０１内には、サービスエリア２３１ａ〜２３１ｃ、ゲートウェイ局２４１（基地局、地上局の一例）がある。
同様に、カバレッジ２０２内には、サービスエリア２３２ａ，２３２ｂ、ゲートウェイ局２４２がある。カバレッジ２０３内には、サービスエリア２３３ａ〜２３３ｄがある。カバレッジ２０４内には、サービスエリア２３４ａ，２３４ｂ、ゲートウェイ局２４４ａ，２４４ｂがある。
ゲートウェイ局２４１〜２４４ｂは、例えば、地上通信網に接続しており、地上通信網との通信を、静止衛星１００ａ，１００ｂに接続する。
サービスエリア２３１ａ〜２３４ｂには、例えば、衛星携帯電話や衛星放送受信装置があり、静止衛星１００ａ，１００ｂと通信し、また、静止衛星１００ａ，１００ｂからの放送を受信する。
なお、ゲートウェイ局、サービスエリア内の衛星携帯電話等は、カバレッジ２０１〜２０４内で静止衛星１００ａ，１００ｂと通信を行う通信装置の一例である。カバレッジ２０１〜２０４は、それぞれが提供するサービスの内容に応じて、カバレッジ２０３のようにゲートウェイ局を含まなくてもよいし、カバレッジ２０４のようにゲートウェイ局を複数含んでもよい。
この実施の形態により、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｂとの間で通信を交換することにより、カバレッジ２０１〜２０４にある任意の地上局同士での通信や、他の地域向けの衛星放送の受信等が可能になる。
図６は、この実施の形態によって可能となるカバレッジ間の通信の一例を示す概念図である。
従来より、例えば、カバレッジ２０１内の地上局は、同じカバレッジ２０１内の地上局、あるいは、同じ静止衛星１００ａのカバレッジであるカバレッジ２０２内の地上局との通信が可能である。また、カバレッジ２０３内の地上局は、同じカバレッジ２０３内の地上局、あるいは、同じ静止衛星１００ｂのカバレッジであるカバレッジ２０４内の地上局との通信が可能である。
この実施の形態によれば、例えば、静止衛星１００ａのカバレッジであるカバレッジ２０１内の地上局と、静止衛星１００ｂのカバレッジであるカバレッジ２０３との間での通信も、静止衛星間通信の中継ラインを通して、接続可能となる。
すなわち、カバレッジ２０１〜２０４が、あたかも１つの静止衛星のカバレッジであるかのように、自由に接続可能となる。
従来より、例えば、カバレッジ２０１内の地上局は、同じカバレッジ２０１内の地上局、あるいは、同じ静止衛星１００ａのカバレッジであるカバレッジ２０２内の地上局との通信が可能である。また、カバレッジ２０３内の地上局は、同じカバレッジ２０３内の地上局、あるいは、同じ静止衛星１００ｂのカバレッジであるカバレッジ２０４内の地上局との通信が可能である。
この実施の形態によれば、例えば、静止衛星１００ａのカバレッジであるカバレッジ２０１内の地上局と、静止衛星１００ｂのカバレッジであるカバレッジ２０３との間での通信も、静止衛星間通信の中継ラインを通して、接続可能となる。
すなわち、カバレッジ２０１〜２０４が、あたかも１つの静止衛星のカバレッジであるかのように、自由に接続可能となる。
図７は、この実施の形態において、静止衛星１００ａから見た静止衛星１００ｂの方向の時系列変化の一例を示す図である。
上述した通り、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｂとの位置関係は、一定で変わらないので、本来、静止衛星１００ａから見た静止衛星１００ｂの方向は、変わらないはずである。
しかし、実際には、姿勢制御誤差等の要因により、静止衛星１００ｂの方向が変わる場合がある。この変化は、大きくても０．１度以内の微小な変化であると考えられる。
上述した通り、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｂとの位置関係は、一定で変わらないので、本来、静止衛星１００ａから見た静止衛星１００ｂの方向は、変わらないはずである。
しかし、実際には、姿勢制御誤差等の要因により、静止衛星１００ｂの方向が変わる場合がある。この変化は、大きくても０．１度以内の微小な変化であると考えられる。
そこで、この実施の形態では、静止衛星間アンテナ１１３に、アンテナ調整機構１７３（方向調整部の一例）を備える。
アンテナ調整機構１７３は、静止衛星間アンテナ１１３の方向を調整するが、その範囲は、最大０．１度以内の微小なものである。
アンテナ調整機構１７３は、静止衛星間アンテナ１１３の方向を調整するが、その範囲は、最大０．１度以内の微小なものである。
図８は、静止衛星から見た低軌道周回衛星の方向の時系列変化の一例を示す図である。
このように、静止衛星間で通信する場合には、低軌道周回衛星と通信する場合と比べて、通信相手の方向の変化は、極めて微小である。
したがって、低軌道周回衛星と通信する場合のような大掛かりなアンテナ駆動装置は必要ない。
したがって、低軌道周回衛星と通信する場合のような大掛かりなアンテナ駆動装置は必要ない。
このように、アンテナ調整機構１７３を設けたとしても、通信衛星１００の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。
また、アンテナ調整機構１７３は、静止軌道面内で静止衛星間アンテナ１１３の方向を調整することとすれば、静止衛星間アンテナ１１３を任意の方向に調整できる必要はなく、１軸を制御すればよい。したがって、２軸を制御する場合に比べて、簡易な装置でよいという効果を奏する。
また、アンテナ調整機構１７３を設けず、静止衛星間アンテナ１１３を完全に衛星の本体に固定してしまってもよい。その場合、衛星の姿勢制御装置によって、静止衛星間アンテナ１１３の方向を調整することになる。そうすれば、通信衛星１００の製造コストを更に低く抑えることができるという効果を奏する。
例えば、この実施の形態の通信衛星は、以下のような工程で製造することができる。
すなわち、対地アンテナ１１１，１１２、静止衛星間アンテナ１１３（複数のアンテナ）を通信衛星の本体に固定する（アンテナ固定工程）。
次に、対地アンテナ１１１，１１２を対地通信部と接続する（対地通信部接続工程）。
また、静止衛星間アンテナ１１３を対衛星通信部と接続する（対衛星通信部接続工程）。
そして、対地通信部と対衛星通信部との間で通信を中継する中継部を接続する（中継部接続工程）。
すなわち、対地アンテナ１１１，１１２、静止衛星間アンテナ１１３（複数のアンテナ）を通信衛星の本体に固定する（アンテナ固定工程）。
