JPH10503064A

JPH10503064A - 大容量フェーズドアレー通信サテライト

Info

Publication number: JPH10503064A
Application number: JP7526454A
Authority: JP
Inventors: ダブリュ．デント，ポール
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 1998-03-17
Also published as: WO1995028016A1; EP0754355B1; CN1191637A; EP0754355A1; FI964017A; AU690981B2; FI964017A0; US5619210A; CA2187280A1; AU2280395A; DE69517422D1; DE69517422T2

Abstract

(57)【要約】展開することが可能なフェーズドアレーパネルと中央プロセッサとの間に必要なケーブル布線の量を極力少くするために分散多重化及び多重分離を利用した通信サテライトが開示される。信号は、能動アレーパネルからいくつかの能動アンテナ素子へ分散され、各能動アンテナ素子は、少なくとも放射素子、変調器、及び変調波形を形成するサンプル及びホールド回路を備える。

Description

【発明の詳細な説明】大容量フェーズドアレー通信サテライト発明の分野発明は、フェーズドアレー通信サテライト、特に展開可能なフェーズドアレーパネルと中央処理装置との間に必要なケーブル布線の量を最小限にするように分散多重化及び多重分離を用いる通信サテライトに関する。開示の背景セルラ通信システムは、固定地上基地局、又は軌道運動サテライト、又はこれら両者の組合わせによってサービスされるいくつかのローミング自動車搭載電話機又はハンドヘルド電話機を含むことができる。多数の加入者にサービスするこのようなシステムの容量は、サービスにどれだけ多くの無線スペクトルを割り当てるか及び無線スペクトルをいかに効率的に使用するかに掛かっている。スペクトル利用効率は、同時会話（アーラン）毎メガヘルツ毎平方キロメートルの単位で測定される。一般に、同じ帯域幅内へより多くの会話を詰め込もうとするよりも利用可能な帯域幅を何回も再利用する方法を見付ける方が、スペクトル効率をより改善することができる。これは、帯域幅を狭くすると、一般に、会話間の空間的分離を増大する必要を生じ、それゆえ、容量上の利得を打ち消すからである。したがって、より密集した周波数の再使用が可能であるように各会話毎に使用される帯域幅を増大する方が一般に優れている。容量を増大する１つの方法は、地上局からの信号を複数の移動局へ中継するためにフェーズドアレー通信サテライトを使用することである。地上管制下軌道運動フェーズドアレーシステム（ｇｒｏｕｎｄ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｒｂｉｔｔｉｎｇｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｓｙｓｔｅｍ）は、米国特許出願第０８／１７９，９５３号、及び米国特許出願第０８／１７９，９４７号に開示されており、これら両出願共ここに列挙することにより、その内容が本明細書に特に組み入れられる。フェーズドアレーアンテナ内で、フィーダリンクがサテライト中継局への又はこれからの信号を伝送する。しかしながら、フィーダリンクの帯域幅は限定されている。列挙することによってその内容が本明細書に特に組み入れらるべき「多重ビーム幅フェーズドアレー（ＭｕｌｔｉｐｌｅＢｅａｍｗｉｄｔｈＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙ）」と題する米国特許出願第０８／２２５，３９９号は、フィーダリンクを使用して、地上局からフェーズドアレーサテライトトランスポンダへ複合素子信号を伝送するために限定された帯域幅を効率的に使用する方法を開示している。先行技術は、展開可能フェーズドアレーへのケーブル布線を減少させるために分散多重分離を用いるコヒーレント時分割多重フィーダリンクの使用については開示していない。