JPH0613948A

JPH0613948A - 宇宙船通信システム

Info

Publication number: JPH0613948A
Application number: JP5048457A
Authority: JP
Inventors: Jr Charles E Profera; チャールス・エドワード・プロフェラ，ジュニア
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1994-01-21
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: DE69323504D1; EP0560591A1; CA2089289A1; US5355512A; EP0560591B1; JP3411055B2; CA2089289C; DE69323504T2

Abstract

(57)【要約】【目的】受信ビーム内の特定位置からの侵入を除去可
能な衛星通信システムを提供する。【構成】衛星通信システムは二重モードネットワーク
に接続されており、２つのチャンネルを発生するアンテ
ナ１２を含む。独立した信号が２つのビームを表し、各
チャンネルにそれぞれ対応する。侵入のない場合、組み
合わせられた信号は増幅、ブロック周波数変換され、別
々のチャンネルにデマルチプレクスされ、各々はスイッ
チ３６ａ〜３６ｈを介して伝送マルチプレクサに供給、
再伝送される。他の信号が２つのチャンネルの各々から
引き出され、位相制御、結合され、位相に応じて位置が
制御され得るナルを有する受信ビームを表す結合信号を
発生する。結合信号は別々のチャンネルにデマルチプレ
クスされる。チャンネルの１つに侵入のある場合、その
チャンネルのスイッチは他の位置に設定され、他の信号
が送信用に選択される。他の信号はナルの位置を侵入信
号の位置に設定し、侵入信号を抑圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には衛星通信シ
ステムに関し、更に具体的には、アップリンクアンテナ
ビームナルを用いてビーム内の特定の位置からの干渉を
除去する衛星通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ベンデン（Benden）の名義で１９８９年
８月２３日に出願された米国特許出願番号第３９７２２
９号に基づく欧州特許公告番号第４１４５３４Ａ２号
は、通信衛星用の対侵入無効装置（an anti-intrusion
defeating arrangement for communications satellite
s ）について記載している。ここに記載されているよう
に、商用通信衛星はアップリンク干渉を除去しようとす
るために、経済的で、軽量で、消費電力の少ない技術を
必要としている。この公告に記載されているように、受
信アンテナの各給電ホーンは、適用領域の異なる地域の
地球ステーションからの信号を受信する。各ホーンはそ
れ自身の特定の地域から最大１２チャンネルを受信する
ことができる。ホーンの各々からの出力は、ハイブリッ
ド電力分割器を介して電力結合システムに供給され、電
力結合システムから低雑音増幅器（ＬＮＡ）及びコンバ
ータに供給される。ハイブリッド電力分割器において分
割された信号は、他の可変電力結合システム及び第２の
ＬＮＡに供給される。このように、「主」及び「補助」
システムがあり、各チャンネルは主ＬＮＡ及び補助ＬＮ
Ａから利用可能である。配列された単極双投（ＳＰＤ
Ｔ）スイッチによって、各チャンネルごとに主又は補助
チャンネル出力のいずれかが選択され、各チャンネルは
地球への再送信のために、出力マルチプレクシング装置
によって結合される。上述の欧州特許公告では、特定の
チャンネルにおける干渉信号が、干渉された所望の信号
を受信する給電ホーン以外の給電ホーンから発生したと
仮定されている。この仮定において、（ａ）補助システ
ムの可変電力結合器は、補助チャンネルの所望の信号を
受信するホーンからの信号のみを結合するように調整さ
れ、これにより、その特定のチャンネルにおける干渉信
号を除去し、（ｂ）配列されたＳＰＤＴスイッチの適当
なスイッチは主システムからでなく、干渉信号が除去さ
れた補助システムから所望のチャンネルを選択する。上
述した欧州特許公告のシステムは、受信信号が低雑音増
幅される前にハイブリッド回路で電力分割され、このた
めに低雑音増幅前に有効な信号の値が低減し、これによ
り、好ましくないことに各チャンネルの利得対温度比
（Ｇ／Ｔ）を劣化させるという欠点を有している。補助
システム信号が主システム信号よりも７ｄＢ小さい場合
には、Ｇ／Ｔの劣化である主チャンネルにおける全体の
損失は約１ｄＢである。このＧ／Ｔの劣化は、各チャン
ネル内にＬＮＡを設けることにより回避することができ
るが、これは、システムの複雑さ及び重量を増大させ、
特に低雑音増幅器が通常冗長なものであるということを
考えると、全体の信頼性を低下させることになる。１２
個の通信チャンネルが設けられている場合には、主及び
補助システムの各々に１２個のＬＮＡが必要になると共
に、主及び補助システムの各々に更に１２個の冗長ユニ
ットが必要になる。