次に、対地アンテナ１１１，１１２を対地通信部と接続する（対地通信部接続工程）。
また、静止衛星間アンテナ１１３を対衛星通信部と接続する（対衛星通信部接続工程）。
そして、対地通信部と対衛星通信部との間で通信を中継する中継部を接続する（中継部接続工程）。
アンテナ固定工程において、対地アンテナ１１１，１１２、静止衛星間アンテナ１１３は、指向方向が、通信衛星の静止位置により、あらかじめ設計されたカバレッジまたは静止衛星と通信できるように定めた所定の方向となるよう、通信衛星の本体に対して固定する。
アンテナ固定工程において、対地アンテナ１１１，１１２、静止衛星間アンテナ１１３は、通信衛星の本体に対して完全に固定してしまってもよい。
その場合は、通信衛星の姿勢制御機能によって、アンテナの指向方向の微調整を行う。
その場合は、通信衛星の姿勢制御機能によって、アンテナの指向方向の微調整を行う。
また、０．２度程度の微小角度のみ調整できるよう、アンテナ調整機構１７３を取り付けてもよい。
その場合は、アンテナ調整機構１７３によって、アンテナの指向方向を微調整する。
その場合は、アンテナ調整機構１７３によって、アンテナの指向方向を微調整する。
このように、アンテナ調整機構１７３を設けず、通信衛星の姿勢制御機能によって、アンテナの指向方向を微調整する場合には、既存の通信衛星の設備と比べて追加しなければならない部品数が少なく、製造工程も少なくなるので、通信衛星の製造コストが抑えられるという効果を奏する。
また、通信衛星の大きさ、質量も大きくならないので、打ち上げコストも抑えられるという効果を奏する。
また、通信衛星の大きさ、質量も大きくならないので、打ち上げコストも抑えられるという効果を奏する。
アンテナ調整機構１７３を設ける場合には、アンテナ調整機構１７３を設けない場合と比較して、製造コスト、打ち上げコストは増加するが、大角度の調整機構を設ける場合と比較すると、その増加は非常に小さくて済む。よって、製造コスト・打ち上げコストの点で、有利な効果を奏する。
この実施の形態によれば、複数の静止衛星における衛星間通信をすることにより、通信チャンネル及びカバレッジを共有できる。
すなわち、通信衛星、特に静止通信衛星において、通信衛星の静止位置とサービスカバレッジが各通信衛星に固定に割り付けられることによる通信可能範囲の制限を緩和し、より柔軟なカバレッジを提供することができるという効果を奏する。
すなわち、通信衛星、特に静止通信衛星において、通信衛星の静止位置とサービスカバレッジが各通信衛星に固定に割り付けられることによる通信可能範囲の制限を緩和し、より柔軟なカバレッジを提供することができるという効果を奏する。
２機の静止衛星間の相対方向は、変化しない。したがって、２機以上の静止衛星間通信機能を追加することは、比較的容易に構築可能である。
すなわち、最小限の機能追加により、２機以上の静止衛星の通信中継器及びアンテナカバレッジを共有化し、より柔軟なサービスを提供することができるという効果を奏する。
すなわち、最小限の機能追加により、２機以上の静止衛星の通信中継器及びアンテナカバレッジを共有化し、より柔軟なサービスを提供することができるという効果を奏する。
衛星通信・放送事業者は、通常、複数の衛星を保有している。このため、複数衛星をしようしたサービスエリアの拡大、変更を衛星にて実現するこの実施の形態は、新しい通信・放送ビジネスを創出する可能性がある。
図９は、この実施の形態における通信衛星１００のブロック構成の別の例を示すブロック構成図である。
図９において、通信衛星１００は、図１の通信衛星１００における入力スイッチマトリクス１２０に代えて、対地アンテナ１１１用の入力スイッチマトリクス１２０ａと、対地アンテナ１１２用の入力スイッチマトリクス１２０ｂとを有している。
また、受信機群１３０、中継器群１４０、出力スイッチマトリクス１５０も、それぞれの入力スイッチマトリクス１２０ａ，１２０ｂ用に、受信機群１３０ａ，１３０ｂ、中継器群１４０ａ，１４０ｂ、出力スイッチマトリクス１５０ａ，１５０ｂに分かれている。ただし、対地アンテナ１１１のカバレッジ２０１と、対地アンテナ１１２のカバレッジ２０２とを任意接続するため、出力スイッチマトリクス１５０ａ，１５０ｂの出力は、それぞれ対地アンテナ１１１及び１１２に接続されている。
図９において、通信衛星１００は、図１の通信衛星１００における入力スイッチマトリクス１２０に代えて、対地アンテナ１１１用の入力スイッチマトリクス１２０ａと、対地アンテナ１１２用の入力スイッチマトリクス１２０ｂとを有している。
また、受信機群１３０、中継器群１４０、出力スイッチマトリクス１５０も、それぞれの入力スイッチマトリクス１２０ａ，１２０ｂ用に、受信機群１３０ａ，１３０ｂ、中継器群１４０ａ，１４０ｂ、出力スイッチマトリクス１５０ａ，１５０ｂに分かれている。ただし、対地アンテナ１１１のカバレッジ２０１と、対地アンテナ１１２のカバレッジ２０２とを任意接続するため、出力スイッチマトリクス１５０ａ，１５０ｂの出力は、それぞれ対地アンテナ１１１及び１１２に接続されている。
これにより、入力スイッチマトリクス１２０ａ，１２０ｂ及び出力スイッチマトリクス１５０ａ，１５０ｂのスイッチ数を少なくすることができる。中継器等の利用率は下がるが、製造コスト、打ち上げコスト等の面で有利な効果を奏する。
更に、ダイプレクサ１６３と、入力スイッチマトリクス１２０ａ，１２０ｂとの間に、入力用専用ポート１８１を、出力スイッチマトリクス１５０ａ，１５０ｂとの間に、出力用専用ポート１８２を有している。
これにより、従来の通信衛星と比較して追加された部品である、静止衛星間アンテナ１１３、ダイプレクサ１６３、アンテナ調整機構１７３をパッケージ化することができるので、既存の静止衛星の構成に接続することが可能である。
このように、静止衛星間通信を導入することにより、２機以上の静止通信放送衛星を接続し、それぞれの静止衛星に固定に割り付けられていた通信放送のサービスカバレッジやチャンネルを接続された２機以上の全ての衛星で共有することが可能となる。
これにより、従来は１つの衛星のカバレッジ内でしか通信情報あるいは放送データのやりとりができなかったところ、複数の衛星を結合したネットワークの中で自由にやり取りが可能となる。
これにより、従来は１つの衛星のカバレッジ内でしか通信情報あるいは放送データのやりとりができなかったところ、複数の衛星を結合したネットワークの中で自由にやり取りが可能となる。
これにより、サービスエリアの拡大、接続の自由度の拡大、ビジネス環境の変化に対応するチャンネルとサービス対象の変更等が任意に実施でき、かつ随時変更可能となる。
