PL180378B1

PL180378B1 - Sposób i system bezprzewodowej lacznosci suborbitalnej PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL180378B1
Application number: PL94313220A
Authority: PL
Inventors: I Sherwin Seligsohn; Scott Seligsohn
Original assignee: Internat Multi Media Corp
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 2001-01-31
Also published as: ATE185659T1; ITRM940510A1; CN1073311C; BR9407157A; EP0711476B1; GB2296634B; EP0711476A1; FR2712128A1; GB9601719D0; GB2296634A; GR3032336T3; DE69421184D1; PL313220A1; HK1013180A1; US20030040273A1; CA2168353C; FR2712128B1; ES2113814B1; ITRM940510A0; EP0711476A4

Abstract

1. Sposób bezprzewodowej lacznosci suborbital- nej, polegajacy na tym, ze ustawia sie co najmniej jedna stacje przekaznikowa na wysokosci uprzednio ustalonej dla odbioru i nadawania sygnalów teleko- munikacyjnych do i ze stacji naziemnych i pozo- stalych stacji przekaznikowych, nadaje sie sygnal telekomunikacyjny z jednej ze stacji naziemnych, odbiera sie go na tej ustawionej stacji przekazniko- wej i nastepnie transmituje sie do drugiej stacji naziemnej, przy czym w trakcie nadawania i odbio- ru sygnalów telekomunikacyjnych do i ze stacji naziemnych i pozostalych stacji przekaznikowych te ustawiona stacje przekaznikowa utrzymuje sie na uprzednio ustalonej wysokosci, znamienny tym, ze ta uprzednio ustalona wysokosc miesci sie w grani- cach od 19 do 56 km i ze przemieszczaniem tej stacji przekaznikowej steruje sie w ten sposób, ze po stwierdzeniu aktualnej wysokosci i/lub polozenia nad ziemia stacji przekaznikowej oraz zidentyfko- waniu uprzednio ustalonej wysokosci i/lub poloze- nia tej stacji przekaznikowej, przemieszcza sie ja z aktualnej wysokosci i/lub polozenia do uprzednio ustalonej wysokosci i/lub polozenia. FIG. 1 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i system bezprzewodowej łączności suborbitalnej.

W szczególności wynalazek dotyczy systemu telekomunikacyjnego długotrwale usytuowanego na dużej wysokości w płaszczyźnie suborbitalnej, który jest poza jakimkolwiek systemem fizycznie związanym z ziemią i którego elementy pozostają wysoko na stacji przez długi czas.

Znane bezprzewodowe systemy łączności wykorzystują albo infrastruktury bazujące na ziemi albo zawieszone w przestrzeni kosmicznej (satelity). Systemy bazujące na ziemi obejmują maszty radiowe i anteny umieszczone na wysokich budynkach, wzniesieniach i tym podobnych miejscach. Stosuje się tu także balony uwiązane do ziemi. W systemach przestrzennych bazuje się na satelitach wyposażonych w urządzenia telekomunikacyjne.

Naziemne systemy łączności bezprzewodowej są znane od pierwszych dni istnienia radia. Zakres konfiguracji tych systemów obejmuje zarówno proste jedno- i dwukierunkowe połączenia radiowe, jak i sieci transmisji radiowej i telewizyjnej, aż do wyrafinowanych sieci komórkowych i propozycji osobistych sieci telekomunikacyjnych PCN (Personal Communications Network).

Stacje przekaźnikowe są przeznaczone do nadawania i odbioru transmisji radiowych do i z różnych miejsc. Ponieważ są one usytuowane na ziemi lub blisko ziemi, ich sygnały radiowe mają tendencję do bardziej poziomego niż pionowego rozchodzenia się. Zatem każda stacja przekaźnikowa ma ograniczony zasięg nadawania i odbioru sygnałów. Odległość, do jakiej mogą docierać sygnały radiowe jest ograniczona ze względu na: problemy z horyzontem wynikające z krzywizny ziemi; z nierówności terenu, z zadrzewienia i z powodu wysokich budynków znajdujących się na drodze propagacji. Powstają też zakłócenia pochodzące od innych sygnałów lub odbić sygnału nadawanego. Występują też problemy tłumienia wynikające z niepożądanej absorbcji transmitowanych sygnałów.

Dla zwiększenia zasięgu stosuje się urządzenia większej mocy i/lub zwiększa się wysokość zawieszenia stacji przekaźnikowych. Zwiększenie mocy sprzyja rozwiązywaniu problemów tłumienia i problemu zakłóceń od innych sygnałów, ale nie rozwiązuje problemów wynikających z zakrzywienia linii horyzontu, linii widzenia oraz zakłóceń od sygnału odbitego. Dlatego też korzystne staje się zwiększenie wysokości, na której umieszcza się stacje przekaźnikowe. Umieszcza się je na wieżach, wysokich budynkach i wierzchołkach gór. Redukuje się w ten sposób problemy, związane z horyzontem i linią widzenia, co wpływa na zwiększenie zasięgu stacji przekaźnikowej i pewne zmniejszenie tłumienia oraz zakłóceń od sygnałów odbitych. Niestety, ze względów geograficznych lub politycznych, nie zawsze daje się ulokować stacji przekaźnikowych w miejscach optymalnych, ze względu na trudności uzyskania pozwolenia od właściciela gruntów lub od rządu.

Niedogodności takie mogą do pewnego stopnia ulec złagodzeniu gdy bezprzewodowe urządzenia telekomunikacyjne będą unoszone przez balony na uwięzi. Jednakże balony na uwięzi mają swoje wady. Gdy balony będą uwiązane na małych wysokościach, ich zasięg nie będzie większy, niż zasięg stacji przekaźnikowej usytuowanej na wieży lub na dachu wysokiego budynku. Trudno wtedy usprawiedliwić koszt instalacji balonu. Także ponieważ praca balonów jest uzależniona od warunków pogodowych i od wiatru panujących na tych

180 378 wysokościach, balony mogą łatwo ulegać zniszczeniu co będzie związane z częstą ich wymianą.

Z drugiej strony, jeśli balony są uwiązane na wysokościach umożliwiających przekazywanie sygnałów telekomunikacyjnych w dość dużym obszarze, przez co stają się ekonomicznie opłacalne, niezależne od warunków pogodowych i trwałe w użyciu, to zarówno balony jak i uwiesia stają się niebezpieczne dla samolotów. Same uwiesia są narażone na naprężenia wywoływane stanem pogody. Co więcej, jest wysoce prawdopodobne, że uwiesie uszkodzonego balonu zostanie rozrzucone na odcinku setek, jeśli nie tysięcy lub dziesiątek tysięcy stóp, powodując zniszczenia i stwarzając ryzyko uszkodzenia dla osób. Ponadto, jeśli uwiesie spadnie na przewody elektryczne, istnieje ryzyko pożaru i awarii sieci energetycznej.

Wady te czynią balony na uwięzi niewygodnymi w użyciu jako elementy systemu telekomunikacyjnego, którego urządzenia winny pracować przez dłuższy czas.