或る先行技術のシステムは、中央に配置されたトランスポンダにアレーの各素子を接続する分離同軸ケーブル又は導波管を有する。この構成は、アンテナ素子又は発生されるビームの数が小さい、例えば、６、１９、又は３７である先行技術のシステムには適当であったが、しかし本発明において構想される素子又はビームの数に対しては実際的でなくなってくる。本発明は、フィーダケーブルの繁雑性を除去し、かつシステムの重量をかなり減量する。開示の要約本発明は、展開可能なフェーズドアレーパネルと中央装置との間のケーブル布線の量を最小限にするために分散多重化及び多重分離を含む。本発明の１実施例によれば、少なくとも１つの第１局と複数の第２局との間の通信用サテライト中継局が開示される。サテライト中継局は、打上げ形態においてはサテライトの回りに折り畳まれて円筒を形成しているが、一旦軌道に入ると展開して共面アレーを形成する第１数の能動アンテナパネルを含む。能動アンテナパネルは、信号を第２数の能動アンテナ素子に分散する少なくとも時分割多重信号分散手段を含む。第２数の能動アンテナ素子は、各々、送信電力増幅器に接続された放射素子、波形を変調するための入力を備える変調回路、及び信号分散線路上の信号をサンプルしかつサンプルされた信号をフィルタして変調波形を形成するサンプル及びホールド回路を少なくとも含む。図面の簡単な説明本発明のこれら及び他の特徴は、図面と関連して使用される下に掲げる説明からこの技術の通常の習熟者に容易に明かになる。これらの図面のうちで、第１図は本発明によるサテライトの全般構造を示し、第１ａ図は折り畳まれた状態を示す斜視図及び第１ｂ図はその展開状態を示す展開図である。第２図は本発明の１実施例による二重周波数を使用する送信及び受信用能動アンテナ素子を示すブロック回路図である。第３図は本発明の１実施例によるコヒーレント時分割多重フィーダリンクを示す波形図である。第４図は本発明による受信デマルチプレクサの第１段を示すブロック回路図である。第５図は本発明による受信デマルチプレクサの第２段を示すブロック回路図である。第６図は直角変調を示すブロック回路図である。第７図は本発明による受信処理素子を示すブロック図である。第８図は本発明の他の実施例による受信処理素子を示すブロック回路図である。第９図は本発明の１実施例による受信処理素子及びＫ帯域送信多重化素子を示すブロック回路図である。開示の詳細な説明第１図は、本発明によるサテライトの全般構成を示す。第１ａ図は、打上げの際に打上げロケットのフェアリング下に収容されるのにより適したほぼ円筒形を形成するように打上げ形態に折り畳まれる複数のアンテナアレーパネル３０及びソーラパネル２０を備えたサテライト１０を示す。サテライトは、また、アポジブーストモータ５０のような他の通常サブシステム、及び電池及び電力調整システム、姿勢センサを備えるリアクションホイール姿勢制御システム、ホイール運動量を周期的に減衰させる磁気トルキングシステム、ヒートパイプ熱制御システム、遠隔測定、追跡及び制御システム、及び関連した通信ペイロードエレクトロニックスのような第１図に示されていないその他のサブシステムを含むことができ、これらは技術的に周知である。第１ｂ図は、軌道上でアンテナパネル及びソーラパネルが展開された後のその通常形態にあるサテライトを示す。Ｋ帯域フィーダリンクアンテナ４０が地球を指すように配置される一方、使用済アポジブーストモータは地球と反対の方を指す。各アンテナパネルは多数のアンテナ素子を含み、これらの素子は関連した能動フェーズドアレーモジュールを備え、これらのモジュールが能動素子を形成する。能動素子は、送信専用素子、受信専用素子、又は時間デュプレックシング、又は周波数デュプレックシングのどちらかを使用する送受信素子であってよい。後者の場合、二重化フィルタが同時送信及び受信を可能にする。第２図は、本発明の１実施例による周波数デュプレックシング構成を示す。パッチアンテナ１００は、導電接地面１０１上に位置決めされてアレー素子を形成する。接地面１０１は、例えば、プリント配線板であってその反対側には回路構成要素が取り付けられている。パッチアンテナ１００は、中心から９０度外れた２つの点で給電されて交差直線偏波を形成する。交差直線偏波は、９０度３ｄＢ結合器１０２を使用して右旋（ＲＨＣ）及び左旋（ＬＨＣ）円形偏波に変換される。