例えば、打ち上げ後に需要が変化した場合や、衛星が故障した場合等により、異なる静止衛星が有するカバレッジ間で通信・放送したい場合であっても、新たな衛星を打ち上げる必要はなく、事業環境の変化に対応する時間やコストを削減できるという効果を奏する。
すなわち、複数の静止衛星のカバレッジが地理的に離れていても、カバレッジ間の通信や放送が可能である。また、打ち上げ後の需要変化に応じた柔軟なサービスができる。
例えば、打ち上げ後に需要が変化した場合や、衛星が故障した場合等により、異なる静止衛星が有するカバレッジ間で通信・放送したい場合であっても、新たな衛星を打ち上げる必要はなく、事業環境の変化に対応する時間やコストを削減できるという効果を奏する。
すなわち、複数の静止衛星のカバレッジが地理的に離れていても、カバレッジ間の通信や放送が可能である。また、打ち上げ後の需要変化に応じた柔軟なサービスができる。
この実施の形態によれば、広範囲の通信カバレッジが実現可能となる。
一般の通信衛星事業者は、複数の静止位置において複数の衛星を運用している。これら衛星に搭載されている通信用中継器とアンテナを双方向で結合させることが可能となるので、これにより、それぞれの通信衛星が独立にサービスしていた地域を結合できる。すなわち、複数の静止衛星を使用しても従来は実現できなかった広範囲のサービスカバレッジが、静止衛星間のアンテナ・チャンネルの追加という最小限の構成により、実現可能となる。
一般の通信衛星事業者は、複数の静止位置において複数の衛星を運用している。これら衛星に搭載されている通信用中継器とアンテナを双方向で結合させることが可能となるので、これにより、それぞれの通信衛星が独立にサービスしていた地域を結合できる。すなわち、複数の静止衛星を使用しても従来は実現できなかった広範囲のサービスカバレッジが、静止衛星間のアンテナ・チャンネルの追加という最小限の構成により、実現可能となる。
また、事業環境の変化に対して、打ち上げ後でも柔軟に対応できる。
事業環境の変化により、ある静止衛星のカバーするカバレッジにおける通信需要が拡大あるいは縮小される場合がある。その結果として不足あるいは過剰となった衛星側中継器をその中継器が搭載されている通信衛星だけでなく、チャンネルをより必要とする静止衛星へ、相互の衛星間通信チャンネルを利用して融通し合う運用が可能となる。したがって、事業環境の変化に対して柔軟に低コストで対応することができ、追加の静止衛星を計画する必要はない。
事業環境の変化により、ある静止衛星のカバーするカバレッジにおける通信需要が拡大あるいは縮小される場合がある。その結果として不足あるいは過剰となった衛星側中継器をその中継器が搭載されている通信衛星だけでなく、チャンネルをより必要とする静止衛星へ、相互の衛星間通信チャンネルを利用して融通し合う運用が可能となる。したがって、事業環境の変化に対して柔軟に低コストで対応することができ、追加の静止衛星を計画する必要はない。
さらに、衛星の故障に対して、迅速かつ低コストの対応が可能となる。
ある静止衛星の数台の中継器が故障して、冗長系の中継器に余剰がなくなった場合であっても、そのサービスを中止する必要がないので、事業機会を損失することがない。すなわち、別の静止衛星の余剰中継器を使用することが可能なので、衛星の故障に対する事業機会損失を最小限にすることが可能である。
ある静止衛星の数台の中継器が故障して、冗長系の中継器に余剰がなくなった場合であっても、そのサービスを中止する必要がないので、事業機会を損失することがない。すなわち、別の静止衛星の余剰中継器を使用することが可能なので、衛星の故障に対する事業機会損失を最小限にすることが可能である。
上記のような効果を有する構成を、低コストで実現できる点も、この実施の形態の効果である。
特に、静止衛星に適用する場合、静止衛星間通信であるため、１つの静止衛星と他の静止衛星との相対方向は固定である。したがって、静止衛星と低軌道周回衛星との間で必要となる大規模・高コストの追尾型衛星間通信機器は不要である。
この実施の形態は、従来の静止衛星の構成に、衛星間の送受兼用アンテナ、及び、既存のスイッチマトリクスに衛星間チャンネルの入出力を追加することで実現可能であるから、従来の静止衛星に追加するコスト及び重量を、最小限に抑制することが可能である。
静止衛星間の通信は、相対する静止衛星間アンテナが固定であっても、その要求指向誤差は図７に示すように従来装備されている衛星の姿勢制御系で補償できる範囲であり、高価な追尾制御装置を特別に追加する必要がない。
特に、静止衛星に適用する場合、静止衛星間通信であるため、１つの静止衛星と他の静止衛星との相対方向は固定である。したがって、静止衛星と低軌道周回衛星との間で必要となる大規模・高コストの追尾型衛星間通信機器は不要である。
この実施の形態は、従来の静止衛星の構成に、衛星間の送受兼用アンテナ、及び、既存のスイッチマトリクスに衛星間チャンネルの入出力を追加することで実現可能であるから、従来の静止衛星に追加するコスト及び重量を、最小限に抑制することが可能である。
静止衛星間の通信は、相対する静止衛星間アンテナが固定であっても、その要求指向誤差は図７に示すように従来装備されている衛星の姿勢制御系で補償できる範囲であり、高価な追尾制御装置を特別に追加する必要がない。
また、これにより、通信衛星の設備を他の衛星事業者へレンタルすることも可能となる。
すなわち、２機以上の静止衛星からなるシステムの構築により、他の衛星事業者の保有する静止衛星が故障したときのバックアップにもなり得るため、保有する余剰の中継器を他の衛星事業者にレンタルすることで効率的な事業運営も可能とすることができる。
すなわち、２機以上の静止衛星からなるシステムの構築により、他の衛星事業者の保有する静止衛星が故障したときのバックアップにもなり得るため、保有する余剰の中継器を他の衛星事業者にレンタルすることで効率的な事業運営も可能とすることができる。
また、アンテナ調整機構１７３の調整角度を拡大して、±θ（θ＜１０°程度）の範囲で角度調整できるようにすれば、静止位置（経度）±２θの範囲内にある、別の静止衛星に接続を変更することも可能である。
すなわち、この実施の形態の静止衛星が複数ある場合、その中のひとつの静止衛星との接続だけでなく、静止衛星間アンテナを微小角度コマンドにより駆動しその後固定することで、他の静止衛星とも接続が可能であり、軌道上で静止衛星間の接続を静止衛星間通信アンテナのバイアス角度調整（±数度）により柔軟に変更することが可能である。