【０００３】

【発明の概要】宇宙船通信システムは、宇宙船に到着す
る信号を受信して受信信号を発生するアンテナ装置を含
んでいる。第１の二重モードネットワークが、同じ周波
数帯域を占有している少なくとも第１及び第２の相互に
独立したチャンネルに受信信号を分離するアンテナに接
続されている。第１及び第２の受信器が第１及び第２の
チャンネルにそれぞれ接続されており、各チャンネルの
受信信号を少なくとも増幅して、第１及び第２の処理信
号を形成する。第１及び第２の電力分割器が第１及び第
２の受信器にそれぞれ接続されており、第１及び第２の
処理信号の各々を主及び補助処理信号にそれぞれ分割す
る。単極双投スイッチ装置が送信アンテナ装置に接続さ
れている共通ポートと、第１の電力分割器に接続されて
いる第２のポートとを含んでいる。単極双投スイッチ装
置は又、第３のポートを含んでおり、第３のポートは、
スイッチ装置の第１の状態において主処理信号を放射す
る送信アンテナ装置に第１の主処理信号を接続すると共
に、第２の状態においてスイッチ装置の第３のポートに
供給される信号を送信アンテナ装置に接続する。第３の
ポートを含んでいる。電力結合装置が第１及び第２の入
力ポートと、結合出力ポートとを含んでおり、この結合
出力ポートはスイッチ装置の第３のポートに接続されて
おり、電力結合器の第１及び第２の入力ポートに供給さ
れた信号をベクトル結合して、ベクトル結合された信号
を発生し、このベクトル結合された信号をスイッチ装置
の第３のポートに供給する。位相シフト装置が第１及び
第２の電力分割器の少なくとも一方に接続されており、
電力結合器に供給された第１及び第２の補助処理信号の
相対位相を調整する。このことは、ベクトル結合された
信号が、相対位相に依存して位置調整の可能なナル（ｎ
ｕｌｌ）を含んでいるアンテナビームによって受信され
た信号を表すことを意味する。侵入が存在した場合に、
そのチャンネルのスイッチ装置は第２の状態に設定さ
れ、移相器（位相シフト装置）は侵入信号が発生した位
置にアップリンクナルを設定するように調整される。

【０００４】

【実施例】図１において、衛星８は２つの部分から成っ
ている通信システム１０及び１１０を含んでいる。この
通信システムの部分１０は図１において、分割している
一点鎖線９の上側に示されており、主に垂直偏波（Ｖ偏
波）信号で動作するアンテナ及びシステム構成要素を含
んでいる。部分１１０は一点鎖線９の下側に示されてお
り、主に水平偏波（Ｈ偏波）信号で動作する構成要素を
含んでいる。当業者に知られているように、アンテナ信
号のみが偏波され、偏波されたものと称される信号は、
規定された偏波から発生するのみである（又は規定され
た偏波の送信器信号になる）。垂直及び水平部１０及び
１１０は偏波を除いて同じであるので、垂直偏波部１０
のみについて詳細に説明し、他方の部分はその説明から
理解されたい。

【０００５】アンテナは、受信又は送信のいずれかの処
理により信号をアンテナ端子と宇宙空間との間で結合す
る変換器である。これらの処理は相互的なものである。
アンテナ動作の説明は送信又は受信のいずれかについて
通常行われ、他方の動作モードは同じである。特に、ア
ンテナ利得及びビーム幅は、送信及び受信モードのどち
らにおいても同じである。

【０００６】図１において、ブロック１２として示され
ているアレイアンテナから発生する垂直偏波信号は、二
重モードビーム形成器１４に供給される。二重モードビ
ーム形成器は、衛星アンテナ技術において周知である
が、例えばチャン（Chan）の名義で１９８０年９月１６
日に発行された米国特許番号第４２２３２８３号及びク
ララジャ等（Kularajah et al.）の名義で１９９２年２
月１２日に出願された「ゼロｄＢカプラを有している衛
星通信システム（Satellite Communications Systems w
ith Zero dB Coupler ）」という名称の米国特許出願番
号第０７／８３４５８７号に記載されているように、対
のマルチプレクサから２つの相互に独立した送信ビーム
を発生するものである。二重モードビーム形成器１４は
受信信号から、独立したモード１及び２の信号を一対の
送信ライン１６及び１８上にそれぞれ発生する。これら
の信号は同じ周波数であり、相互に干渉性である。二重
モードビーム形成器が東西受信アンテナアレイと関連し
て動作すると、モード１及び２の２つの独立した受信ビ
ームは、互いに反対方向の東西位相シフトを生ずる。即
ち、モード１は東から西に増大する位相を有しており、
この場合、モード２は東から西へ減少する位相を有して
いる。