Aby pokonać ograniczenia występujące w naziemnych bezprzewodowych systemach telekomunikacyjnych, buduje się systemy telekomunikacyjne bazujące na przestrzeni kosmicznej z wykorzystaniem technik satelitarnych, które rozwijają się już od pierwszych dni Sputnika (1957). Systemy satelitarne na orbitach geosynchronicznych (w przybliżeniu 35 km) stosowane są od wielu lat i są w dużym stopniu niezawodne. Podstawową ich zaletą jest duża wysokość, umożliwiająca jednemu satelicie nadawanie i odbiór sygnałów z obszaru na ziemi, obejmującego setki tysięcy kilometrów kwadratowych. Jednakże koszty produkcji, wystrzeliwanie i umiejscawianie satelity na orbicie są duże, a także ich wymiana. Z tego względu oraz ze względu na niezmiernie trudną obsługę tych obiektów, ze szczególną uwagą należy potraktować ich niezawodność.

Ponadto, ze względu na dużą wysokość zawieszenia satelity, występują opóźnienia transmisji radiowej, wynoszące około 1/8 sekundy w każdym kierunku. Ogranicza to znacznie zdolność satelity do przenoszenia i łączenia zwykłej, dwukierunkowej (dupleksowej) łączności głosowej. Również ze względu na dużą wysokość, urządzenia łączności radiowej wymagają wyższej mocy zasilania, niż porównywalne urządzenia naziemne. Podnosi to koszty i wpływa na ciężar i rozmiary urządzeń instalowanych tak w satelicie, jak i na ziemi.

Gdy satelita ulegnie uszkodzeniu, co niechybnie musi się zdarzyć, zarówno gdy chodzi o układ elektroniczny jak i o utratę orbity, próby odzyskania lub naprawy są niezmiernie kosztowne. Ponadto takie próby, niezależnie od tego, czy zakończą się sukcesem czy fiaskiem, zarówno dla personelu jak i dla urządzeń stwarzają ryzyko uszkodzenia lub strat. Z drugiej strony, uszkodzony satelita może pozostać na orbicie. Staje się on jeszcze jednym elementem kosmicznego żelastwa dopóki nie utraci orbity do tego stopnia, że przeleci przez atmosferę ku ziemi. Jeśli w czasie tego spadania satelita nie ulegnie całkowitemu zniszczeniu, może spowodować obrażenia i straty wśród ludzi i mienia.

W celu rozwiązania problemów związanych z eksploatacją istniejących systemów satelitarnych na dużej wysokości, zaproponowano, by satelity orbitowały na wysokościach około 800 km lub około 8000 km. Powoduje to obniżkę zapotrzebowania mocy i redukcję opóźnień czasowych, ale jednocześnie staje się przyczyną innych niedogodności. Chodzi o to, że na tych niższych wysokościach satelity nie są geosynchroniczne. Dlatego, w czasie jednego konkretnego połączenia sygnały telekomunikacyjne musiałyby być przesyłane pomiędzy kilkoma satelitami. Dzieje się tak dlatego, że położenie obwodowe każdego satelity względem ziemi ciągle się zmienia. Zatem, satelita znajdujący się nad stacją naziemną na początku łączności, może w czasie jej trwania orbitować do takiego stopnia, że straci sygnał od tej stacji. Dla podtrzymania połączenia, sygnał z ziemi będzie musiał być przekazywany do innego satelity, który akurat znajduje się bliżej tej stacji naziemnej. Aby to się zdarzyło, satelity winny być programowane. Muszą więc być realizowane bardzo złożone cechy programu. Poza tym, producenci nie uzgodnili jeszcze optymalnych wysokości, kątów propagacji sygnału oraz co do tego, jak poradzić sobie z przesunięciami Dopiera. Co więcej, orbity satelitów, ze względu na ich małą wysokość, będą szybciej tracone, niż orbity satelitów umieszczonych na większych wysokościach. Zatem zarówno satelity, jak i urządzenia na

180 378 nich zamontowane, będą musiały być częściej wymieniane, co znowu spowoduje znaczny wzrost kosztów eksploatacji systemu.

W opisie patentowym GB-A-2082995 zostało ujawnione lekkie urządzenie przystosowane do transportu powietrznego, które jest zdolne do utrzymywania położenia w górnej warstwie atmosfery i do pracy jako telekomunikacyjna stacja przekaźnikowa. Urządzenie zawiera środki do wytwarzania siły nośnej, pobierające energię z otoczenia, na przykład za pomocą baterii słonecznych.

Ż opisu patentowego FR-A-2282366 jest znany sposób niszczenia balonu za pomocą zdalnego sterowania obciążeniem podczas powrotu na ziemię z zastosowaniem spadochronu.

W opisie patentowym EP-A-0371529 ujawniono balon, w którym temperatura gazu jest regulowana przez ilość energii słonecznej dostającej się do balonu.

W New York Times z dnia 7 czerwca 1994, rozdział C, str. 1 został ujawniony balon Odyssey, zaprojektowany przez Albuquerque, Nowy Meksyk. Sposób sterowania wysokością tego balonu polega na wyposażeniu go w centralną komorę rozszerzalną, wypełnioną gazem lżejszym od powietrza, która jest otoczona komorą zewnętrzną faktycznie nierozszerzalną, wypełnioną powietrzem. Aby zmniejszyć wysokość, do zewnętrznej komory wtłacza się sprężone powietrze, zaś aby zwiększyć wysokość, wypuszcza się powietrze z komory zewnętrznej.

Przedstawione problemy można znacznie ograniczyć poprzez zastosowanie infrastruktury telekomunikacyjnej z trwale wysoko zawieszonymi, naprawialnymi stacjami telekomunikacyjnymi. Urządzenia te utrzymywane w wyznaczonym położeniu w płaszczyźnie suborbitalnej mogłyby odbierać sygnały telekomunikacyjne ze stacji naziemnej i przekazywać je do innej podobnej wysoko zawieszonej stacji lub do innej stacji naziemnej.

Ponieważ propagacja sygnałów radiowych do i od stacji przekaźnikowych jest raczej pionowa, problemy linii widzenia, zakłóceń odbiciowych i tłumienia zostałyby w ten sposób zminimalizowane. Blokada, odbijanie lub absorbcja sygnałów radiowych przez wysokie budynki, drzewa lub przeszkody terenowe byłyby mało prawdopodobne. Oznacza to, że dla wysłania sygnału na zadaną odległość należałoby zużyć mniej mocy niż w przypadku, gdyby ten sygnał był przesyłany poziomo przy ziemi lub blisko ziemi. Poza tym, ponieważ taki system pracowałby na wysokościach wynoszących mniej, niż dziesięć procent wysokości proponowanej dla najniższych systemów satelitarnych, przesyłanie sygnałów telekomunikacyjnych wymagałoby zużycia mniej energii zasilającej, a problem wielkości opóźnień transmisyjnych byłby do pominięcia.