すなわち、この実施の形態の静止衛星が複数ある場合、その中のひとつの静止衛星との接続だけでなく、静止衛星間アンテナを微小角度コマンドにより駆動しその後固定することで、他の静止衛星とも接続が可能であり、軌道上で静止衛星間の接続を静止衛星間通信アンテナのバイアス角度調整（±数度）により柔軟に変更することが可能である。
実施の形態２．
実施の形態２を、図１０〜図１４を用いて説明する。
実施の形態２を、図１０〜図１４を用いて説明する。
ここでは、３機以上の静止衛星に発展させた場合について説明する。
図１０は、この実施の形態における通信衛星１００のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
通信衛星１００は、対地アンテナ１１１，１１２、静止衛星間アンテナ１１３，１１４、入力スイッチマトリクス１２０、受信機群１３０、中継器群１４０、出力スイッチマトリクス１５０、ダイプレクサ１６３，１６４、アンテナ調整機構１７３，１７４（方向調整部の一例）を有する。
通信衛星１００は、静止衛星間アンテナ１１３，１１４、ダイプレクサ１６３，１６４、アンテナ調整機構１７３，１７４をそれぞれ２つずつ有する点を除き、実施の形態１で図１を用いて説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
通信衛星１００は、対地アンテナ１１１，１１２、静止衛星間アンテナ１１３，１１４、入力スイッチマトリクス１２０、受信機群１３０、中継器群１４０、出力スイッチマトリクス１５０、ダイプレクサ１６３，１６４、アンテナ調整機構１７３，１７４（方向調整部の一例）を有する。
通信衛星１００は、静止衛星間アンテナ１１３，１１４、ダイプレクサ１６３，１６４、アンテナ調整機構１７３，１７４をそれぞれ２つずつ有する点を除き、実施の形態１で図１を用いて説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
図１１は、この実施の形態における通信衛星１００を、静止軌道上に３つ打ち上げて、静止衛星１００ａ，１００ｂ，１００ｃとして運用する場合の位置関係の一例を示す図である。
なお、静止衛星１００ｂ，１００ｃは、実施の形態１で説明した通信衛星１００を用いてもよい。
なお、静止衛星１００ｂ，１００ｃは、実施の形態１で説明した通信衛星１００を用いてもよい。
静止衛星１００ａは、対地アンテナ１１１，１１２を介して、地球２００上のカバレッジ２０１，２０２内にある地上局と通信する。また、静止衛星間アンテナ１１３を介して静止衛星１００ｃと、静止衛星間アンテナ１１４を介して静止衛星１００ｂと、それぞれ通信する。
静止衛星１００ｂは、対地アンテナ１１１，１１２を介して、地球２００上のカバレッジ２０３，２０４内にある地上局と通信する。また、静止衛星間アンテナ１１３を介して静止衛星１００ａと通信する。
静止衛星１００ｃは、対地アンテナ１１１，１１２を介して、地球２００上の図示していないカバレッジ２０５，２０６内にある地上局と通信する。また、静止衛星間アンテナ１１３を介して静止衛星１００ａと通信する。
静止衛星１００ｂは、対地アンテナ１１１，１１２を介して、地球２００上のカバレッジ２０３，２０４内にある地上局と通信する。また、静止衛星間アンテナ１１３を介して静止衛星１００ａと通信する。
静止衛星１００ｃは、対地アンテナ１１１，１１２を介して、地球２００上の図示していないカバレッジ２０５，２０６内にある地上局と通信する。また、静止衛星間アンテナ１１３を介して静止衛星１００ａと通信する。
図４は、この実施の形態における静止衛星１００ａ，１００ｂ，１００ｃのカバレッジ２０１〜２０６の一例を示す図である。
図１２は、この実施の形態における静止衛星１００ａ，１００ｂ，１００ｃの動作の一例を示す図である。
例えば、静止衛星１００ｃのカバレッジ２０６内にあるアップリンク局２１６が信号を送信する。
静止衛星１００ｃでは、対地アンテナ１１２がこれを受信し、受信機１３６、中継器１４６、ダイプレクサ１６３を経由して、静止衛星間アンテナ１１３が送信する。
静止衛星１００ａでは、静止衛星間アンテナ１１３がこれを受信し、ダイプレクサ１６３、受信機１３１、中継器１４１、ダイプレクサ１６４を経由して、静止衛星間アンテナ１１４が送信する。
静止衛星１００ｂでは、静止衛星間アンテナ１１３がこれを受信し、ダイプレクサ１６３、受信機１３３、中継機１４３を経由して、対地アンテナ１１２が送信する、
静止衛星１００ｂのカバレッジ２０４内にあるダウンリンク局２２４がこれを受信する。
静止衛星１００ｃでは、対地アンテナ１１２がこれを受信し、受信機１３６、中継器１４６、ダイプレクサ１６３を経由して、静止衛星間アンテナ１１３が送信する。
静止衛星１００ａでは、静止衛星間アンテナ１１３がこれを受信し、ダイプレクサ１６３、受信機１３１、中継器１４１、ダイプレクサ１６４を経由して、静止衛星間アンテナ１１４が送信する。
静止衛星１００ｂでは、静止衛星間アンテナ１１３がこれを受信し、ダイプレクサ１６３、受信機１３３、中継機１４３を経由して、対地アンテナ１１２が送信する、
静止衛星１００ｂのカバレッジ２０４内にあるダウンリンク局２２４がこれを受信する。
このように、静止衛星１００ａが、静止衛星１００ｂと静止衛星１００ｃとの通信を中継すれば、静止衛星１００ｂと静止衛星１００ｃとが直接通信できない場合（例えば、ちょうど地球２００をはさんで反対側に位置するため、地球２００の影になってしまう場合等）であっても、互いのカバレッジ間での通信を可能にすることができる。
同様に、カバレッジ２０３内のアップリンク局２１３が送信した信号は、静止衛星１００ｂ，１００ａを経由して、カバレッジ２０１内のダウンリンク局２２１に到達する。
また、カバレッジ２０５内のアップリンク局２１５が送信した信号は、静止衛星１００ｃを経由して、カバレッジ２０６内のダウンリンク局２２６に到達する。
このように、中継する静止衛星の数を自在に変えて、任意のカバレッジ間での通信が可能になる。
図１３は、この実施の形態によって可能となるカバレッジ間の通信の一例を示す概念図である。
上述したように、この実施の形態によれば、互いに通信できる静止衛星のカバレッジ間だけでなく、直接通信できない静止衛星のカバレッジ間（図中、破線で表示）でも通信することができるという効果を奏する。
上述したように、この実施の形態によれば、互いに通信できる静止衛星のカバレッジ間だけでなく、直接通信できない静止衛星のカバレッジ間（図中、破線で表示）でも通信することができるという効果を奏する。