【０００７】受信信号は図１の経路１６及び１８を介し
て、入力冗長スイッチ装置２０に供給される。入力冗長
スイッチ装置２０は、受信信号を受信器２４ａ及び２４
ｂ、又は場合によっては受信器２４ａ、２４ｂ、１２４
ａ及び１２４ｂに選択的に供給制御する。受信器２４及
び１２４の各々は、例えばボルクスタイン（Wolkstein
）の名義で１９９１年１０月７日に出願された「各チ
ャンネルに増幅器を有している多重チャンネル通信シス
テム（Multichannel Communication System withan Amp
lifier in Each Channel ）」という名称の同時係属米
国特許出願番号第０７／７７２２０７号に記載されてい
るような低雑音増幅器と、地球ステーションに再送信す
る前に受信信号の搬送波を異なる周波数に変換するダウ
ンコンバータとを含んでいる。冗長スイッチ装置２０の
詳細については、図３に関連して後で説明する。信号対
雑音比（Ｓ／Ｎ）又は利得対温度比（Ｇ／Ｔ）は受信器
の前までに確立され、それ以降の損失は、これらの比に
あまり影響しない。

【０００８】ハイブリッド又は方向性カプラ２６ａの形
式である電力分割器又はタップが、図１において受信器
２４ａの出力に接続されており、同様なカプラ２６ｂが
受信器２４ｂの出力に接続されている。カプラ２６ａは
受信器２４ａから受信した信号の主部分を出力冗長スイ
ッチ装置３０の入力ポートに接続しており、カプラ２６
ｂは受信器２４ｂで受信した信号の主部分をスイッチ装
置３０の他の入力に供給する。カプラ２６ａ及び２６ｂ
における電力分割比は、従来の技術に関連して上述した
ように−７ｄＢであるが、これは主システムの経路にお
ける信号の特性に対して、あまり又は全く影響を及ぼさ
ない。カプラ２６ａ及び２６ｂによって主システムの経
路から引き出された−７ｄＢの補助信号は、一対の移相
器４２及び４４をそれぞれ介して２対１（２：１）電力
結合器４６に供給される。

【０００９】図１の方向性カプラ２６ａ又は２６ｂの一
方から供給される主垂直偏波信号は、出力冗長スイッチ
装置３０によって周波数デマルチプレクサ又は分周器３
２に供給され、分周器３２は、この信号を例えば８つの
複数の個々のチャンネル（ＣＨ）に周波数により分離
し、同じ複数の伝送ライン３４ａ〜伝送ライン３４ｈ上
に出力する。

【００１０】図１のカプラ２６ａ及び２６ｂによって主
システムの経路から引き出された−７ｄＢの補助信号
は、相対的位相が移相器４２及び４４の設定により設定
された状態で結合器４６においてベクトル加算される。
ベクトル結合された信号は、移相器４２及び４４の制御
の下に、列方向に調整可能なナルを有している受信アン
ンテナ１２の受信アンテナビームを表す。

【００１１】ナルの位置は移相器４２及び４４の設定に
依存し、各チャンネルで同じである。干渉又は侵入は一
般に、たった１つのチャンネル又は多くても２つの隣接
しているチャンネルに発生し、ナルはその１つのチャン
ネル又はそれら２つの隣接しているチャンネル用の東西
方向に適当に位置決めされ得る。東西制御は上述したよ
うに、独立したモード１及びモード２の受信ビームの互
いに反対方向の位相勾配からの結果として生ずる。