To zostanie rozwiązane przez stosunkowo tani, wydajny bezprzewodowy system telekomunikacji, bez ograniczeń ekonomicznych i fizycznych, związanych z naziemnymi infrastrukturami sieciowymi, systemami wykorzystującymi balony na uwięzi lub infrastruktury orbitujące w przestrzeni kosmicznej.

Sposób bezprzewodowej łączności suborbitalnej, polegający na tym, że ustawia się co najmniej jedną stację przekaźnikową na wysokości uprzednio ustalonej dla odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych do i ze stacji naziemnych i pozostałych stacji przekaźnikowych, nadaje się sygnał telekomunikacyjny z jednej ze stacji naziemnych, odbiera się go na tej ustawionej stacji przekaźnikowej i następnie transmituje się do drugiej stacji naziemnej, przy czym w trakcie nadawania i odbioru sygnałów telekomunikacyjnych do i ze stacji naziemnych i pozostałych stacji przekaźnikowych tę ustawioną stację przekaźnikową utrzymuje się na uprzednio ustalonej wysokości, która według wynalazku mieści się w granicach od 19 do 56 km, a przemieszczaniem tej stacji przekaźnikowej steruje się w ten sposób, że po stwierdzeniu aktualnej wysokości i/lub położenia nad ziemią stacji przekaźnikowej oraz zidentyfkowaniu uprzednio ustalonej wysokości i/lub położenia tej stacji przekaźnikowej, przemieszcza się ją z aktualnej wysokości i/lub położenia do uprzednio ustalonej wysokości i/lub położenia.

Korzystnie, stację przekaźnikową ustawia się nad ziemią na uprzednio ustalonej wysokości przez nadmuchanie gazem jej balonu w odpowiedzi na sygnał z ruchomej stacji naziemnej, zaś sprowadza się ją do uprzednio określonego położenia na ziemi przez wypuszczanie gazu z balonu w odpowiedzi na sygnał z ruchomej stacji naziemnej.

180 378

Korzystnie, wysokością stacji przekaźnikowej steruje się przez zmianę temperatury gazu w balonie, a temperaturą gazu steruje się poprzez sterowanie ilością energii promieniowania słonecznego, która dostaje się do balonu.

Korzystnie, ilością promieniowania słonecznego dostającego się do balonu steruje się poprzez zmianę przezroczystości powłoki balonu.

Korzystnie, stacje przekaźnikowe nad gęściej zaludnionymi obszarami umieszcza się na mniejszych wysokościach niż stacje przekaźnikowe nad rzadziej zaludnionymi terenami.

Korzystnie, stacjom przekaźnikowym umieszczonym nad gęściej zaludnionymi obszarami ustala się wąskie zogniskowanie kąta odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych, zaś stacjom przekaźnikowym umieszczonym nad rzadziej zaludnionymi obszarami ustala się szerokie zogniskowanie kąta odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych.

Korzystnie, przemieszczenie boczne stacji przekaźnikowej dokonuje się przez przyłożenie do niej siły ciągu w kierunku, w którym ma się ona poruszać.

Korzystnie, do wytwarzania siły ciągu oraz do nadawania i odbioru sygnałów telekomunikacyjnych wykorzystuje się energię zmagazynowaną w stacji przekaźnikowej lub odebraną przez tę stację.

Korzystnie, energią zmagazynowaną lub odbieraną w stacji przekaźnikowej jest energia słoneczna, mikrofalowa, wiatrowa lub chemiczna.

Korzystnie, w przypadku gdy stacja przekaźnikowa złożona jest z sekcji, sygnały telekomunikacyjne z i do stacji naziemnych i/lub pozostałych stacji przekaźnikowych odbiera się i nadaje selektywnie w co najmniej jednej z tych sekcji, do której energię umożliwiającą łączność telekomunikacyjną przekazuje się z co najmniej jednej z pozostałych sekcji tej stacji przekaźnikowej.

Korzystnie, sygnały telekomunikacyjne z i do stacji naziemnych i/lub pozostałych stacji przekaźnikowych odbiera się i nadaje selektywnie w co najmniej dwóch sekcjach stacji przekaźnikowej, a w przypadku utraty zdolności do nadawania i/lub odbioru sygnałów telekomunikacyjnych przez jedną z tych sekcji, kontynuuje się nadawanie i/lub odbiór sygnałów telekomunikacyjnych w drugiej sekcji i utrzymuje się w ten sposób ciągłość pracy stacji przekaźnikowej.

Korzystnie, energią przekazywaną między sekcjami stacji przekaźnikowej jest energia mikrofalowa, którą.przetwarza się w energię elektryczną i wykorzystuje się ją w łączności telekomunikacyj nej.

Korzystnie, sygnałom telekomunikacyjnym łączności suborbitalnej przydziela się takie same częstotliwości jak częstotliwości przydzielone sygnałom telekomunikacyjnym łączności naziemnej.

Korzystnie, sygnał telekomunikacyjny z pierwszej stacji naziemnej nadaje się do pierwszej stacji przekaźnikowej, następnie transmituje się go z pierwszej stacji przekaźnikowej do drugiej stacji przekaźnikowej, a potem z drugiej stacji przekaźnikowej do drugiej stacji naziemnej.

System bezprzewodowej łączności suborbitalnej zawierający co najmniej dwie stacje naziemne z nadajnikami i odbiornikami sygnałów telekomunikacyjnych oraz co najmniej jedną stację przekaźnikową z odbiornikiem i nadajnikiem sygnałów telekomunikacyjnych umieszczoną na uprzednio określonej wysokości nad ziemią i wyposażoną w urządzenia sterujące pionowym przemieszczaniem tej stacji przekaźnikowej na uprzednio określoną wysokość i utrzymaniem się na tej wysokości, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że co najmniej jedna stacja przekaźnikowa wprowadzona jest na uprzednio ustaloną wysokość, która mieści się w granicach 19 do 56 km, przy czym stacja przekaźnikowa zawiera także urządzenia sterujące poziomym przemieszczaniem co najmniej jednej stacji przekaźnikowej do uprzednio określonego położenia i utrzymaniem jej w tym położeniu, przy czym urządzenia te są złożone z urządzeń selektywnej lub jednoczesnej identyfikacji aktualnej i uprzednio określonej wysokości lub położenia stacji przekaźnikowej oraz z urządzeń do jej przemieszczania z aktualnej wysokości lub położenia do uprzednio określonej wysokości łub położenia.

180 378

Korzystnie, urządzenia sterujące przemieszczaniem na uprzednio określoną wysokość i/lub położenie zawierają układ napędowy i układ selektywnej aktywacji tego układu napędowego.

Korzystnie, co najmniej jedna stacja naziemna jest połączona z podstawową naziemną siecią telekomunikacyjną.

Korzy stnie^ co najmniej jedna ze stacji naziemnych jest stacją ruchomą.

Korzystnie, urządzenia sterujące przemieszczaniem poziomym stacji przekaźnikowej zawierają układ' napędowy i układ elektryczny zasilający ten układ napędowy.