このように、静止衛星間通信を複数導入することにより、３機以上の静止通信放送衛星を接続し、それぞれの静止衛星に固定に割り付けられていた通信放送のサービスカバレッジやチャンネルを接続された３機以上の全ての衛星で共有することが可能となる。
これにより、従来は１つの衛星のカバレッジ内でしか通信情報あるいは放送データのやりとりができなかったところ、複数の衛星を結合したネットワークの中で自由にやり取りが可能となる。
これにより、従来は１つの衛星のカバレッジ内でしか通信情報あるいは放送データのやりとりができなかったところ、複数の衛星を結合したネットワークの中で自由にやり取りが可能となる。
このように、この実施の形態は、３機以上の静止衛星に発展させることも可能である。
この場合には、より広範囲のサービスカバレッジを構成できる。
すなわち、静止衛星３機を結ぶため、３機の静止衛星の中の１つに衛星間通信アンテナを２台搭載する。
静止衛星１機によるサービスと比較して飛躍的に接続の自由度を向上させることが可能である。
この場合には、より広範囲のサービスカバレッジを構成できる。
すなわち、静止衛星３機を結ぶため、３機の静止衛星の中の１つに衛星間通信アンテナを２台搭載する。
静止衛星１機によるサービスと比較して飛躍的に接続の自由度を向上させることが可能である。
更に、例えば、静止経度が９０度ずつ離れた４機の静止衛星をそれぞれ隣接する衛星と衛星間通信により接続することで、ほぼ全世界全ての地域間での通信・放送サービスが可能となる。
図１４は、この実施の形態における通信衛星１００のブロック構成の別の例を示すブロック構成図である。
図１４において、通信衛星１００は、実施の形態１で図１を用いて説明した通信衛星１００に加えて、静止衛星間アンテナ１１４，ダイプレクサ１６３，アンテナ調整機構１７４，切換スイッチ１９１，１９２を有している。
図１４において、通信衛星１００は、実施の形態１で図１を用いて説明した通信衛星１００に加えて、静止衛星間アンテナ１１４，ダイプレクサ１６３，アンテナ調整機構１７４，切換スイッチ１９１，１９２を有している。
切換スイッチ１９１は、ダイプレクサ１６３，１６４からの入力のうち、どちらか一方を選択して、入力スイッチマトリクス１２０に対して出力する。
切換スイッチ１９２は、出力スイッチマトリクス１５０からの入力を、ダイプレクサ１６３，１６４のうち、どちらか一方を選択して出力する。
切換スイッチ１９２は、出力スイッチマトリクス１５０からの入力を、ダイプレクサ１６３，１６４のうち、どちらか一方を選択して出力する。
これにより、図１０で説明した構成と比較して、入力スイッチマトリクス１２０、出力スイッチマトリクス１５０のスイッチ数が少なくて済む。接続の自由度は下がるが、製造コスト、打上げコスト等の面で有利な効果を奏する。
以上説明した内容について、補足説明する。
図１５は、本発明を構成するのに必要な従来技術への追加箇所の一例を示す図である。。
複数の静止衛星それぞれに、アンテナ系として静止衛星間アンテナ１１３、微小角度調整系としてアンテナ調整機構１７３（微小角度調整モータ）及びモータ駆動回路１７５、中継機系としてダイプレクサ１６３及び入力用専用ポート１８１及び出力用専用ポート１８２を設け、既存の静止衛星の構成に接続する。
アンテナ調整機構１７３は、１軸または２軸の調整ができればよく、他の静止衛星方向へ向けるためのバイアスの微小調整のみで追尾制御は不要である。
モータ駆動回路１７５は、静止衛星間であるため微小調整角のみでよい。
したがって、アンテナ調整機構１７３及びモータ駆動回路１７５は、簡単な構成で実現でき、部品数、体積、重量が少なくて済む。
このように、既存の静止衛星の構成に対して、追加する部品が少ないので、製造コスト、打上げコスト等をあまり増加させることなく、効率的な運用が可能な衛星とすることができるという効果を奏する。
複数の静止衛星それぞれに、アンテナ系として静止衛星間アンテナ１１３、微小角度調整系としてアンテナ調整機構１７３（微小角度調整モータ）及びモータ駆動回路１７５、中継機系としてダイプレクサ１６３及び入力用専用ポート１８１及び出力用専用ポート１８２を設け、既存の静止衛星の構成に接続する。
アンテナ調整機構１７３は、１軸または２軸の調整ができればよく、他の静止衛星方向へ向けるためのバイアスの微小調整のみで追尾制御は不要である。
モータ駆動回路１７５は、静止衛星間であるため微小調整角のみでよい。
したがって、アンテナ調整機構１７３及びモータ駆動回路１７５は、簡単な構成で実現でき、部品数、体積、重量が少なくて済む。
このように、既存の静止衛星の構成に対して、追加する部品が少ないので、製造コスト、打上げコスト等をあまり増加させることなく、効率的な運用が可能な衛星とすることができるという効果を奏する。
本発明の静止衛星間通信により、例えば図１１に示すように、複数の衛星の通信チャンネルが接続され、カバレッジの共有が可能となる。
このように、本発明を利用して、複数の静止衛星間で通信を中継することにより、アンテナカバレッジ２０１，２０２〜アンテナカバレッジ２０３，２０４間の双方向通信が可能となる。
すなわち、静止衛星間通信を１つまたは複数導入することにより、２機以上の静止通信放送衛星を接続し、それぞれの静止衛星に固定に割り付けられていた通信放送のサービスカバレッジやチャンネルを接続された２機以上の全ての衛星で共有することが可能となる。
例えば、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｂとの間の通信により、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｂの中継機・チャンネルを共有でき、静止衛星１００ａのアンテナカバレッジ２０１，２０２と、静止衛星１００ｂのアンテナカバレッジ２００３，２０４との間での双方向通信ができる。
あるいは、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｃとの間の通信により、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｃの中継機・チャンネルを共有でき、静止衛星１００ａのアンテナカバレッジ２０１，２０２と、静止衛星１００ｃのアンテナカバレッジ２０５，２０６との間での双方向通信ができる。
