(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択された位相および選択された振幅によって定められた選択された方向にビームを送信かつ／または受信するように構成された少なくとも１つの送信および／または受信器（Ｓｉ）を含む少なくとも１つの送信および／または受信受動アンテナ（Ａ）を備えたマルチゾーンカバレッジ通信衛星であって、送信および／または受信器（Ｓｉ）の少なくとも１つは、少なくとも前記振幅を変化させることによって少なくとも１つの選択された他の方向にそのビームまたはその受信方向を偏向する処理手段（ＭＴｉ）に結合され、
前記送信および／または受信受動アンテナ（Ａ）は、選択された方向にビームを送信かつ／または受信するように各々構成された複数の送信器および／または受信器（Ｓｉ）と、選択された時空間スキームに応じて、前記送信および／または受信器（Ｓｉ）に結合された第１の処理手段（ＭＴｉ）を制御するように構成された第１の制御手段（ＭＣ）とを備え、
前記送信および／または受信器（Ｓｉ）は送信および／または受信モジュール（Ｃｉ）に供給モジュール（Ｒｉ）を接続する主ライン（ＬＰｉ）を備え、前記処理手段（ＭＴｉ）は、前記主ライン（ＬＰｉ）に設置されかつ振幅変動手段（ＡＡｉ）を含む補助ライン（ＬＡｉ）の第１の端部に結合された第１の結合器（ＣＰ１ｉ）と、前記第１の結合器（ＣＰ１ｉ）と前記送信および／または受信モジュール（Ｃｉ）との間の前記主ライン（ＬＰｉ）に設置されかつ前記補助ライン（ＬＡｉ）の第２の端部に接続された第２の結合器（ＣＰ２ｉ）とを備えたことを特徴とする通信衛星。
【請求項２】
前記処理手段（ＭＴｉ）は、複数の選択された他の方向に、前記ビームまたは前記受信方向を前記振幅に関して変更法則に応じて偏向することを特徴とする請求項１に記載の衛星。
【請求項３】
前記第２の結合器（ＣＰ２）はモード抽出結合器であることを特徴とする請求項１に記載の衛星。
【請求項４】
前記モード抽出結合器（ＣＰ２）はモード抽出器であることを特徴とする請求項３に記載の衛星。
【請求項５】
前記モード抽出器（ＣＰ２）は、スロットの列を介して少なくとも１つの矩形導波路に結合された円形導波路を含むことを特徴とする請求項４に記載の衛星。
【請求項６】
前記スロットは、少なくとも矩形、楕円形、および十字形からなるグループから選択される形状を有することを特徴とする請求項５に記載の衛星。
【請求項７】
前記補助ライン（ＬＡｉ）は位相変更手段（ＤＰｉ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の衛星。
【請求項８】
選択された位相および選択された振幅によって定められた選択された方向にビームを送信かつ／または受信するように構成された少なくとも１つの送信および／または受信器（Ｓｉ）を含む少なくとも１つの送信および／または受信受動アンテナ（Ａ）を備えたマルチゾーンカバレッジ通信衛星であって、送信および／または受信器（Ｓｉ）の少なくとも１つは、少なくとも前記振幅を変化させることによって少なくとも１つの選択された他の方向にそのビームまたはその受信方向を偏向する処理手段（ＭＴｉ）に結合され、
前記送信および／または受信受動アンテナ（Ａ）は、選択された方向にビームを送信かつ／または受信するように各々構成された複数の送信器および／または受信器（Ｓｉ）と、選択された時空間スキームに応じて、前記送信および／または受信器（Ｓｉ）に結合された第１の処理手段（ＭＴｉ）を制御するように構成された第１の制御手段（ＭＣ）とを備え、
前記送信および／または受信器（Ｓｉ）は送信および／または受信モジュール（Ｃｉ）に供給モジュール（Ｒｉ）を接続する主ライン（ＬＰｉ）を備え、前記処理手段（ＭＴｉ）は、前記送信および／または受信ライン（ＬＰｉ）に設置されかつ前記振幅を定める少なくとも２つの共振空洞（ＣＲｉ）に結合された結合器（ＣＰｉ）を備え、前記２つの共振空洞は結合器（ＣＰｉ）によって結合されることを特徴とする通信衛星。