Korzystnie, stacja przekaźnikowa zawiera urządzenie nadmuchiwane gazem wraz z dołączonym do niego układem wypuszczania gazu.

Korzystnie, urządzeniem nadmuchiwanym gazem jest balon.

Korzystnie, balon zawiera spadochron z linkami sterującymi jego opadaniem oraz układ sterowania wysokością.

Korzystnie, układem sterowania wysokością jest regulator temperatury gazu w balonie.

Korzystnie, co najmniej część powłoki balonu stanowi materiał elektrochromatyczny lub fotochromatyczny.

Korzystnie, system zawiera co najmniej trzy stacje przekaźnikowe, przy czym co najmniej jedna z nich jest złożona z sekcji, z których co najmniej jedna ma urządzenie odbiorczo/nadawcze sygnałów telekomunikacyjnych z i do stacji naziemnych i/lub pozostałych stacji przekaźnikowych, a co najmniej jedna z pozostałych sekcji ma urządzenie zasilające urządzeń odbiorczo/nadawczych i/lub urządzeń sterujących poziomym i pionowym przemieszczaniem stacji przekaźnikowych.

Korzystnie, co najmniej dwie sekcje mają urządzenia odbiorczo/nadawcze sygnałów telekomunikacyjnych z i do stacji naziemnych i/lub pozostałych stacji przekaźnikowych.

Korzystnie, co najmniej dwie sekcje mają urządzenia zasilające urządzeń odbiorczo/nadawczych i/lub urządzeń sterujących poziomym i pionowym przemieszczaniem stacji przekaźnikowy ch.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat systemu bezprzewodowej łączności suborbitalnej; fig. 2 - stację przekaźnikową w rzucie pionowym; fig. 3 - system napędowy stacji przekaźnikowej z fig. 2; fig. 4 - alternatywny przykład wykonania systemu napędowego stacji przekaźnikowej z fig. 2; fig. 5A - stację przekaźnikową zawierającą trzy sekcje, w widoku z góry; fig. 5B - stację przekaźnikową zawierającą trzy sekcje, w widoku z boku; fig. 6A, 6B i 6C - stacje przekaźnikowe na samolotach; fig. 7A i 7B - alternatywny przykład realizacji systemu bezprzewodowej łączności suborbitalnej; fig. 8 - fragment stacji przekaźnikowej z fig. 1 z układem deflacyjnym balonu; fig. 9 - drugi przykład realizacji układu deflacyjnego z fig. 8 zaś fig. 10 przedstawia stację przekaźnikową w czasie jej sprowadzania na ziemię.

Jak pokazano na fig. 1, system bezprzewodowej łączności suborbitalnej 10 składa się z części naziemnej 12 i części nadziemnej 14.

Część naziemna 12 może obejmować konwencjonalne sieci telefoniczne 16 z odgałęzieniami przyłączonymi do stacji naziemnej 18, wyposażonej w odpowiednie urządzenie nadawczo-odbiorcze dalekiego zasięgu, takie jak antena 20. Część naziemna 12 może obejmować również telefony ruchome, takie jak dobrze znane telefony komórkowe, które mogą być przenoszone przez człowieka^:22 lub zamontowane na pojazdach 24. Anteny 20 są wykorzystywane do nadawania i odbioru sygnałów telekomunikacyjnych do i od wysoko zawieszonej, suborbitalnej stacji przekaźnikowej 28, usytuowanej na wysokości od 19 do 56 km nad ziemią.

Najlepiej, gdy takich stacji przekaźnikowych 28 jest więcej, a każda z nich ulokowana jest w stałym położeniu nad ziemią. Takie stacje przekaźnikowe 28 mają pozostawać w górze co najmniej przez 20 do 30 dni.

Każda stacja przekaźnikowa 28 zawiera urządzenie do odbierania sygnałów telekomunikacyjnych z anteny 20 stacji naziemnej 18, z telefonu komórkowego człowieka 22 lub pojazdu 24, a następnie do przekazywania ich do anteny 118 innej stacji naziemnej 120, telefonu komórkowego innego człowieka 122 lub innego pojazdu 124. Może to się odbywać

180 378 bezpośrednio, bądź też za pośrednictwem innej stacji przekaźnikowej 130. Gdy sygnały telekomunikacyjne wracają do części naziemnej 12 systemu bezprzewodowej łączności suborbitalnej 10, rozmowy telekomunikacyjne realizowane są dalej w sposób konwencjonalny.

Stacja przekaźnikowa 28 jest wyposażona w urządzenie unoszące. Aczkolwiek do lotów na dużych wysokościach używane są zwykłe balony zero-ciśnieniowe, to jednak nie nadają się one do stosowania w urządzeniach, które muszą pracować przez okres dłuższy, niż tydzień lub około dziesięciu dni. Dzieje się tak dlatego, że gaz w balonach zero ciśnieniowych ochładza się nocą i zwiększa swą gęstość. W wyniku tego, opada on, dopóki nie osiągnie wysokości gęstościowej odpowiadającej jego własnej gęstości. Dlatego też, aby pozostać w górze,· balon zero-ciśnieniowy musi w ciągu każdej nocy tracić około 8 do 9% swego ciężaru po to, by skompensować wzrost swej gęstości. Inaczej spadnie na ziemię.

Natomiast odpowiednim urządzeniem unoszącym, może być urządzenie nadmuchiwane gazem lżejsze od powietrza, takie jak np. wysokościowy nadciśnieniowy balon 32. Nadciśnieniowy balon 32 ma tę właściwość, że może pływać na uprzednio określonej wysokości gęstościowej. Uzyskuje się to poprzez równoważenie ciśnienia napompowania balonu i ciężaru zamontowanego na nim sprzętu, w stosunku do oczekiwanego ciśnienia i temperatury otaczającego powietrza na żądanej wysokości gęstościowej. Zaobserwowano, że urządzenia tego rodzaju utrzymują dużą stabilność pionową w czasie całej doby mimo, że są narażone na ogromne fluktuacje temperatury.

Urządzeniem unoszącym może być również udoskonalony balon zero-ciśnieniowy, wyposażony w elementy do sterowania podgrzewaniem gazu zawartego w balonie w ciągu nocy oraz jego ochładzaniem w ciągu dnia. W ten sposób, sterowanie temperaturą gazu zmniejsza ilość balastu, jaki musiałby być w ciągu każdej nocy wyrzucany.

Alternatywnym rozwiązaniem urządzenia unoszącego może być nadciśnieniowy balon zero-ciśnieniowy. Jest to zwykły balon zero-ciśnienowy wyposażony w wentyle zamykające. Umożliwia to utrzymywanie ciśnienia do określonych granic w czasie lotu, poprzez kontrolowane upuszczanie gazu przez wentyl. Zmniejsza to ilość balastu, który trzeba wyrzucać, gdy gaz ochładza się w czasie nocy, ponieważ zwykły balon zero-ciśnieniowy zwiększa swą gęstość i traci wysokość.