これにより、従来は１つの衛星のカバレッジ内でしか通信情報あるいは放送データのやりとりができなかったが、複数の衛星を結合したネットワークの中で自由にやり取りが可能となる。
このように、本発明を利用して、複数の静止衛星間で通信を中継することにより、アンテナカバレッジ２０１，２０２〜アンテナカバレッジ２０３，２０４間の双方向通信が可能となる。
すなわち、静止衛星間通信を１つまたは複数導入することにより、２機以上の静止通信放送衛星を接続し、それぞれの静止衛星に固定に割り付けられていた通信放送のサービスカバレッジやチャンネルを接続された２機以上の全ての衛星で共有することが可能となる。
例えば、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｂとの間の通信により、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｂの中継機・チャンネルを共有でき、静止衛星１００ａのアンテナカバレッジ２０１，２０２と、静止衛星１００ｂのアンテナカバレッジ２００３，２０４との間での双方向通信ができる。
あるいは、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｃとの間の通信により、静止衛星１００ａと静止衛星１００ｃの中継機・チャンネルを共有でき、静止衛星１００ａのアンテナカバレッジ２０１，２０２と、静止衛星１００ｃのアンテナカバレッジ２０５，２０６との間での双方向通信ができる。
これにより、従来は１つの衛星のカバレッジ内でしか通信情報あるいは放送データのやりとりができなかったが、複数の衛星を結合したネットワークの中で自由にやり取りが可能となる。
従来の技術では、単独の衛星が有するアンテナビームのカバレッジ内でしか、通信することができない。
カバレッジは、対地アンテナのアンテナビームの方向によって決まるので、後に変更することはできない。
すなわち、衛星１がアンテナビーム１，２を有する場合に、その衛星１が固有に有するアンテナビーム１及びアンテナビーム２に付帯するそれぞれのサービスエリア１Ａ、１Ｂ及びサービスエリア２Ａ、２Ｂあるいはゲートウエイ局２Ｃ、２Ｄ間のみの相互通信サービスあるいは放送サービスに限定される。
カバレッジは、対地アンテナのアンテナビームの方向によって決まるので、後に変更することはできない。
すなわち、衛星１がアンテナビーム１，２を有する場合に、その衛星１が固有に有するアンテナビーム１及びアンテナビーム２に付帯するそれぞれのサービスエリア１Ａ、１Ｂ及びサービスエリア２Ａ、２Ｂあるいはゲートウエイ局２Ｃ、２Ｄ間のみの相互通信サービスあるいは放送サービスに限定される。
本発明によれば、複数の衛星の間を接続することにより、サービスエリアを接続できる。
例えば、図５の静止衛星１００ａが固有に有するアンテナビームのカバレッジ２０１には、サービスエリア２３１ａ〜２３１ｃ、及びゲートウェイ局２４１が付帯する。
また、カバレッジ２０２には、サービスエリア２３２ａ，２３２ｂ及びゲートウエイ局２４２が付帯する。
同様に、静止衛星１００ｂが固有に有するアンテナビームのカバレッジ２０３には、サービスエリア２３３ａ〜２３３ｄが付帯し、カバレッジ２０４には、サービスエリア２３４ａ，２３４ｂ及びゲートウエイ局２４４ａ，２４４ｂが付帯する。
これらのカバレッジ２０１〜２０４を、図６に示すように相互に接続することにより、サービスエリア２３１ａ〜２３４ｂ及びゲートウェイ局２４１〜２４４ｂのすべてを含めた全体の系の間で通信・放送ザービスが可能となる。
これはサービスエリアの拡大・接続の自由度拡大・ビジネス環境の変化に対応するチャンネルとサービス対象の変更が任意に実施可能であり、かつ随時変更可能である。
例えば、図５の静止衛星１００ａが固有に有するアンテナビームのカバレッジ２０１には、サービスエリア２３１ａ〜２３１ｃ、及びゲートウェイ局２４１が付帯する。
また、カバレッジ２０２には、サービスエリア２３２ａ，２３２ｂ及びゲートウエイ局２４２が付帯する。
同様に、静止衛星１００ｂが固有に有するアンテナビームのカバレッジ２０３には、サービスエリア２３３ａ〜２３３ｄが付帯し、カバレッジ２０４には、サービスエリア２３４ａ，２３４ｂ及びゲートウエイ局２４４ａ，２４４ｂが付帯する。
これらのカバレッジ２０１〜２０４を、図６に示すように相互に接続することにより、サービスエリア２３１ａ〜２３４ｂ及びゲートウェイ局２４１〜２４４ｂのすべてを含めた全体の系の間で通信・放送ザービスが可能となる。
これはサービスエリアの拡大・接続の自由度拡大・ビジネス環境の変化に対応するチャンネルとサービス対象の変更が任意に実施可能であり、かつ随時変更可能である。
従来の静止衛星による通信サービスの概念によれば、各衛星に対してサービスカバレッジが固定されている。
すなわち、通信衛星、特に静止通信衛星では、衛星毎に固定の静止位置からサービスする地上カバレッジに対してある固定のアンテナカバレッジを供給し、このアンテナカバレッジに対して中継器の各チャンネルを固定に割り付けあるいは衛星内のスイッチによって切り替えて通信サービスを供給している。
したがって、１機の静止衛星に対するサービスカバレッジは、複数の搭載アンテナのカバレッジにより１種類に固定され、当然静止位置から見えない他のサービスカバレッジに対しては通信放送サービスはできない。
静止衛星１は静止衛星１のアンテナカバレッジ内だけ、静止衛星２は静止衛星２のカバレッジ内だけで通信可能であるため、カバレッジが地理的に離れるとカバレッジ間の通信や放送が不可能で、またサービス開始後のカバレッジ変更も不可能であり、打ち上げ後の需要変化に応じた柔軟なサービスができない。静止位置を変更してもアンテナパターンはそれぞれの静止位置に対して設計されているため、最適なカバレッジは提供できない。
すなわち、打ち上げ後の需要変化や衛星の故障により、カバレッジ１からカバレッジ２へ通信または放送したい場合、あるいはその逆の場合でも、新たな衛星を打ち上げる必要が有り、事業環境の変化に対応する時間・コストが大きい。
すなわち、通信衛星、特に静止通信衛星では、衛星毎に固定の静止位置からサービスする地上カバレッジに対してある固定のアンテナカバレッジを供給し、このアンテナカバレッジに対して中継器の各チャンネルを固定に割り付けあるいは衛星内のスイッチによって切り替えて通信サービスを供給している。
したがって、１機の静止衛星に対するサービスカバレッジは、複数の搭載アンテナのカバレッジにより１種類に固定され、当然静止位置から見えない他のサービスカバレッジに対しては通信放送サービスはできない。