【請求項９】
前記少なくとも２つの共振空洞（ＣＲ１、ＣＲ２）は、各々ＰＩＮダイオード（ＤＰ１、ＤＰ２）によって制御されかつ前記振幅を定める当該空洞の間に選択された電磁結合を有することを特徴とする請求項８に記載の衛星。
【請求項１０】
前記処理手段（ＭＴｉ）は、前記振幅および前記位相を変えることによって前記他の選択された方向の少なくとも１つに前記ビームまたは前記受信方向を偏向することを特徴とする請求項１または８に記載の衛星。
【請求項１１】
前記処理手段（ＭＴｉ）は、前記振幅の変更法則および前記位相の変更法則に応じて前記他の選択された方向に前記ビームまたは前記受信方向を偏向することを特徴とする請求項１０に記載の衛星。
【請求項１２】
前記結合器（ＣＰｉ）は、各々ＰＩＮダイオード（ＤＰ）によって制御されかつ前記振幅を定める当該空洞の間に選択された電磁結合を有する少なくとも３つの共振空洞（ＣＲ）に結合され、かつ前記結合器（ＣＰｉ）に対する当該空洞の個々の位置が前記位相を定めることを特徴とする、請求項８に記載の衛星。
【請求項１３】
送信および／または受信器（Ｓｉ）各々の前記処理手段（ＭＴｉ）は、ビームまたは前記受信方向をＮ個のカバレッジエリア（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４）に相当するＮ個の異なる方向に円形に偏向し、各ビームは周期持続時間の第Ｎ番目の部分に等しい選択された持続時間の間前記Ｎ個の方向の１つに偏向されることを特徴とする請求項１に記載の衛星。
【請求項１４】
前記第１の制御手段（ＭＴｉ）は、前記処理手段（ＭＴｉ）に、ビームホッピングによってマルチゾーンカバレッジを保証するように、同時にかつ等しい持続時間の周期で機能するように命令することを特徴とする請求項１３に記載の衛星。
【請求項１５】
Ｋｕおよび／またはＫａ周波数帯における請求項１から１４のいずれか一項に記載の衛星の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は衛星通信であり、さらに特には、通信衛星によって多数の地理的領域（「スポット」とも呼ばれる）のカバレッジを制御する分野である。
【背景技術】
【０００２】
通信分野、特に衛星通信では、受信品質をできるだけ良好にすることが望ましい。この目的のために、受信エリアがカバーされるだけでなく、受信される信号の出力が十分であることも必要である。
【０００３】
多数のタイプのマルチゾーンの衛星カバレッジのうち、当業者にマルチビーム「ビームホッピング」として知られているものが特に言及されよう。一般に、このタイプのカバレッジは連続性のあるマルチゾーン（送信および／または受信）に受動アンテナのカバレッジを提供することに存し、このゾーンはセルの各々内で唯一の、所謂「アクティブ」ゾーンが常時カバーされかつセルの種々のゾーンが周期的に交互にアクティブになるセルにグループ化される。特に、このタイプのカバレッジによって利用可能な周波数帯の全体を所与の期間の間にゾーンのセットの「アクティブ」な部分に割り当てることが可能となる。
【０００４】
種々の装置がこのタイプのカバレッジを提供する。このような配置はすべて、各カバレッジゾーンを送信源に関連付ける同じ技術に基づいたものである。
【０００５】
第１の装置は、第１、第２、第３、および第４のゾーンを各々定める源であって、次いで各セルは第１のゾーン、第２のゾーン、第３のゾーン、および第４のゾーンから構成される源を含む第１、第２、第３、および第４の送信／受信（２バンド）アンテナを使用する。このタイプの装置では、源のレベルで使用可能な網目は、したがって高指向性である広い開口（典型的には４〜６λ）の源の使用を可能にするのに十分な大きさである。これは典型的には７５％〜８０％の非常に高い照射効率を生む。しかし、２バンドアンテナであるアンテナでは、送受信のためにカバレッジゲイン（ＧＥＯＣ）の端を同時に最適化することができない。さらに、アンテナの切り換えによってもたらされるビームホッピングでは、各源とスイッチとの間の接続ガイドのレベルで発生する損失は高い。