Mimo, że nadciśnieniowy balon zero-ciśnieniowy podlega również dobowym zmianom wysokości, to jednak wymaga on znacznie mniejszych zrzutów balastu i upustów gazu, niż balon zero-ciśnieniowy z regulacją ciepła. Dlatego też zarówno czas lotu nadciśnieniowego balonu zero-ciśnieniowego jak i obciążenie sprzętem mogą być znacznie wyższe, niż w przypadku balonu zero-ciśnieniowego. Jednakże, kurczenie się i rozszerzanie gazu zawartego wewnątrz balonu w cyklu dobowym, któremu towarzyszą zmiany wysokości, wywołuje ogromne naprężenia balonu. Dlatego też ciężar sprzętu unoszonego przez balon zmniejsza się.

Istnieje zatem konieczność sterowania wysokością balonu oraz rozszerzaniem się i kurczeniem gazu zawartego wewnątrz balonu, po to aby zredukować naprężenia. Realizuje się to przez zastosowanie środków do sterowania ilością gazu wewnątrz balonu, który jest nagrzewany w czasie dnia i ochładzany w czasie nocy. W ten sposób, stopień naprężeń balonu jest sterowany, a obciążenie jakie może on unosić w ciągu względnie długich okresów czasowych sięga od trzech do czterech ton.

Ilość ciepła wewnątrz balonu jest sterowana przez zastosowanie odpowiednio przezroczystego, elektrochromatycznego lub fotochromatycznego materiału na powłokę balonu lub na część tej powłoki. Zatem, powłoka balonu jest zasadniczo przezroczysta przy małym oświetleniu i w czasie nocy. Umożliwia to cieplnej energii promienistej wniknięcie do balonu i ogrzewanie jego wnętrza w sposób podobny jak szklarni. W czasie dnia, światło słoneczne lub sygnał wysyłany z ziemi powoduje, że powłoka balonu staje się odblaskowa lub nieprzezroczysta. Obniża to ilość energii promienistej przedostającej się balonu, a przez to, utrzymywanie stosunkowo chłodnego wnętrza balonu.

W części naziemnej 12 systemu bezprzewodowej łączności suborbitalnej 10 znajduje się wiele stacji śledzących 36. Są one wyposażone w dobrze znane urządzenia do identyfi

180 378 kacji i wykrywania położenia i wysokości poszczególnych stacji przekaźnikowych 28, niezależnie od tego, czy są one w grupie czy nie.

System śledzenia jest po to, aby sprowadzić stację przekaźnikową 28 na przypisane jej położenie, w przypadku gdy stacja śledząca 36 wykryje, że położenie to uległo przesunięciu. W celu utrzymywania stacji przekaźnikowych 28 w stałym położeniu, system śledzenia jest sterowany automatycznie z wykorzystaniem systemu sterowania opartego na logice rozmytej.

Jak to przedstawiono na fig. 2, każda stacja przekaźnikowa 28 zawiera jeden blok urządzeń 38. W korzystnym przykładzie realizacji wynalazku, blok urządzeń 38 ma pokład. Jednakże taki blok urządzeń 38 może mieć dowolny wygodny kształt i wielkość taką, żeby wystarczała do unoszenia urządzeń niezbędnych do wypełnienia zadań stacji przekaźnikowej 28.

Pokazany na fig. 2 i 3 blok urządzeń 38 zawiera obudowę 40 unoszoną przez balon 32. Obudowa 40 zawiera nadajnik i odbiornik sygnału telekomunikacyjnego 44 oraz antenę 48 do łączności z ziemią. Antena 48 służy do odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych pomiędzy antenami 20 stacji naziemnych 18 i stacją przekaźnikową 28. Stacja przekaźnikowa 28 posiada również zestaw anten 52 przystosowanych do odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych od i do innych stacji przekaźnikowych 130. Obudowa 40 zawiera również moduł naprowadzania 56, który nadaje sygnały identyfikacji i położenia do stacji śledzących 36. Odbiera on rozkazy od stacji śledzącej 36 do wyzwalania układu napędowego. Antena naprowadzania 58 jest przeznaczona do komunikacji pomiędzy stacją śledzącą 36 i modułem naprowadzania 56.

Na obudowie 40 zamontowane jest reaktywowalny zasilacz 60, który zawiera zestaw baterii słonecznych 64. Baterie słoneczne 64 w znany sposób przechwytują promienie słoneczne i przetwarzają je na energię elektryczną, którą wykorzystuje się do zasilania urządzenia telekomunikacyjnego oraz do naprowadzania i napędu stacji przekaźnikowej 28.

Ponadto zasilacz 60 może zawierać zestaw wiatrowskazów 68. Mogą być one zorientowane w różnych kierunkach w taki sposób, żeby co najmniej niektóre z nich były zawsze skierowane ku dominującym wiatrom. Wiatrowskazy 68 wytwarzają energię elektryczną w znany sposób, która to energia może być również wykorzystana do zasilania urządzeń telekomunikacyjnych, naprowadzania i napędu stacji przekaźnikowej 28.

Pokazany na fig. 4 blok urządzeń 3 8 stacji przekaźnikowej 28 ma inne źródło zasilania 66, które jest elementem mikrofalowego systemu energetycznego. W skład tego systemu wchodzi naziemny generator mikrofalowy (nie pokazany), który wytwarza wiązkę energii mikrofalowej o częstotliwości około 35 GHz. Wiązka ta jest kierowana do receptorów 80 na stacji przekaźnikowej 28 i tu zostaje przetworzona na prąd stały. Energia mikrofalowa może być również dostarczana ze źródła umieszczonego na orbicie lub z wolnej przestrzeni.

W sposób podobny do słonecznego systemu energetycznego, mikrofalowy system energetyczny może zasilać urządzenia telekomunikacyjne znajdujące się na stacji przekaźnikowej 28, jak również zapewnić zasilanie do jej naprowadzania i napędu.

Dodatkowo, stacja przekaźnikowa 28 może być wyposażona w co najmniej jeden nadajnik mikrofalowy i odpowiednie urządzenia do nakierowania nadajnika mikrofalowego na mikrofalowe urządzenie odbiorcze innej stacji przekaźnikowej 130 tak, żeby inny generator mikrofalowy naziemny był w stanie doprowadzać energię mikrofalową do stacji przekaźnikowej 130.

Jak pokazano na fig. 3 i 4, układ napędowy stacji przekaźnikowej 28 może zawierać zestaw silników rakietowych 108 lub silników odrzutowych 90 albo śmigieł 94. Silniki odrzutowe 90 i śmigła 94 ustawione są w płaszczyźnie horyzontalnej wzdłuż wzajemnie prostopadłych osi i podtrzymywane są w podwieszonej gondoli 100 na obudowie 40. Poprzez selektywne wyzwalanie różnych silników odrzutowych 90 lub śmigieł 94 stację przekaźnikową 28 kieruje się do uprzednio określonego położenia nad ziemią i utrzymuje się ją w tym położeniu.