静止衛星１は静止衛星１のアンテナカバレッジ内だけ、静止衛星２は静止衛星２のカバレッジ内だけで通信可能であるため、カバレッジが地理的に離れるとカバレッジ間の通信や放送が不可能で、またサービス開始後のカバレッジ変更も不可能であり、打ち上げ後の需要変化に応じた柔軟なサービスができない。静止位置を変更してもアンテナパターンはそれぞれの静止位置に対して設計されているため、最適なカバレッジは提供できない。
すなわち、打ち上げ後の需要変化や衛星の故障により、カバレッジ１からカバレッジ２へ通信または放送したい場合、あるいはその逆の場合でも、新たな衛星を打ち上げる必要が有り、事業環境の変化に対応する時間・コストが大きい。
従来、静止衛星でも低軌道周回衛星の取得データを静止中継衛星から地上局へ中継する機能を有している例もあるが、この衛星間通信システムは、静止軌道と低軌道間の相互通信であるため、静止中継衛星に大角度の追尾機能が必要であり、高コスト・大規模・質量電力増大の問題がある。
このような低軌道周回衛星と通信する静止中継衛星は、図８に示すような、大角度のアンテナ追尾角度が必要となる。
本発明は、既存の静止衛星に対して、図１５に必要構成品の一例として示した部品（静止衛星間アンテナ、微小角度調整モータ及びモータ駆動回路、ダイプレクサ、入力専用ポート、出力専用ポート）を追加するだけで構成できるので、追加コストの削減に効果がある。
図１６は、複数（２機の例）の静止衛星１００ａ，１００ｂ間の通信による通信チャンネル及びカバレッジの共有の一例を示す図である。
静止衛星１００ａのカバレッジ２０１，２０２と静止衛星１００ｂのカバレッジ２０３，２０４との接続を示している。
例えば、太線で示すように、カバレッジ２０１内のユーザーアップリンク局２１１が送信した信号は、静止衛星１００ａのアンテナ１１１ａが受信し、入力スイッチマトリクス１２０ａを経由して、受信機１３１ａに入力する。受信機１３１ａの出力は、中継機１４１ａが増幅し、出力スイッチマトリクス１５０ａを経由して、ダイプレクサ１６３ａに入力する。ダイプレクサ１６３ａの出力は、衛星間通信アンテナ１１３ａが静止衛星１００ｂに送信する。
静止衛星１００ｂでは、衛星間通信アンテナ１１３ｂがこれを受信し、ダイプレクサ１６３ｂに入力する。ダイプレクサ１６３ｂの出力は、入力スイッチマトリクス１２０ｃを経由して、受信機１３１ｃに入力する。受信機１３１ｃの出力は、中継器１４１ｃが増幅し、出力スイッチマトリクス１５０ｃを経由して、アンテナ１１２ｂが送信し、カバレッジ２０４内のユーザーダウンリンク局２２４が受信する。
同様に、点線で示した経路を辿れば、カバレッジ２０３内のユーザーアップリンク局２１３から、カバレッジ２０１内のユーザーダウンリンク局２１２への通信もできる。
このように、複数の静止衛星のカバレッジ間での通信・放送が可能となる。
従来の構成のままだと、静止衛星１００ａだけに含まれるアンテナカバレッジ２０１ａの中でユーザーアップリンク局２１１から同じカバレッジ内のユーザーダウンリンク局２２１へと中継されるだけである。本発明の太線を実現することにより、静止衛星１００ａに含まれるアンテナカバレッジ２０１の中のユーザーアップリンク局２１１から静止衛星間通信の中継ラインを通して、静止衛星１００ｂのカバーするカバレッジ２０３の中のユーザーダウンリンク局２２３へも接続可能である。
その逆もまた可能である。従来の構成のままだと、静止衛星１００ｂだけに含まれるアンテナカバレッジ２０３の中でユーザーアップリンク局２１３から同じカバレッジ内のユーザーダウンリンク局２２３へと中継されるだけである。本発明の点線が同時に実現されるため、静止衛星１００ｂに含まれるアンテナカバレッジ２０３の中のユーザーアップリンク局２１３から静止衛星間通信の中継ラインを通して、静止衛星１００ａのカバーするカバレッジ２０２の中のユーザーダウンリンク局２２２へも接続可能である。
静止衛星１００ａのカバレッジ２０１，２０２と静止衛星１００ｂのカバレッジ２０３，２０４との接続を示している。
例えば、太線で示すように、カバレッジ２０１内のユーザーアップリンク局２１１が送信した信号は、静止衛星１００ａのアンテナ１１１ａが受信し、入力スイッチマトリクス１２０ａを経由して、受信機１３１ａに入力する。受信機１３１ａの出力は、中継機１４１ａが増幅し、出力スイッチマトリクス１５０ａを経由して、ダイプレクサ１６３ａに入力する。ダイプレクサ１６３ａの出力は、衛星間通信アンテナ１１３ａが静止衛星１００ｂに送信する。
静止衛星１００ｂでは、衛星間通信アンテナ１１３ｂがこれを受信し、ダイプレクサ１６３ｂに入力する。ダイプレクサ１６３ｂの出力は、入力スイッチマトリクス１２０ｃを経由して、受信機１３１ｃに入力する。受信機１３１ｃの出力は、中継器１４１ｃが増幅し、出力スイッチマトリクス１５０ｃを経由して、アンテナ１１２ｂが送信し、カバレッジ２０４内のユーザーダウンリンク局２２４が受信する。
同様に、点線で示した経路を辿れば、カバレッジ２０３内のユーザーアップリンク局２１３から、カバレッジ２０１内のユーザーダウンリンク局２１２への通信もできる。
このように、複数の静止衛星のカバレッジ間での通信・放送が可能となる。
従来の構成のままだと、静止衛星１００ａだけに含まれるアンテナカバレッジ２０１ａの中でユーザーアップリンク局２１１から同じカバレッジ内のユーザーダウンリンク局２２１へと中継されるだけである。本発明の太線を実現することにより、静止衛星１００ａに含まれるアンテナカバレッジ２０１の中のユーザーアップリンク局２１１から静止衛星間通信の中継ラインを通して、静止衛星１００ｂのカバーするカバレッジ２０３の中のユーザーダウンリンク局２２３へも接続可能である。
その逆もまた可能である。従来の構成のままだと、静止衛星１００ｂだけに含まれるアンテナカバレッジ２０３の中でユーザーアップリンク局２１３から同じカバレッジ内のユーザーダウンリンク局２２３へと中継されるだけである。本発明の点線が同時に実現されるため、静止衛星１００ｂに含まれるアンテナカバレッジ２０３の中のユーザーアップリンク局２１３から静止衛星間通信の中継ラインを通して、静止衛星１００ａのカバーするカバレッジ２０２の中のユーザーダウンリンク局２２２へも接続可能である。
これにより、従来は、例えば、図６のカバレッジ２０１とカバレッジ２０２との間、あるいは、カバレッジ２０３とカバレッジ２０４との間しか接続できなかったのに対し、すべてのカバレッジ２０１〜２０４間の接続が可能となる。