【００１２】図１の結合器４６の出力においてベクトル
結合された信号は，デマルチプレクサ３２に等価な周波
数デマルチプレクサ４８に供給される。ベクトル結合さ
れた信号は周波数分割され、各チャンネルを伝送経路５
０ａ〜伝送経路５０ｈの別々の経路に設定する。図１の
複数の単極双投スイッチ（ＳＷ）３６ａ〜単極双投スイ
ッチ（ＳＷ）３６ｈは各々、出力伝送経路４０ａから出
力伝送経路４０ｈまでの１つに接続されている共通要
素、即ち共通ポートを有している。出力伝送経路の各々
は、１つのチャンネルに関連している。各スイッチは補
助システムの経路又は主システムのいずれかからの信号
を選択して、出力信号経路に接続する。上述したよう
に、単一の補助システムが設けられている。この結果、
スイッチ３６ａからスイッチ３６ｈまでのうちの１つの
スイッチのみが、通常の状態において補助システムを選
択するようにスイッチされ得る（いくつかのチャンネル
に侵入が発生し、移相器４２及び４４によって設定され
た受信ビームナルがこれらのいくつかのチャンネル上の
侵入を拒絶すべく適切に発生したかのように、スイッチ
３６ａからスイッチ３６ｈまでのうちのいくつかのスイ
ッチが補助システムを選択する）。侵入のないチャンネ
ルに関連するスイッチ３６ａからスイッチ３６ｈまでの
うちのこれらのスイッチは、主システムからの信号を選
択するように設定され、侵入を受けたチャンネルに関連
する１つのスイッチ（又は上述したように２つ以上のス
イッチ）は、補助システムからの信号を選択するように
設定される。その後、移相器４２及び４４は侵入信号源
上に受信ビームナルを設定するように調整され、この結
果、侵入信号の振幅は、所望のチャンネルの振幅に比較
して低減する。侵入信号源が所望の信号源にあまり近く
ない場合には、悪影響は生じない。侵入源が所望の信号
源と一緒に並べられていない限り、改良を期待すること
ができる。

【００１３】図１のスイッチ３６ａからスイッチ３６ｈ
までの出力におけるスイッチされた信号は通常の状態に
おいては、方向性カプラ２６ａ又は２６ｂの一方の主出
力から排他的に得られる。チャンネル１からチャンネル
８までの１つに干渉が存在する場合には、スイッチ３６
はデマルチプレクサ４８からのそのチャンネルの信号を
選択し、スイッチ３６ａ〜スイッチ３６ｈの共通ポート
における信号は、伝送経路４０ａから伝送経路４０ｈに
それぞれ接続される。伝送経路４０ａ〜伝送経路４０ｈ
上の信号は、種々の方法で結合され得る。図２は結合及
び伝送装置を示している。図２において、経路４０ａ上
の最も低い周波数チャンネルは、第１の周波数依存結合
器１５２の入力ポートに接続されている。次に隣接して
いるチャンネル（これは上述したように、経路４０ａ上
のチャンネルと周波数でオーバラップしている）は、経
路４０ｂを介して他のマルチプレクサ１５４に供給され
ている。次に高いチャンネルは経路４０ｃを介してマル
チプレクサ１５２に供給されており、更に高い周波数の
チャンネルは、マルチプレクサ１５２及び１５４の残り
の入力ポートに交互の周波数で供給されている。周波数
を交互にすることにより、マルチプレクサ１５２及び１
５４においてチャンネルごとの分離を改良することがで
きる「保護帯域」を設けることができる。マルチプレク
サ１５２の出力における交互のチャンネルを組み合わせ
た信号は、通常の二重モードネットワーク１５６の第１
の入力ポートに供給されており、マルチプレクサ１５２
のチャンネルの間に存在しているマルチプレクサ１５４
の出力における交互のチャンネルの組み合わせられた信
号は、二重モードネットワーク１５６の第２の入力ポー
トに供給されている。二重モードネットワーク１５６は
これらの信号を処理して、その結果の信号を参照番号１
５７として示されている伝送経路を介して、垂直偏波
（Ｖ偏波）アンテナ１５８に供給している。上述したよ
うに、構造１７０によって示されているグリッド付き反
射器のような送信アンテナ１５８の一部は、送信及び受
信アンテナの両方に共通である。

【００１４】図２において一点鎖線９の下側に示されて
いる通信システムの水平偏波（Ｈ偏波）部は、垂直偏波
（Ｖ偏波）部と同じであり、その動作は上述した説明か
ら明らかであろう。補助チャンネルのＧ／Ｔを改良する
ために、主システム用に現在用いられていない図１の受
信器２４ａ及び２４ｂの一方（即ち、冗長受信器）を利
用することにより、上述したシステムの利点が部分的に
達成される。両増幅器が動作している間は、侵入を低減
する上述したシステムの利点が達成される。増幅器の一
方が故障し、一方の増幅器のみが垂直チャンネルに対し
て有効である場合には、侵入を抑制する能力は危くな
る。受信器の一方が故障していない場合には、劣化はあ
るにしても侵入よりは好ましいものとして、その受信器
の一方は補助チャンネルで用いることができる。