１つの偏波がフィルタ１０５を通して送信電力増幅器１０６を結合器１０２の１つの入力に接続することによって送信に使用され、かつ結合器の他のポートがフィルタ１０３を通してこのポートを低雑音増幅器１０４に接続することによって受信に使用される。送信及び受信に反対の偏波を使用すると、実効値１ワットで送信することができる電力増幅器１０６と１０^-16ワットで受信することができる低雑音増幅器１０４との間におそらく２０ｄＢの離隔（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）が生じる。電力レベルのこの大きな差異のために、結合器が提供する２０ｄＢの離隔よりも大きい離隔が必要である。フィルタ１０５は、電力増幅器１０６によって増幅された受信周波数における潜在的干渉性成分及び広帯域雑音を遮断する。しかしながら、フィルタ１０５は所望送信周波数をフィルタ１０３へ通過させ、フィルタ１０３は低雑音増幅器１０４を飽和させるほど充分に強い残留送信周波数エネルギーが増幅器１０４に到達しないように遮断する一方、所望受信周波数を通過させる。充分な送信−受信周波数間隔（デュプレックス間隔）を用いると、このようなフィルタばかりでなく結合器１０２をプリント配線板１０１上に安価に印刷することができ、この配線板上に電力増幅器１０６及び低雑音増幅器１０４もまた取り付けられる。場合によっては、各パッチアンテナ１００は、関連した電力増幅器及び低雑音増幅器を常に有するとは限らない。いくつかのパッチアンテナ素子は、まずそれらの信号接続を一緒に結合されて「サブアレー」を形成し、その後にそのサブアレーに対するパネル増幅器及び低雑音増幅器に接続される。このようなサブアレーを設計する目的は、その個々の素子を結合することによって形成される複合アンテナ指向性図（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｒａｄｉａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍ）が通信を行おうとする全領域をカバーすると云うことである。もしアンテナ指向性図が広過ぎるならば、サブアレーの数、したがって関連する電力増幅器及び低雑音増幅器の数が不必要に大きくなり、かつ各々がＫ帯域フィーダリンクを通して地上局から信号を受信しなければならないから、使用されるフィーダリンク帯域幅の量は必要であるよりも大きい。他方、もしサブアレー指向性図が狭過ぎるならば、カバレージ領域の縁において利得損失がある。カバレージ領域は、例えば、サテライトを水平線から上２０度以上に瞬間的に見る地球の地域であるように取ってよい。カバレージの縁におけるこのような利得損失は、カバレージの縁では地球に束縛された移動局が最大直距離にあるのでここへより多くの利得を与えるように、かつカバレージの中間ではサテライトが頭上にありかつ移動局にとって直距離が最小であるのでここへ少しの利得しか与えないように各素子のアンテナ指向性図を整形することによって、最小限にされることがある。カバレージの縁における利得は、地球カバレージよりいくらか広いビーム幅のサブアレーを周到に使用しかつ所望ビームを形成するようにより多くのサブアレーを使用することによっても改善されることがある。これは多くのＫ帯域の帯域幅を必要とし、かつ２と云う係数がもし利用可能ならば有利である。それで、他の発明の態様、すなわち、多重信号送信用の効率的なＣ級増幅器を使用し、それによって生じる不要な相互変調成分を地球に突き当たることのない方向に消散するような、参考資料として本明細書に組み入れている米国特許出願第０８／１７９，９４７号の発明の態様を採用してもよい。第３図は、Ｋ帯域フィーダリンク上に使用される時分割多重様式を示す。サテライト送信方向に対して、地上局信号プロセッサは、複数の移動局へ予定された信号の重み付け加算を含む複合信号を表示する複素（Ｉ＋ｊＱ）信号サンプルを各送信アレー素子について計算する。各素子の複合信号は、相当するサテライトアレー素子から信号を送信する合成効果によって各移動局へ予定された各信号が所望方向に送信されるように計算される。ディジタル信号プロセッサ内でこれらの信号を発生するマトリックス数学的操作は、参考資料として本明細書に組み入れられた米国特許出願第０８／１７９，９５３号に開示されている。