W miarę potrzeb można umieścić dodatkowe silniki odrzutowe 90 lub silniki rakietowe 108 albo śmigła 112, na osiach pionowych, w celu wspomagania przy wprowadzaniu

180 378 stacji przekaźnikowej 28 na uprzednio określoną wysokość podczas wystrzeliwania jej lub naprowadzania w przypadku, gdy zdryfuje ona od zadanej wysokości dalej niż to jest dopuszczalne.

Dryfowanie stacji przekaźnikowych 28 od zadanych położeń wykrywają naziemne stacje śledzące 36. Stacje śledzące 36 następnie wyzwalają człony napędowe na stacjach przekaźnikowych 28, w wybranych interwałach czasowych w celu ustawienia ich z powrotem w zadanym położeniu.

W alternatywnym rozwiązaniu, przedstawionym na fig. 5A i 5B, każda stacja przekaźnikowa 28 może zawierać od dwóch do czterech sekcji 34. Każda sekcja 34 wyposażona jest w blok urządzeń 38, który jest niezależnie unoszony przez własne urządzenie unoszące, tj. balon 32.

Niektóre bloki urządzeń 38 unoszą wyposażenie telekomunikacyjne, podczas gdy inne bloki urządzeń 38 zawierają urządzenia wytwarzające i transmitujące energię zasilania. W ten sposób, energia jest przesyłana z modułów wytwarzania energii przez promieniowanie energii mikrofalowej do anten modułów telekomunikacyjnych. Ponieważ jest kilka sekcji 34 składających się na stację przekaźnikową 28, każda z tych sekcji 34 może być mniejsza i lżejsza, niż gdyby tylko jeden blok urządzeń 38 wchodził w skład stacji przekaźnikowej 28. Co więcej, zaopatrzenie w zestaw sekcji 34 stwarza nadmiarowość, która umożliwia utrzymanie stacji przekaźnikowej 28 w stanie działania, jeśli urządzenia jednej z sekcji 34 ulegną uszkodzeniu.

Innym rozwiązaniem, przedstawionym na fig. 6A, 6B i 6C, jest zastosowanie zamiast balonów 32, lekkich, bezzałogowych samolotów 114. Samoloty 114 mogą być sterowane z ziemi przy pomocy ogólnie znanych technik. Jednakże, są tu one mniej przydatne niż balony 32. A to dlatego, że aby utrzymać się w górze, muszą ciągle zmieniać swe położenie, oraz dlatego, że obciążenie jakie można na nich zamontować jest ograniczone przez, wymaganą dla osiągnięcia dużych wysokości, niską wagę samolotu 114.

Energia potrzebna do utrzymania samolotów 114 w górze przez dłuższy czas jest uzyskiwana z energii słonecznej (fig. 6A). W tym przypadku samolot 114 jest w istocie latającym skrzydłem złożonym z wysoko wydajnych płyt ogniw słonecznych 116. Ogniwa słoneczne 116 w skrzydle mogą napędzać silniki elektryczne oraz system akumulacji energii.

Dodatkowo, aby uzyskać dłuższe okresy latania, można zastosować regeneracyjne, wodorowo-tlenowe ogniwa paliwowe 118 (fig. 6B).

Ponadto, lekki samolot 114 może być zasilany energią mikrofalową promieniowaną do anteny 126 samolotu 114 z transmitującego reflektora miskowego 128 na ziemi lub gromadzoną z energii mikrofalowej w przestrzeni kosmicznej (fig. 6C).

W czasie pracy systemu bezprzewodowej łączności suborbitalnej 10, odbiorca nie odczuwa jego istnienia. Tak więc, kiedy nastąpi wywołanie telefoniczne, sygnały telekomunikacyjne będą przekazywane od telefonu wywołującego, przez konwencjonalną sieć telefoniczną 16, do stacji naziemnej 18 związanej z jej położeniem. Antena 20 tej stacji wypromieniuje sygnał telekomunikacyjny, odpowiadający tej rozmowie telefonicznej, do najbliższej stacji przekaźnikowej 28. Obwód przełączeniowy znanego typu, skieruje sygnał do innej stacji naziemnej 120, zlokalizowanej w pobliżu odbiorcy. Jeśli odbiorca znajduje się dalej, sygnał będzie przesłany do dalszej stacji przekaźnikowej 130, z której będzie skierowany do przenośnego telefonu komórkowego innego człowieka 122 lub innego pojazdu 124, albo też do jeszcze innej stacji naziemnej 140, położonej w pobliżu odbiorcy. Sygnał odebrany przez inną-ze stacji naziemnych 120 lub 140 zostanie przetransmitowany do telefonu odbiorcy przez¹ konwencjonalną sieć telefoniczną. Po takim zestawieniu łącza telekomunikacyjnego pomiędzy dwoma telefonami przy pomocy stacji naziemnych i przekaźnikowych, strony mogą się porozumieć.

Ponieważ stacje przekaźnikowe znajdują się na wysokości około 19 do 56 km, są one poza zasięgiem niesprzyjającej pogody. Nie mniej jednak, przy takiej wysokości, wymagania na moc sygnałów telekomunikacyjnych są dość niewielkie by pozwolić na stosowanie takich samych częstotliwości, jak stosowane w transmisji naziemnej. Oznacza to, że można stosować istniejące przydzielone częstotliwości telekomunikacyjne. Ze względu na to,

180 378 że dla tych częstotliwości opracowano już dość wiele urządzeń technicznych, koszty wprowadzenia tego nowego systemu nie są wysokie. Co więcej, maksymalne wykorzystanie istniejących częstotliwości można osiągnąć, wykorzystując znane cyfrowe techniki wielodostępu, takie jak wielodostęp z podziałem częstotliwości FDMA (Freąuency Division Multiple Access), wielodostęp z podziałem czasu TDMA (Time Division Multiple Access), wielodostęp kodowy CDMA (Codę Division Multiple Access), lub kombinację tych technik.

Dlatego też, w porównaniu z sygnałami telekomunikacyjnymi od satelitów, sygnały generowane w systemie telekomunikacyjnym, według wynalazku są stosunkowo słabe, ponieważ przebywają krótszą drogę. Jest to szczególnie korzystne, ponieważ możliwość stosowania słabszego sygnału powoduje, że zarówno nadajniki, jak i odbiorniki są mniejsze, lżejsze i wymagają mniej energii zasilającej.

Ten aspekt systemu telekomunikacyjnego jest jeszcze bardziej widoczny w przypadku, gdy stacje przekaźnikowe 28 nad obszarami o gęstym zaludnieniu 132 pracują na mniejszych wysokościach i/lub z węziej zogniskowanym kątami odbioru i propagacji 142, w porównaniu z innymi stacjami przekaźnikowymi 28 pracującymi nad mniej zaludnionymi obszarami 134 na większych wysokościach i/lub posiadającymi szerzej zogniskowane kąty odbioru i propagacji 144 (fig. 7A i 7B). Dzięki takim działaniom redukuje się zasadniczo niezrównoważenie dynamiki ruchu obsługiwanego przez różne stacje przekaźnikowe 28, wchodzące w skład systemu 10. Co więcej, jak już wcześniej wyjaśniono, stacje przekaźnikowe 28 przeznaczone dla gęściej zaludnionych obszarów 132 mogą pracować z niższym poziomem mocy. Zmniejszyć to może koszty eksploatacji. Jest to dodatkowa zaleta w stosunku do systemu satelitarnego, ponieważ w takim systemie, zmniejszenie wysokości orbity jakiegoś satelity będzie zwiększać szybkość jego utraty i skracać czas działania.