【００１５】図３は図１の入力冗長スイッチネットワー
ク２０に用いられている「４対２」スイッチ装置を示す
簡略ブロック図である。図３において、図１の構成要素
に対応する構成要素は同じ参照番号で示されている。図
３において、第１及び第２の２極双投スイッチ２１０及
び２１２は各々、第１及び第２の入力ポートａ及びｂ
と、第１及び第２の出力ポートｃ及びｄとを含んでい
る。スイッチ２１０の入力ポート２１０ａ及び２１０ｂ
は、垂直及び水平ＢＦＮ１４及び１１４のモード１の出
力にそれぞれ接続されている。スイッチ２１０の出力ポ
ート２１０ｃ及び２１０ｄは、受信器２４ａ及び１２２
ａにそれぞれ接続されている。スイッチ２１２の入力ポ
ート２１２ａ及び２１２ｂは、水平及び垂直ＢＦＮ１４
及び１１４のモード２の出力にそれぞれ接続されてお
り、スイッチ２１２の出力ポート２１２ｃ及び２１２ｄ
は、受信器１２２ｂ及び２４ｂにそれぞれ接続されてい
る。

【００１６】図３の冗長スイッチネットワーク２０のス
イッチ２１０及び２１２の図示の位置は、接続が図１に
示されている接続に対応する位置になっている。特に、
経路１６上の垂直偏波モード１の信号は受信器２４ａに
接続されており、垂直偏波モード２の信号は受信器２４
ｂに接続されている。同様に、水平偏波モード１及びモ
ード２の信号は、受信器１２２ａ及び１２２ｂにそれぞ
れ印加されている。図示の構成は、１つの受信器が故障
した場合に３つのモードが処理され得るようになってい
る。例えば、受信器２４ａが故障した場合には、垂直偏
波モード１の信号を処理することはできない。垂直偏波
信号に干渉がない場合に、受信器２４ｂの出力が１対８
（１：８）デマルチプレクサ３２に接続された状態に既
にない場合には、出力冗長ネットワーク３０は受信器２
４ｂの出力を１：８デマルチプレクサ３２に接続するよ
うに設定され、垂直偏波受信アンテナパターンにナルを
形成することができないことを除いて、前と同様に動作
は継続する。水平偏波受信アンテナパターンにのみナル
を必要とする間は、図３のスイッチ２１０及び２１２は
図示の状態のままである。更に、受信器２４ａが故障し
たとすると、垂直偏波信号チャンネルにナルを形成する
ようにスイッチ２１０及び２１２を動作させることがで
きる。これは、経路１６及び１８からの垂直偏波モード
１及び２の信号を受信器１２２ａ及び１２２ｂにそれぞ
れ接続すると同時に、経路１１８からの水平偏波モード
２の信号を動作可能な受信器２４ｂに接続する他の位置
（図示せず）にスイッチ２１０及び２１２を動作させる
ことにより達成される。これは、移相器１４２及び１４
４、２対１（２：１）結合器１４６、並びに１対８
（１：８）分割器１４８が、垂直偏波受信ビームに有効
なナルを形成することを可能にし、水平偏波モード２の
信号をナルなしに継続して受信することを可能にする。
この処理により、ダウンリンクの偏波は反対になるが、
これは重要なことではないと考えられる。アップリンク
の一方の偏波の２つの信号を処理するようにスイッチさ
れ得る２つの受信器が有効である限り、冗長スイッチの
動作により、干渉を抑制したい場合に所望のアップリン
クナルを発生することができる。２つの受信器が故障し
た場合には、ナルを形成することなく両アップリンク偏
波の信号を処理するようにスイッチングされたり、又は
必要に応じて一方のアップリンクの偏波が放棄され、高
い優先度の信号に対するアップリンクのナルを形成する
ことができる。