各素子毎の信号サンプルは、逐次素子の実部を表す時分割多重「Ｉ」信号２０１と逐次素子の虚部を表す時分割多重「Ｑ」信号２０２に時分割多重化される。受信デマルチプレクサにおける同期及び周波数補正を助援するために既知の校正サンプル２００を多重様式に含ませることがある。多重「Ｉ」信号がＫ帯域搬送波余弦成分上へ変調されるのに対し、多重「Ｑ」信号は正弦搬送波上へ変調される。これは、直角変調器によって周知の方法で遂行される。変調を、もし望むならば、まず低い中間周波数搬送波に対して行って、次いで、これをＫ帯域へ昇周変換（ｕｐｃｏｎｖｅｒｔ）することができる。第４図は、本発明の１実施例によるサテライトにおける受信デマルチプレクサを示す。信号は、Ｋ帯域アンテナ４０を使用してＫ帯域を通して地上局から受信される。受信された信号は、増幅され、フィルタされ、既知のスーパヘトロダイン受信機４１の原理を使用して降周変換（ｄｏｗｎｃｏｖｅｒｔ）され、かつＩ及びＱ多重波形を発生する直角復調器を使用して最終的に複素Ｉ、Ｑベースバンドに変換される。これらの波形は、異なるアレーパネルに予定された波形サンプルを分離するＩデマルチプレクサ４３及びＱデマルチプレクサ４４によってサンプルされる。これを容易にするために、多重化の順序は、好適には、次のようである。校正サンプル０パネル０の素子０に対するサンプルパネル１の素子０に対するサンプルパネル２の素子０に対するサンプルパネル３の素子０に対するサンプルパネル４の素子０に対するサンプル・・・・・・・校正サンプル１パネル０の素子１に対するサンプルパネル１の素子１に対するサンプルパネル２の素子１に対するサンプルパネル３の素子１に対するサンプルパネル４の素子１に対するサンプル・・・・・・・等々。それゆえ、デマルチプレクサは、校正サンプル０を第１出力上へ、パネル０の素子０に対するサンプルを第２出力上へ、パネル１の素子０に対するサンプルを第３出力上へ、以下同様に分離し、次いで立ち戻って校正サンプル１を再び第１出力へ、パネル０の素子１に対するサンプルを第２出力上へ、以下同様に分離する。それゆえ、第１出力から逐次校正サンプル０、１、２、…、０、1、２…の流れが発生されかつ同期及び周波数補正ユニット４５へ送られるのに対して、出力２からパネル０の逐次素子０、１、２…に対するサンプル流が発生される。出力３からパネル１の逐次素子０、１、２…に対するサンプル流が発生される。同期及び周波数補正ユニット４５は、校正サンプルの優先既知順序を予期しかつ予期した校正サンプル流が受信されるまでデマルチプレクサ４３及び４４を同期させるためにクロック発生器４２のタイミングを制御するようにプログラムされる。例えば、サテライトが３１の展開可能フェーズドアレーパネルを含みかつ３２の合計多重サイクルに分散された１つの校正サンプルがあると考えよう。数３２は好適なことに２のべきであり、好適な理由は、非常に高速のマルチプレクサ又はデマルチプレクサは双極性トランジスタスイッチの２進木として容易に構成することができ、この場合、信号の対が第１段のマルチプレクサの集合内で多重化され、これらの対の対が第２段の更に高速のマルチプレクサの集合内で更に多重化され、以下同様であるからである。３２のうち３１サンプル毎サイクルの各々は、特定パネルに対して予定され、このパネルの各素子に予定されたサンプルの更に多重又は副多重から構成されることがある。例えば、パネル当たり１６の素子及び３１のパネルがあるとする。その結果、そのアレー内の素子の合計数は、３１×１６＝４９６である。アレー内素子の合計数は、校正サンプル及びマルチプレクサの第１段内で多重化されたパネルの数を変動することによって、又はパネル当たりの素子の数を変動することによって変化させられることがある。後者の場合、低速サブマルチプレクサはいかなる数の入力を備えるものでも構成するのが容易であるから、２のべきの多重サイクルを有することは重要ではない。いま、各素子が、約１ＭＨｚ帯域幅を用いて複合信号を放射すると考えると、ナイキストのサンプリング理論を満足するのに要する素子当たり毎秒の複素サンプルの数は、１００万サンプルである。