衛星間アンテナの指向角度の要求は、通常±０．１°〜０．２°（標準値、図７の破線）であり、衛星の姿勢制御により、衛星の方向を正しく保つことができれば、指向角度誤差（図７の実線）は、これより小さくなる。
更に、図１１のように、３機以上の静止衛星を接続することも可能である。
このように、１機の静止衛星（静止衛星１００ａ）に、静止衛星間通信アンテナを２台追加すれば、直接通信できない静止衛星１００ｂと静止衛星１００ｃとの間の通信を中継できる。
このように、１機の静止衛星（静止衛星１００ａ）に、静止衛星間通信アンテナを２台追加すれば、直接通信できない静止衛星１００ｂと静止衛星１００ｃとの間の通信を中継できる。
これにより、例えば、図１３の実線矢印で示す接続が、従来に加えて可能となるだけでなく、破線矢印で示す接続も可能となる。
１００ 通信衛星、１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 静止衛星、１１１，１１２ 対地アンテナ、１１３，１１４ 静止衛星間アンテナ、１２０ 入力スイッチマトリクス、１３０ 受信機群、１３１〜１３４ 受信機、１４０ 中継器群、１４１〜１４４ 中継器、１５０ 出力スイッチマトリクス、１６３，１６４ ダイプレクサ、１７３，１７４ アンテナ調整機構、１７５ モータ駆動回路、１８１ 入力用専用ポート、１８２ 出力用専用ポート、１９１，１９２ 切換スイッチ、２００ 地球、２０１〜２０６ カバレッジ、２１１〜２１６ アップリンク局、２２１〜２２６ ダウンリンク局、２３１ａ〜２３４ｂ サービスエリア、２４１〜２４４ｂ ゲートウェイ局。
Claims (9)
- 地上局と、地上局と通信する静止衛星との双方と通信する通信衛星において、
通信衛星の本体と、
上記通信衛星の本体に対して固定されたそれぞれ所定の方向を指向する複数のアンテナと、
上記複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナを介して上記地上局と通信する対地通信部と、
上記複数のアンテナのうち少なくとも１つの他のアンテナを介して上記静止衛星と通信する対衛星通信部と、
上記対地通信部と上記対衛星通信部との間で通信を中継する中継部と、
を有することを特徴とする通信衛星。 - 地上局と、地上局と通信する静止衛星との双方と通信する通信衛星において、
複数のアンテナと、
上記複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナを介して上記地上局と通信する対地通信部と、
上記複数のアンテナのうち少なくとも１つの他のアンテナを介して上記静止衛星と通信する対衛星通信部と、
上記対地通信部と上記対衛星通信部との間で通信を中継する中継部と、
を有することを特徴とする通信衛星。 - 通信衛星と通信する地上局において、
複数のアンテナと、上記複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナを介して上記地上局と通信する対地通信部と、上記複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナを介して他の通信衛星と通信する衛星通信部と、上記対地通信部と上記衛星通信部との間の通信を中継する中継部とを備える通信衛星が送信した信号を受信するアンテナと、
上記アンテナが受信した信号を復調する受信部と、
を有することを特徴とする地上局。 - 地上局と、地上局と通信する複数の静止衛星との双方と通信する通信衛星において、
通信衛星の本体と、
上記通信衛星の本体に対して固定されたそれぞれ所定の方向を指向する複数のアンテナと、
上記複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナを介して上記地上局と通信する対地通信部と、
上記複数のアンテナのうち少なくとも２つの他のアンテナを介して上記複数の静止衛星と通信する複数の対衛星通信部と、
上記対地通信部及び上記複数の対衛星通信部の間で通信を中継する中継部と、
を有することを特徴とする通信衛星。 - 上記通信衛星は、更に、
上記アンテナを上記通信衛星の本体に固定し、上記アンテナの指向する方向を、所定の方向から±０．２度以内の範囲で調整する方向調整部
を有することを特徴とする請求項１または請求項４に記載の通信衛星。 - 上記通信衛星は、静止軌道上で運用するためのものであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項４に記載の通信衛星。
- 地上局と、地上局と通信する静止衛星との双方と通信する通信衛星の製造方法において、
所定の方向を指向する複数のアンテナを、上記通信衛星の本体に対して固定するアンテナ固定工程と、
上記地上局と通信する対地通信部を、上記複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナに接続する対地通信部接続工程と、
上記静止衛星と通信する対衛星通信部を、上記複数のアンテナのうち少なくとも１つの他のアンテナに接続する対衛星通信部接続工程と、
上記対地通信部と上記対衛星通信部との間で通信を中継する中継部を、上記対地通信部及び上記対衛星通信部に接続する中継部接続工程と、
を有することを特徴とする通信衛星の製造方法。 - 地上局と、地上局と通信する複数の静止衛星との双方と通信する通信衛星の製造方法において、
所定の方向を指向する複数のアンテナを、上記通信衛星の本体に対して固定するアンテナ固定工程と、
上記地上局と通信する対地通信部を、上記複数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナに接続する対地通信部接続工程と、
上記複数の静止衛星と通信する複数の対衛星通信部を、上記複数のアンテナのうち少なくとも２つの他のアンテナに接続する対衛星通信部接続工程と、
上記対地通信部及び上記複数の対衛星通信部の間で通信を中継する中継部を、上記対地通信部及び上記複数の対衛星通信部に接続する中継部接続工程と、
を有することを特徴とする通信衛星の製造方法。 - 上記通信衛星の製造方法は、更に、
上記アンテナの指向する方向を、所定の方向から±０．２度以内の範囲で調整する方向調整部を、上記通信衛星の本体に固定する方向調整部固定工程
を有することを特徴とする請求項７または請求項８のいずれかに記載の通信衛星の製造方法。
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