【００１７】図４は西経９０゜に位置している静止衛星
から見た米国大陸（ＣＯＮＵＳ）の地図である。ナル及
びＧ／Ｔがない場合の許容可能なアップリンク利得の概
念上の受信ビームが点線３１０で示されている。テキサ
スの中心近くから発生する干渉源がニューヨークから到
着するチャンネル８上の垂直偏波信号と干渉した場合に
は、スイッチ２１０及び２１２は図３に示されている状
態に設定され、図１のスイッチ３６ａ〜スイッチ３６ｇ
はそれらの主位置に残り、１：８分割器３２からの信号
は出力伝送経路４０ａ〜出力伝送経路４０ｇに接続さ
れ、チャンネル８を処理する図１のスイッチ３６ｈは他
の位置に切り換えられ、この位置において出力伝送経路
４０ｈを１：８分割器３２から切り離し、代わりに１：
８分割器４８からの受信チャンネル８に経路４０ｈを接
続する。ダウンリンク上のチャンネル８には、アップリ
ンク又は垂直偏波受信ビーム内に有効なナルが形成さ
れ、チャンネル８のナルの位置は、図１の移相器４２及
び４４の相対位相により制御される。説明した例におい
ては、ナルがチャンネル８のテキサスの中心近くに必要
であり、チャンネル８の有効な垂直アップリンク受信ビ
ームは、移相器４２及び４４に応じて東西方向において
図５の点線３１２ａ及び３１２ｂによって表されるよう
に調整され、これらの間にナル領域３１４が形成され
る。チャンネル８上のナル領域から発生する所望の信号
はなくなるので、干渉信号はニューヨークから発生する
所望の信号に悪影響を与えることなく、ナルによって減
衰させられる。チャンネル１〜チャンネル７の垂直偏波
信号の有効なアップリンクビーム形状は、図４の参照番
号３１０のように継続し、ＣＯＮＵＳの中心から発生す
る他の垂直偏波チャンネル、例えばチャンネル３上の所
望の信号源は、チャンネル８のナルによって影響されな
い。

【００１８】本発明の他の実施例は当業者には明らかで
あろう。直交する垂直及び水平偏波について説明した
が、直線又は円偏波のような他の２つの直交する偏波を
用いることもできる。図１及び図２のシステムの垂直部
１０に関連して２つの移相器４２及び４４が説明されて
いるが、電力カプラ４６の入力間に相対的位相シフトを
行うには単一の移相器で十分である。東西方向給電アレ
イに関連して二重モードシステムに発生するモード１及
びモード２のビームの勾配の方向に対応する東西方向に
ナルが移動し得るものと説明した。代わりに給電アレイ
方向が北南である場合には、ナルを北南方向に移動させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による衛星通信システムの簡略ブロック
図である。