Ｋ帯域リンクを通しての毎秒のサンプルの合計数は、５億１２００万であり、１６００万サンプル／秒の３２の副多重流を含み、これら１６００万サンプル／秒の流のうちの３１がそれぞれのアレーパネルに対するものであり、１つの１６００サンプル／秒の流れが校正サンプルから構成される。１６メガサンプル／秒の校正流は、＋１、−１、又は０のような既知の信号レベルで構成され、かつもし望むならばＩ及びＱの流れ上に１６メガビット符号を形成することができる。これは、同期を要求し及び維持するためにばかりでなくサテライトへ又はこれからハウスキーピング情報又は命令を送るためにも充分にして余りある情報である。校正サンプルは、一緒に複素サンプルを構成するＩサンプルとＱサンプルとで構成される。１＋ｊＱなる送信された複素サンプルは、Ａ・ｃｏｓ（θ）＋ｊＡ・ｓｉｎ（θ）として受信され、ここで、Ａは伝搬路上の減衰及び受信機内の増幅の後の受信された振幅であり、及びθはこの伝搬路上に導入された移相である。同期及び周波数補正ユニット４５は、このようなＩとＱ校正サンプルとの平方和を計算してＡ²を生じ、これを、受信機４１、デマルチプレクサ４３及び４４からの出力校正サンプルが所望振幅のものになるまで、受信機４１の利得を調節するのに使用することができる。これで以て確実にアレー信号サンプルもまた所望振幅を有するようになる。絶対移相θは重要ではなく、アレー信号の相対位相のみが重要である。しかしながら、θの変化率は周波数誤りを表現し、かつ同期及び周波数補正ユニット４５は同じ型式の逐次Ｉ及びＱ校正サンプルを合成することによって位相の変化率を計算し、及び次式を使用してＩ（ｉ−１）、Ｑ（ｉ−１）、及びＩ（ｉ）、Ｑ（ｉ）を計算することができる。Ｑ（ｉ）・Ｉ（ｉ−１）−Ｉ（ｉ）・Ｑ（ｉ−１）この式は、同じ型式の逐次校正サンプル間でどれだけ多くの位相が回転したかの計量を与え、かつそれゆえ周波数誤りの計量を与える。これを、周波数誤りが許容限界内に入るまで、Ｋ帯域受信機４１内に使用される局部発振器を補正するのに使用することができる。上例における１６００万ほどの、計算することのできるサンプル／秒の周波数誤りの数は、確実に高速精確自動周波数制御帰還ループを構成できるようにするには充分にして余りある。位相ロックループばかりでなく周波数ロックループを形成するために、絶対位相θの素子をまた自動周波数制御帰還内に含ませることができる。これは、Ａ・ｓｉｎ（θ）であるＱサンプルの素子を帰還ループ内に追加することによって行うことができ、この素子は制御されて零になり、したがってθを目標値零へ制御する。クロック発生器４２は、予期していた校正サンプルパターンを分離する同期ユニット４５の制御の下に同期させれるとき、また、各アレーパネルに対するそれぞれの分離された信号サンプルと共にこのパネルへ分散される出力クロックパルス及びフレーム指定ストローブを発生する。第５図は、いかにこのようなクロック及びストローブを特定のパネルの各素子に使用するかを示す。ユニット４２からのクロック信号は、バッファ増幅器３７ｂによってバッファされ、かつ計数器３３を駆動するために使用される。ユニット４２からのストローブ信号は、バッファ増幅器３７ｂ内でバッファされ、かつ計数器をリセットするために使用される。ストローブ信号は、例えば、校正サンプルがデマルチプレクサ４３及び４４によって分離される最中であるがアレーの素子サンプルは分離される最中でない時刻に相当し、この場合、ストローブは時分割多重様式からのアレーサンプル分離の開始をマークする。計数器３３は、ストローブの後、ロックパルスの数「Ｎ」で以てプログラムされ、ストローブの時点でサンプル及びホールド回路３４へのサンプリングパルスを発生する。これが、問題のアレーパネルの素子Ｎに対する信号をＩ及びＱ多重流から分離する。バッファ増幅器３８ａ、３８ｂは、サンプリングスイッチ３４からのグリッチがＩ及びＱ多重線路へ帰還されるのを防止し、このようにして、そのパネルの全ての素子に共通であるこの線路上の潜在的干渉を回避する。素子Ｎに対する分離されたＩ及びＱサンプルは、次いで、副多重サンプル速度（上例では１メガサンプル／秒）の半分より僅かに低い遮断周波数を有する低域通過フィルタ３５及び３６を使用して、連続変調波形に変換される。第６図は、第５図に示された回路によって作られた連続Ｉ及びＱ波形が、直角変調器を使用してＬ帯域搬送波を直角変調するのにいかに使用されるかを示す。