Każda stacja przekaźnikowa 28 wyposażona jest w układ sprowadzania na ziemię 150 (fig. 2, 8, 9 i 10). Układ ten składa się z urządzenia deflacyjnego 152 i zdalnie sterowanego powrotnego spadochronu 154.

W przykładzie realizacji, przedstawionym na fig. 2 i 8, urządzenie deflacyjne 152 zawiera obudowę 160 uformowaną integralnie z odpowiednim urządzeniem lżejszym od powietrza, np. balonem 32. Obudowa 160 ma wystający na zewnątrz i skierowany promieniowo kołnierz 164, integralnie połączony z balonem 32 albo za pomocą kleju albo techniką spawania. Kołnierz 164 podtrzymuje skierowaną w dół zwykle cylindryczną ściankę 168, która podtrzymuje denną ściankę 172. Denna ścianka 172 (fig. 8) jest ograniczona siatką z otworami tak, że obudowa 160 jest połączona z wnętrzem balonu 32 i znajduje się pod tym samym ciśnieniem.

W pobliżu swej górnej krawędzi cylindryczna ścianka 168 podtrzymuje skierowaną do wewnątrz kryzę 176. Krucha pokrywa 184 jest połączona z kryzą 176 w sposób hermetyczny. Osiąga się to przez sklejenie pokrywy 184 z kryzą 176 lub za pomocą odpowiedniej uszczelki, bądź też wykonanie pokrywy 184 integralnie z częścią obudowy 160.

Cylindryczna ścianka 168, denna ścianka 172 i pokrywa 184 ograniczają komorę ze spadochronem 154.

Mała komora 190, uformowana pod kruchą pokrywą 184 przez ściankę 192, mieści w sobie mały ładunek wybuchowy 194, który jest odpalany w odpowiedzi na sygnał odbierany przez antenę 196.

Spadochron 154 ma linki sterujące 198 dołączone do sterowanego radiem członu napędowego 200, który znajduje się w obudowie 160. Człon napędowy 200 jest wyposażony w silniki elektryczne napędzane w odpowiedzi na sygnały z ziemi, aby zmienić długości linek sterujących 198, a przez to zapewnić kierunkowe sterowanie spadochronu 154.

Aby sprowadzić stację przekaźnikową 28 na ziemię wysyła się sygnał kodowy, który odbiera antena 196. W wyniku tego w ładunku wybuchowym 194 następuje detonacja i usunięcie kruchej pokrywy 184.

Ponieważ pokrywa 184 jest tak skonstruowana, aby się dawała łatwo zniszczyć, zastosowany ładunek wybuchowy 194 może być stosunkowo lekki, aby nie powodował uszkodzenia spadochronu 154.

180 378

Ścianka 192 pomaga skierować siłę wybuchu ku górze pokrywy 184, raczej z dala od balonu 32.

Po usunięciu pokrywy 184, gazy zaczynają uciekać z wnętrza balonu 32 przez ściankę denną 172 i otwór w górze obudowy. Siła powietrza uchodzącego z balonu 32 zaraz po usunięciu pokrywy 184, wystarczy do rozwinięcia się spadochronu 154.

Jak to przedstawiono na fig. 10, spadochron 154 będzie podtrzymywał balon 32 za pomocą swoich linek sterujących 198. Stacja przekaźnikowa 28 zostaje skierowana do uprzednio wyznaczonego miejsca na ziemi.

W przykładzie realizacji, przedstawionym na fig. 9, kołnierz 164 podtrzymuje pokrywę 204 z pierścieniową uszczelką hermetyczną umieszczoną między nimi. Pokrywa 204 połączona jest z kołnierzem 164 za pomocą zestawu zaciskowych wsporników 210 rozmieszczonych w odstępach na obwodzie. Zaciskowe wsporniki 210 są utrzymywane w rozłączalnym zazębieniu z pokrywą 204 za pomocą silników elektrycznych 212. Silniki elektryczne 212 są pobudzane na sygnał z ziemi i chowają zaciskowe wsporniki 210.

Gdy zaciskowe wsporniki 21.0. zostaną odciągnięte, ciśnienie gazów uchodzących z balonu 32 wyprze pokrywę 204, co pozwoli na rozwinięcie się spadochronu 154.

Po naprawie stacji przekaźnikowej 28, układ sprowadzania na ziemię 150 zostaje wymieniony, a balon 32 ponownie napompowany i ponownie umieszczony na odpowiednim miejscu.

Jeśli stacje przekaźnikowe zawierają zdalnie sterowane samoloty 114, mogą być one sprowadzone do naprawy w znany sposób i po naprawie wprowadzone ponownie na odpowiednie miejsce.