【図２】本発明による衛星通信システムの簡略ブロック
図である。

【図３】直交ビームアンテナ用の冗長スイッチネットワ
ークを示す図である。

【図４】アンテナの基本受信範囲を示す米国大陸（ＣＯ
ＮＵＳ）を示す図である。

【図５】移相器によるナル調整によってＣＯＮＵＳの中
心付近にナルを設定した同様な図である。

【符号の説明】

８衛星１０、１１０通信システム１４、１１４二重モードビーム形成器２０入力冗長スイッチネットワーク２４ａ、２４ｂ、１２４ａ、１２４ｂ受信器２６ａ、２６ｂ、１２６ａ、１２６ｂ方向性カプラ３０出力冗長スイッチネットワーク３２、４８、１３２、１４８周波数デマルチプレクサ
（分周器）３６ａ〜３６ｈ、１３６ａ〜１３６ｈ単極双投スイッ
チ４６、１４６２：１電力結合器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地球上の特定の位置から発生する侵入を
低減することのできる宇宙船通信システムであって、受信信号を発生すべく前記宇宙船に到達する信号を受信
する給電アレイ及び反射アンテナ手段と、該給電アレイ手段に接続されており、同じ周波数帯域を
占有している少なくとも第１及び第２の相互に独立なチ
ャンネルに前記受信信号を分離する第１の二重モードネ
ットワークと、第１及び第２の受信手段と、該第１及び第２の受信手段と、前記第１の二重モードネ
ットワークとに接続されており、前記第１及び第２のチ
ャンネルの前記信号を前記第１及び第２の受信手段にそ
れぞれ接続すると共に第１及び第２の処理信号をそれぞ
れ形成すべく前記第１及び第２の受信手段により前記受
信信号を少なくとも増幅する受信器接続手段と、前記第１及び第２の受信手段にそれぞれ接続されてお
り、前記第１及び第２の処理信号の各々を主及び補助処
理信号に分割する第１及び第２の電力分割手段と、信号を遠方の位置に放射するよう構成されている送信ア
ンテナ手段と、共通ポートと、該共通ポートにスイッチ信号を発生すべ
く当該スイッチ手段の第１及び第２の状態において前記
共通ポートに交互に接続され得る第１及び第２のポート
とを含んでいる単極双投スイッチ手段と、前記第１及び第２の電力分割手段と、前記スイッチ手段
の前記第１のポートに接続されており、前記スイッチ信
号が前記スイッチ手段の前記第１の状態において前記主
処理信号の少なくとも一部を含んでいるように、前記ス
イッチ手段の前記第１の状態において前記スイッチ手段
の前記共通ポートに選択的に接続されるよう前記主処理
信号を前記スイッチ手段に接続する主信号接続手段と、前記スイッチ手段の前記共通ポートと、前記送信アンテ
ナ手段とに接続されており、前記スイッチ手段の前記第
１の状態において前記主処理信号の少なくとも一部が前
記送信アンテナ手段に接続されると共に前記遠方の位置
に放射されるように、前記スイッチ信号を前記送信アン
テナ手段に接続するスイッチ信号接続手段と、第１及び第２の入力ポートと、結合出力ポートとを含ん
でおり、前記第１及び第２の入力ポートに印加された信
号をベクトル結合し、ベクトル結合された信号を前記結
合出力ポートに発生する電力結合手段と、該電力結合手段の前記結合出力ポートと、前記スイッチ
手段の前記第２のポートとに接続されており、前記ベク
トル結合された信号を前記スイッチ手段の前記第２のポ
ートに印加する結合信号接続手段と、前記電力結合手段の前記第１及び第２のポートと、前記
第１及び第２の電力分割手段とに接続されており、前記
ベクトル結合された信号が前記アレイアンテナ手段のビ
ームにより受信された信号を表すと共に、前記スイッチ
手段が侵入のある間前記第２の状態に設定されるよう
に、前記補助処理信号を前記電力結合手段に印加すると
共に、該電力結合手段に印加された前記第１及び第２の
補助処理信号の相対位相を調整する位相シフト及び接続
手段とを備えており、前記ビームは前記相対位相に依存して位置調整の可能な
ナルを含んでおり、前記位相シフト手段は前記侵入の大
きさを低減するように前記特定の位置に設定され得る宇
宙船通信システム。
【請求項２】前記送信アンテナ手段は、前記アレイア
ンテナ手段の少なくとも一部を含んでいる請求項１に記
載のシステム。
【請求項３】前記主信号接続手段は、複数Ｈ個の出力ポートと、前記第１及び第２の電力分割
手段の少なくとも１つに接続されている共通ポートとを
含んでおり、前記主処理信号の各別々の周波数成分が当
該第１のデマルチプレクシング手段の前記Ｈ個の出力ポ
ートの異なる１つに接続されるように、前記主処理信号
の１つを受信すると共に前記主処理信号の周波数成分に
応じて前記Ｈ個の出力ポート間に前記主処理信号を分配
する第１のデマルチプレクシング手段と、該第１のデマルチプレクシング手段の前記出力ポートの
１つと、前記スイッチ手段の前記第１のポートとに接続
されている主処理信号周波数成分接続手段とを含んでい
る請求項１に記載のシステム。
【請求項４】前記主信号接続手段は、第１の周波数デ
マルチプレクシング手段を含んでおり、該第１の周波数
デマルチプレクシング手段は、複数Ｈ個の出力ポート
と、前記第１及び第２の電力分割手段の少なくとも１つ