所望Ｌ帯域中心周波数は局部発振器５６によって決定され、例えば、プリント配線アレーパネル上のストリップ線路トラックに沿う全ての素子に分散される。この局部発振器信号の部分は、このパネル上にまたプリントすることのできる方向性結合器５５を使用して線路５６からサンプルされる。バッファ増幅器５４内でバッファされた後、信号は、ヒルベルト回路網又は移相器５１を使用して９０度だけ位相が異なる成分に分割される。これらの成分は、それぞれＩ及びＱ平衡変調器を駆動し、これらの変調器はＩ及びＱ搬送波にＩ及びＱ変調を施す。次いで、変調されたＩ及びＱ搬送波が、加算接続点５８において加算されて、電力増幅器１０６を駆動する信号を発生する。いかなる相差も中間期間（ｍｅｄｉｕｍｔｅｒｍ）において固定され、安定であり、かつそのようであるとして地上局において基本的Ｉ及びＱサンプルの発生中に補償することができるので、異なる素子へ分散される局部発振器５６の相対位相を制御するステップを取る必要はない。参考資料として本明細書に組み入れられた米国特許出願第０８／１７９，９５３号は、このような因子の不完全な補償によって起こされるビーム形成誤りを判定し、このような測定値をサテライトを通して帰路リンク上の地上局へ周期的に送信する移動端末の使用を開示している。第７図は、本発明の１実施例による受信信号処理回路網の部分を示す。アレー素子又はサブアレーに受信された信号は、低雑音増幅器１０４によって増幅され、次いでフィルタ６４内で影像除去された後、信号は第１局部発振器信号６１とスーパヘテロダインすることによって混合器６４内で降周変換される。その結果の信号は、プリント配線トラックに沿う全ての素子に分散され、かつ各素子が方向性結合器６２及びバッファ増幅器６３を使用してこの信号の部分をサンプルする。適当な中間周波数に下げられた受信信号は、所望合計システム帯域幅（上例では１Ｍｈｚ）に適用される帯域通過フィルタ６５を使用してフィルタされる。フィルタされた信号は、次いで、信号を都合の良いレベルに上昇させる中間周波数増幅器６６を使用して更に増幅される。増幅された中間周波数信号は、次いで、直角復調器６９を使用して複素（Ｉ、Ｑ）ベースバンドに直角降周変換される。第２局部発振器は、ベースバンドに変換されるこの帯域幅の中心周波数を決定し、かつこの周波数が全ての素子に分散される。第８図に示された回路は、分散局部発振器の数を減らしかつシリコンチップ内へ集積するのに適さない回路構成要素の数を最小限にするように、これに或る修正を施すことができる。例えば、影像除去フィルタ６０を使用する代わりに、分流増幅器７４、直角電圧制御発振器７１からの直角局部発振信号によって駆動される混合器７２と７３、及び中間周波数ヒルベルト合成回路網７０を含む影像除去構成７５を使用することができる。もし第１及び第２局部発振器周波数を、これらの間に簡単な関係、例えば、３２：１を有するように選択するならば、分散される局部発振器の数を小さくすることができる。そこで、第１局部発振器周波数を増幅器７６によってバッファして、ディジタル分周器７７へ送りここで３２で分周した上で、位相比較器７８内で、バッファ８０及び８１によって線路６７からサンプルされた分散第２局部発振器信号と比較する。比較結果の誤り信号を、次いでループフィルタ７９を使用してフィルタし、直角電圧制御発振器７１の電圧制御入力に印加して、この発振器の周波数及び位相を制御する。このような回路もまた実行に移されており、ブロック７５、７７、７８、８０、８１、８２、及び６９の全てを含む単一チップ内へ集積されることがある。１０３、６５、及び７９のような集積化不能のフィルタだけがチップの外に残り、チップはシリコンの数平方ミリンメートルを占めるに過ぎない。更に、同じ技術を送信局部発振器信号５６を局部的に発生するのに使用することができ、それであるから単一規準信号のみをアレーパネルに沿う素子に分散するだけでよい。第９図はパネルの各素子からの信号をパネル多重信号に多重化する他の受信処理回路を示し、この回路は分散マルチプレクサ９１、９２及び最終的に全てのパネル信号の超多重化（ｓｕｐｅｒｍｕｌｔｉｐｌｘｉｎｇ）を使用し、超多重化は中央マルチプレクサ９３を使用し、このマルチプレクサは地上局において、サテライトについて説明したのと同様の用途、すなわち、同期捕そく、維持、自動利得制御及び自動周波数制御を実施するために校正信号を、取り扱う。