180 378

HG. 3

FIG. 4

180 378

HG. 5A

FIG. 5B

180 378

FIG. 7B

180 378

FIG. 9

180 378

FIG. 10

180 378

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób bezprzewodowej łączności suborbitalnej, polegający na tym, że ustawia się co najmniej jedną stację przekaźnikową na wysokości uprzednio ustalonej dla odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych do i ze stacji naziemnych i pozostałych stacji przekaźnikowych, nadaje się sygnał telekomunikacyjny z jednej ze stacji naziemnych, odbiera się go na tej ustawionej stacji przekaźnikowej i następnie transmituje się do drugiej stacji naziemnej, przy czym w trakcie nadawania i odbioru sygnałów telekomunikacyjnych do i ze stacji naziemnych i pozostałych stacji przekaźnikowych tę ustawioną stację przekaźnikową utrzymuje się na uprzednio ustalonej wysokości, znamienny tym, że ta uprzednio ustalona wysokość mieści się w granicach od 19 do 56 km i że przemieszczaniem tej stacji przekaźnikowej steruje się w ten sposób, że po stwierdzeniu aktualnej wysokości i/lub położenia nad ziemią stacji przekaźnikowej oraz zidentyfkowaniu uprzednio ustalonej wysokości i/lub położenia tej stacji przekaźnikowej, przemieszcza się ją z aktualnej wysokości i/lub położenia do uprzednio ustalonej wysokości i/lub położenia.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stację przekaźnikową ustawia się nad ziemią na uprzednio ustalonej wysokości przez nadmuchanie gazem jej balonu w odpowiedzi na sygnał z ruchomej stacji naziemnej.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stację przekaźnikową sprowadza się do uprzednio określonego położenia na ziemi przez wypuszczanie gazu z balonu w odpowiedzi na sygnał z ruchomej stacji naziemnej.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wysokością stacji przekaźnikowej steruje się przez zmianę temperatury gazu w balonie.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że temperaturą gazu steruje się poprzez sterowanie ilością energii promieniowania słonecznego, która dostaje się do balonu.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ilością promieniowania słonecznego dostającego się do balonu steruje się poprzez zmianę przezroczystości powłoki balonu.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stacje przekaźnikowe nad gęściej zaludnionymi obszarami (132) umieszcza się na mniejszych wysokościach niż stacje przekaźnikowe nad rzadziej zaludnionymi terenami (134).
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że stacjom przekaźnikowym umieszczonym nad gęściej zaludnionymi obszarami (132) ustala się wąskie zogniskowanie (142) kąta odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych, zaś stacjom przekaźnikowym umieszczonym nad rzadziej zaludnionymi obszarami (134) ustala się szerokie zogniskowanie (144) kąta odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przemieszczanie boczne stacji przekaźnikowej dokonuje się przez przyłożenie do niej siły ciągu w kierunku, w którym ma się ona poruszać.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że do wytwarzania siły ciągu oraz do nadawania i odbioru sygnałów telekomunikacyjnych wykorzystuje się energię zmagazynowaną w stacji przekaźnikowej lub odebraną przez tę stację.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że energią zmagazynowaną lub odbieraną w stacji przekaźnikowej jest energia słoneczna, mikrofalowa, wiatrowa lub chemiczna.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku gdy stacja przekaźnikowa złożona jest z sekcji sygnały telekomunikacyjne z i do stacji naziemnych i/lub pozostałych stacji przekaźnikowych odbiera się i nadaje selektywnie w co najmniej jednej z tych sekcji, do której energię umożliwiającą łączność telekomunikacyjną przekazuje się z co najmniej jednej z pozostałych sekcji tej stacji przekaźnikowej.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że sygnały telekomunikacyjne z i do stacji naziemnych i/lub pozostałych stacji przekaźnikowych odbiera się i nadaje selektywnie

180 378 w co najmniej dwóch sekcjach stacji przekaźnikowej, a w przypadku utraty zdolności do nadawania i/lub odbioru sygnałów telekomunikacyjnych przez jedną z tych sekcji, kontynuuje się nadawanie i/lub odbiór sygnałów telekomunikacyjnych w drugiej sekcji i utrzymuje się w ten sposób ciągłość pracy stacji przekaźnikowej.
14. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że energią przekazy waną między sekcjami stacji przekaźnikowej jest energia mikrofalowa, którą przetwarza się w energię elektryczną i wykorzystuje się ją w łączności telekomunikacyjnej.
15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnałom telekomunikacyjnym łączności suborbitalnej przydziela się takie same częstotliwości jak częstotliwości przydzielone sygnałom telekomunikacyjnym łączności naziemnej.
16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnał telekomunikacyjny z pierwszej stacji naziemnej nadaje się do pierwszej stacji przekaźnikowej, następnie transmituje się go z pierwszej stacji przekaźnikowej do drugiej stacji przekaźnikowej, a potem z drugiej stacji przekaźnikowej do drugiej stacji naziemnej.
17. System bezprzewodowej łączności suborbitalnej zawierający co najmniej dwie stacje naziemne z nadajnikami i odbiornikami sygnałów telekomunikacyjnych oraz co najmniej jedną stację przekaźnikową z odbiornikiem i nadajnikiem sygnałów telekomunikacyjnych umieszczoną na uprzednio określonej wysokości nad ziemią i wyposażoną w urządzenia sterujące pionowym przemieszczaniem tej stacji przekaźnikowej na uprzednio określoną wysokość i utrzymaniem się na tej wysokości, znamienny tym, że ta uprzednio ustalona wysokość mieści się w granicach od 19 do 56 km i że stacja przekaźnikowa (28, 130) zawiera także urządzenia sterujące (90, 94, 108, 112) poziomym przemieszczaniem co najmniej jednej stacji przekaźnikowej do uprzednio określonego położenia i utrzymaniem jej w tym położeniu, przy czym urządzenia te są złożone z urządzeń selektywnej lub jednoczesnej identyfikacji aktualnej i uprzednio określonej wysokości lub położenia stacji przekaźnikowej (28, 130) oraz z urządzeń do jej przemieszczania z aktualnej wysokości lub położenia do uprzednio określonej wysokości lub położenia.
18. System według zastrz. 17, znamienny tym, że urządzenia sterujące przemieszczaniem na uprzednio określoną wysokość i/lub położenie zawierają układ ciągu (90, 108, 112) i układ selektywnej aktywacji tego układu ciągu (90, 108, 112).
19. System według zastrz. 17, znamienny tym, że co najmniej jedna stacja naziemna (18) jest połączona z podstawową naziemną siecią telekomunikacyjną (16).
20. System według zastrz. 17, znamienny tym, że co najmniej jedna ze stacji naziemnych jest stacją ruchomą (22, 24,122).
21. System według zastrz. 17, znamienny tym, że urządzenia sterujące przemieszczaniem poziomym stacji przekaźnikowej zawierają układ napędowy i układ elektryczny wyzwalający ten układ napędowy.
22. System według zastrz. 17, znamienny tym, że stacja przekaźnikowa zawiera urządzenie nadmuchiwane gazem wraz z dołączonym do niego układem wypuszczania gazu (152).
23. System według zastrz. 22, znamienny tym, że urządzeniem nadmuchiwanym gazem jest balon (32).
24. System według zastrz. 23, znamienny tym, że balon (32) zawiera spadochron (154) z linkami sterującymi (198) opadaniem balonu (32) oraz układ sterowania wysokością.
25. System według zastrz. 24, znamienny tym, że układem sterowania wysokością jest regulator temperatury gazu w balonie (32).
26. System według zastrz. 23, znamienny tym, że co najmniej część powłoki balonu (32) stanowi materiał elektrochromatyczny.
27. System według zastrz. 23, znamienny tym, że co najmniej część powłoki balonu (32) stanowi materiał fotochromatyczny.
28. System według zastrz. 17, znamienny tym, ze zawiera co najmniej trzy stacje przekaźnikowe, przy czym co najmniej jedna z nich jest złożona z sekcji (34), z których co najmniej jedna ma urządzenie odbiorczo/nadawcze sygnałów telekomunikacyjnych z i do

180 378 stacji naziemnych i/lub pozostałych stacji przekaźnikowych, a co najmniej jedna z pozostałych sekcji ma urządzenie zasilające urządzeń odbiorczo/nadawczych i/lub urządzeń sterujących poziomym i pionowym przemieszczaniem stacji przekaźnikowych.
29. System według zastrz. 28, znamienny tym, że co najmniej dwie sekcje (34) mają urządzenia odbiorczo/nadawcze sygnałów telekomunikacyjnych z i do stacji naziemnych i/lub pozostałych stacji przekaźnikowych.
30. System według zastrz. 28, znamienny tym, że co najmniej dwie sekcje (34) mają urządzenia zasilające urządzeń odbiorczo/nadawczych i/lub urządzeń sterujących poziomym i pionowym przemieszczaniem stacji przekaźnikowych.

* * *