に接続されている共通ポートとを含んでおり、前記主処
理信号の各別々の周波数成分が前記第１のデマルチプレ
クシング手段の前記Ｈ個の出力ポートの異なる１つに接
続されるように、前記主処理信号の１つを受信すると共
に前記主処理信号の周波数成分に応じて前記第１のデマ
ルチプレクシング手段の前記Ｈ個の出力ポート間に前記
主処理信号を分配するように構成されており、前記結合信号接続手段は、第２の複数Ｈ個の出力ポート
と、前記電力結合手段に接続されている共通ポートとを
含んでいる第２の周波数デマルチプレクシング手段を含
んでおり、前記ベクトル結合された信号の各別々の周波
数成分が前記第２のデマルチプレクシング手段の前記Ｈ
個の出力ポートの異なる１つに接続されるように、前記
ベクトル結合された信号を受信すると共に該ベクトル結
合された信号の周波数成分に応じて前記第２の周波数デ
マルチプレクシング手段の前記Ｈ個の出力ポート間に前
記ベクトル結合された信号を分割するように構成されて
おり、前記周波数成分は、前記第１の周波数デマルチプ
レクシング手段の周波数成分と同じ別々の周波数成分を
占有しており、前記スイッチ手段は、それぞれが共通ポートと、該共通
ポートに交互に接続され得る第１及び第２のスイッチ可
能なポートとを含んでいる複数Ｈ個のスイッチ要素を含
んでおり、前記スイッチ手段の前記第１の状態におい
て、前記主処理信号の前記Ｈ個の別々の周波数成分の少
なくとも１つが前記Ｈ個のスイッチ要素の１つの前記第
１のポート及び共通ポートを介して前記送信アンテナ手
段に接続され、前記スイッチ手段のＨ個のスイッチ要素
の前記第２のポートの各々が前記第２の周波数デマルチ
プレクシング手段の前記Ｈ個の出力ポートの１つに接続
され、前記スイッチ手段の前記第２の状態において、前
記ベクトル結合された信号の前記Ｈ個の別々の周波数成
分の少なくとも１つが前記Ｈ個のスイッチ要素の１つの
前記第２のポート及び共通ポートを介して前記送信アン
テナ手段に接続されるように、前記スイッチ手段の前記
Ｈ個のスイッチ要素の前記第１のポートの各々は、前記
第１の周波数デマルチプレクシング手段の前記Ｈ個の出
力ポートの１つに接続されている請求項１に記載のシス
テム。
【請求項５】前記第１のアレイアンテナ手段は、受信
の間に第１の偏波に直交する第２の偏波に優先して前記
第１の偏波に応答する偏波選択手段を含んでおり、更に
第２の受信信号を発生すべく前記第２の偏波で前記宇宙
船に到達した信号を受信する第２のアレイアンテナ手段
と、該第２のアレイアンテナ手段に接続されており、同じ周
波数帯域を占有している少なくとも第３及び第４の相互
に独立したチャンネルに前記第２の受信信号を分離する
第２の二重モードネットワークと、第３及び第４の受信手段と、該第３及び第４の受信手段と、前記第２の二重モードネ
ットワークとに接続されており、前記第３及び第４のチ
ャンネルの前記信号を前記第３及び第４の受信手段にそ
れぞれ接続すると共に第３及び第４の処理信号をそれぞ
れ形成すべく前記第３及び第４の受信手段により前記第
２の受信信号を少なくとも増幅する第２の受信器接続手
段とを含んでおり、前記第１及び第２の受信器接続手段は共に、前記第１の二重モードネットワークの前記第１のチャン
ネルに接続されている第１のポートと、前記第２の二重
モードネットワークの前記第１のチャンネルに接続され
ている第２のポートと、前記第１の受信手段に接続され
ている第３のポートと、前記第３の受信手段に接続され
ている第４のポートとを含んでおり、当該第１の冗長ス
イッチ手段の第１の状態において、前記第１の二重モー
ドネットワークの前記第１のチャンネルからの信号を前
記第１の受信手段に接続すると共に前記第２の二重モー
ドネットワークからの前記第３のチャンネルを前記第３
の受信手段に接続し、当該第１の冗長スイッチ手段の第
２の状態において、前記第１の二重モードネットワーク
からの前記第１のチャンネルを前記第３の受信手段に接
続すると共に前記第２の二重モードネットワークからの
前記第３のチャンネルを前記第１の受信手段に接続する
第１の冗長スイッチ手段と、前記第１の二重モードネットワークの前記第２のチャン
ネルに接続されている第１のポートと、前記第２の二重
モードネットワークの前記第４のチャンネルに接続され
ている第２のポートと、前記第４の受信手段に接続され
ている第３のポートと、前記第２の受信手段に接続され
ている第４のポートとを有しており、当該第２の冗長ス
イッチ手段の第１の状態において、前記第１の二重モー
ドネットワークの前記第２のチャンネルからの信号を前
記第２の受信手段に接続すると共に前記第２の二重モー
ドネットワークからの前記第４のチャンネルを前記第４
の受信手段に接続し、当該第２の冗長スイッチ手段の第
２の状態において、前記第１の二重モードネットワーク
からの前記第２のチャンネルを前記第４の受信手段に接
続すると共に前記第２の二重モードネットワークからの
前記第４のチャンネルを前記第２の受信手段に接続する
前記第２の冗長スイッチ手段とを含んでいる請求項１に
記載のシステム。