分散マルチプレクサ９２及び９１を、第８図の回路を実現するために構想したのと同じチップ内に組み込むことができる。明らかなことであるが、もし受信処理用のクロック及びストローブを送信に使用するのと同じものにすることができるならば、クロック及びストローブを分散する線路の数は最小限になり、これは好適な解決である。本発明における多くの細い変形は、本明細書に組み入れられた米国特許第０８／１７９，９５３号に開示された資料を援用してこの技術の習熟者によって達成可能である。全てのこのような変形は、次の請求の範囲に記述された発明の範囲及び精神に包含されると考える。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも１つの第１局と複数の第２局との間の通信用サテライト中継局であって、第１数のヒンジ結合された能動アンテナパネルであって、前記能動アンテナパネルが第２数の能動アンテナ素子手段に信号を分散する時分割多重信号分散手段を少なくとも備え、前記第２数の能動アンテナ素子手段が各々送信電力増幅器に接続された放射素子、波形を変形するための入力を備える変調回路、及び前記信号分散線路上の信号をサンプルしかつ前記変調波形を形成するために前記サンプルされた信号をフィルタするサンプル及びホールド回路を備える、前記能動アンテナパネルを含む通信用サテライト中継局。２．請求の範囲第１項による通信サテライトであって、前記少なくとも１つの第１局からアレー素子信号の時分割多重を受信するフィーダリンク受信手段、及び前記信号分散手段を使用する分散のために前記能動アンテナパネルの各々に対して時分割多重信号を分離する多重分離手段を更に含む通信サテライト。３．請求の範囲第１項による通信サテライトであって、前記能動アンテナ素子手段がサブアレーに分割される、通信サテライト。４．少なくとも１つの第１局と複数の第２局との間の通信用サテライト中継局であって、第１数のヒンジ結合された能動アンテナパネルであって、前記能動アンテナパネルが第２数の能動アンテナ素子手段から信号サンプルを収集する時分割多重信号収集手段を少なくとも備え、前記第２数の能動アンテナ素子手段が各々低雑音増幅手段に接続された放射素子、前記低雑音増幅手段に接続された入力と降周変換された波形のための出力とを備える降周変換受信回路、及び前記降周変換された波形出力をサンプルしかつ前記収集手段に前記サンプルされた信号を印加するサンプリング回路、を少なくとも備える、前記能動アンテナパネルを含むサテライト中継局。５．請求の範囲第４項による通信サテライトであって、前記第１数の能動アンテナパネルの各々から前記サンプルされた信号を印加される前記信号収集手段に接続された入力と多重出力とを有する中央多重化手段、及び前記第２局から受信された前記能動アンテナ素子信号の時分割多重を前記少なくとも１つの第１局へ送信するために前記多重出力に接続されたフィーダリンク送信手段を更に含む通信サテライト。６．請求の範囲第４項による通信サテライトであって、前記能動アンテナ素子手段がサブアレーに分割される、通信サテライト。７．アンテナ素子のパネルを含むフェーズドアレーアンテナを使用する中継局によって第１局からの信号を少なくとも第２局へ中継する方法であって、前記第１局から信号を受信するステップ、前記受信された信号を増幅し、フィルタしかつ降周変換するステップ、前記降周変換された信号を複素Ｉ、Ｑベースバンドに変換するステップ、前記アンテナの各パネルに対する分離された信号サンプル流と校正サンプルとを発生するために前記変換された信号をサンプルするステップ、前記校正サンプルを使用して出力クロックパルスとフレーム指定ストローブとを発生するステップ、前記アンテナ素子のパネル上の特定の素子に対する前記信号サンプル流から信号サンプルを分離するために前記クロックパルスと前記フレーム指定ストローブとを使用してサンプリングパルスを発生するステップ、前記信号サンプルを連続変調波形に変換するステップ、駆動信号を発生するために前記連続変調波形を使用して搬送波を変調するステップ、前記特定のアンテア素子を使用して前記少なくとも前記第２局へ送信する信号を発生するために前記駆動信号で以て電力増幅器を駆動するステップを含む方法。