【０００６】
第２の装置は先の配置を再現したものであり、アンテナの数を２倍にして４本の送信アンテナおよび４本の受信アンテナを備える。このタイプの装置では、網目は先の装置の網目と実質的に同じであり、したがって、典型的には７５％〜８０％の非常に高い照射効率を得ることが可能である。この場合のアンテナは各周波数帯において最適化されるので、したがって、送受信のために再度カバレッジの端（ＧＥＯＣ）を同時に最適化することが可能である。しかし、８本のアンテナを用いれば、レイアウトが大きく制限される。さらに、ビームホッピングはアンテナの切り換えによってももたらされるので、各源とスイッチとの間の接続ガイドのレベルで発生する損失は大きい。
【０００７】
第３の装置は第１の装置に基づいており、アンテナの数は３本に減っている。この装置では、使用可能な網目は上記２つの装置よりもわずかに小さいので、源は約３〜５λの開口を有し、したがって指向性がわずかに劣る。照射効率は非常に受容可能なままであり、レイアウトの制限は著しく抑えられる。しかし、ビームホッピングは依然としてアンテナの切り換えによってもたらされるので、各源とスイッチとの間の接続ガイドのレベルで発生する損失は高い。さらに、網目はさらに小さいので、キャリヤ／干渉（Ｃ／Ｉ）比は悪くなる（干渉信号「Ｉ」はアクティブゾーンと同じ周波数帯および同じ偏波で動作する他の源によって生成される）。
【０００８】
第４の装置は１つの送信アンテナおよび１つの受信アンテナを用いることだけに存する。ビームホッピングは同じアンテナ内で切り換えを行うことによってもたらされるので、各源とスイッチとの間の接続ガイドのレベルで発生する損失は低い。しかし、すべてのゾーンを単一のアンテナで定めることは非常にきつい網目を課すことになるので、源は約１．２〜１．５λの開口を有することになり、したがって、源の指向性はほんのわずかになる。また、照射効率が非常に低く（典型的には、３５％〜４０％）なるので、アンテナ反射器およびアンテナが大きくなり過ぎて、特に衛星が「Ｋａ」周波数帯で動作する場合には技術的な問題が生じ得る。したがって、カバレッジゲインの端（ＧＥＯＣ）は先の装置に比して３〜４ｄＢだけ低減され、「ロールオフ」（マルチゾーンカバレッジ全体にわたる利得変動であり、正確に言えば、各ゾーンの最大利得とＥＯＣ利得との差）は非常に高く、典型的には先の装置の４〜６ｄＢに比して約８〜１２ｄＢである。
【０００９】
したがって、先行技術の装置は「ビームホッピング」によるマルチゾーンカバレッジの点で完全に満足するものではない。
【００１０】
この状況は他のタイプのマルチゾーンカバレッジならびに特に複数のビームの静的偏向によるマルチゾーンカバレッジおよび１つのビームの動的偏向によるマルチゾーンカバレッジの点で実質的に同じである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の１つの目的はマルチゾーンカバレッジの点でこの状況を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的のために、選択された位相および選択された振幅によって定められた選択された方向にビームを送信かつ／または受信するように構成された少なくとも１つの送信器および／または受信器を含む少なくとも１つの送信および／または受信アンテナを備えたマルチゾーンカバレッジ通信衛星が提唱される。
【００１３】
この衛星は、送信器および／または受信器の少なくとも１つが、少なくとも振幅を変化させることによってそのビームまたはその受信方向を少なくとも１つのその他の選択された方向に偏向する処理手段に結合されることを特徴とする。
【００１４】
複数の偏向が必要な場合、処理手段は振幅の点で変更法則に応じて複数の選択された方向にビームを偏向する。
【００１５】
少ない数の送信器および／または受信器を用いれば、特にアンテナのアーキテクチャおよびアンテナを保持する衛星が簡素化され、指向性およびそのＣ／Ｉ比が改善され、そのロールオフが制御される。
【００１６】
送信器および／または受信器が供給モジュールを送信モジュールおよび／または受信モジュールに接続する主ラインを備えた装置に適合された実施形態では、処理手段は主ラインに設置されかつ補助ラインの第１の端部に結合された第１の結合器と、第１の結合器と送信または受信モジュールとの間の主ラインに設置されかつ補助ラインの第２の端部に接続された第２の結合器とを備えることが好ましい。この場合、第２の結合器はモード抽出結合器、例えば、スロットの列を介して少なくとも１つの矩形導波路に結合された円形導波路を備えたモード抽出器であってよい。
【００１７】
別の場合には、処理手段は、主ラインに設置されかつ振幅を定める少なくとも１つの共振空洞に結合された単一の結合器を備えてよい。この場合、処理手段は各々ＰＩＮダイオードによって制御されかつ振幅を定めるその空洞の間に選択された電磁結合を有する少なくとも２つの共振空洞を含んでよい。
【００１８】
本発明の別の特徴によれば、処理手段は振幅および位相を変化させることによって選択された方向の少なくとも１つにビームまたは受信方向を偏向し得る。複数の偏向が必要な場合、偏向は振幅変更の法則および位相変更の法則に応じたものであることが好ましい。そこで、上記補助ラインを有する実施形態は、前記補助ラインに設置された位相変更手段を備える。同様に、共振空洞を有する実施形態では、単一の結合器は各々ＰＩＮダイオードによって制御されかつ振幅を定めるその空洞間に選択された電磁結合を有する少なくとも３つの共振空洞に接続され、結合器に対するその個々の位置が位相を定める。
【００１９】
これが必要であることが証明されると、送信および／または受信アンテナは複数の送信器および／または受信器を備え、その各々は選択された方向でビームを送信または受信し、第１の制御手段は選択された時空間スキームに応じて（送信器および／または受信器に結合された）処理手段を制御するようになっている。
【００２０】
この場合、各送信器および／または受信器の処理手段は、Ｎ個のカバレッジエリアに対応するＮ個（例えば、Ｎ＝４）の異なる方向にそのビーム（または受信方向）を周期的に偏向し得、各ビーム（または受信方向）は周期持続時間の第Ｎ番目の部分に等しい選択された持続時間の間、Ｎ個の方向の１つに偏向される。次に、この第１の制御手段は衛星がビームホッピングによってマルチゾーンカバレッジを保証するように、同時かつ等しい持続時間で機能するように処理手段に命令する。
【００２１】
本発明は「Ｋｕ」および／または「Ｋａ」周波数帯のビームの送信および／または受信へ適用することが特に有用であることがわかっているが、この適用が本発明を限定するものではない。
【００２２】
本発明の他の特徴および利点は以下の詳細な説明を読み、添付の図面を検討すれば明白となろう。
【００２３】
添付図面は本発明の説明の一部をなすほか、必要に応じて本発明の定義に貢献する。
【００２４】
本発明はマルチゾーン送信および／または受信カバレッジを提供する通信衛星に関し、特に、少なくとも１つの受動送信アンテナおよび／または少なくとも１つの受動受信アンテナを備えたこのタイプの衛星に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
まず、衛星ＳＴの送信および／または受信アンテナＡへの本発明の応用を図１〜５を参照して記載する。図面がわかり辛くならないように、これら図面では衛星ＳＴを示していない。
【００２６】
図１に示すように、本発明の衛星アンテナは、各々選択された位相および選択された振幅によって定められた少なくとも２つの選択された方向でビームを送信またはビームを受信することのできる各々送信および／または受信器Ｓｉを構成する１つまたは複数の送信および／または受信チャネルｉ（ここでｉ＝１〜ｎである）を備える。上記種類の送信器および／または受信器Ｓｉは送信および／または受信モジュールＲｉ、例えばトランスポンダ（送信用高出力増幅器（ＨＰＡ）または受信用低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）など）、および主ラインＬＰｉ、例えば導波路によって送信および／または受信モジュールＲｉに結合された処理モジュールＭＴｉを備えた送信器および／受信器Ｃｉ、例えばホーンを含む。
【００２７】
処理モジュールＭＴｉの機能は関連するホーンＣｉが送信（かつ／または受信）しなければならないビーム（または受信方向）を、送信および／または受信チャネルｉ（または源Ｓｉ）の標準的伝搬モードに関連する方向から少なくとも１つの選択された方向へ偏向することであり、この偏向方向は振幅Ａおよび位相Φで定められる。
【００２８】
この偏向は少なくとも、送信および／または受信モジュールＲにより送信または受信されるビームの振幅Ａの値の変化量ρによって得られる。しかし、図２に示したように、偏向は振幅Ａの値の変化量ρおよび同時に適用された位相Φの値の変化量によって得られ得る。図２では、中心Ｃｎｄを有する点線の円Ｚは、角「分散」θを有する送信および／または受信アンテナのホーンＣｉによって処理（または偏向）せずに送信または受信ビームによりカバーされる領域を示している。他方、中心Ｃｄを有する実線の円Ｚ’は、同じ角分散θを有する同じホーンＣｉによって送信または受信された偏向されたビームによってカバーされるゾーンを示している。
【００２９】
送信または受信ビームの振幅および場合によっては位相を変えることによって、そのビームが偏向されなければならない面を選択することが可能となることは明白である。
【００３０】
最大偏向はθの値に制限され、これは３ｄＢのローブの幅に対応する。
【００３１】
この偏向を提供するように処理モジュールＴＭｉが種々の方法で適合されてよい。
【００３２】
例えば、第１の方法は送信および／または受信チャネルの主ラインＬＰに、信号の振幅および場合によっては位相を変えるように構成された１つまたは複数の共振空洞を設置することに存する。
【００３３】
図３に示した例では、処理モジュールＴＭは、主ラインＬＰ上に設置されかつ単一の共振空洞ＣＲに結合された結合器ＣＰを含んでいる。結合器ＣＰと空洞ＣＲとの間の電磁結合は、それぞれ送信および／または受信モジュールＲから来る、送信される通信信号または受信される通信信号のモードよりも高次の１つまたは２つのモードを励起し、これがホーンＣの、したがって送信ビームの主送信および／または受信ローブまたは前記通信信号を含んだ受信ビームの受信方向の偏向を誘起する。
【００３４】
ただ１つの偏向を可能にするこの実施形態は、ビーム偏向が静的である状況に特に適している。
【００３５】
これは、例えば、重なり合うゾーン（またはスポット）を生成するのに大きな源を使用する必要がある場合である。生成されるスポットの個々の位置は事前に分かっているので、源は事前位置決めされる。この場合、図４に示すように、本発明は１つまたは複数のスポットを交換しながら、さらにより指向性のある源を提供することができる。正確に言うと、図４の例では、点線の円Ｚ１〜Ｚ４は隣接する４つの源を示しており、実線の円Ｚ’１〜Ｚ’４は処理後に前記源によってカバーされるゾーン（またはスポット）の最終位置を示している（処理を行わない源に対応するスポットは、実線の円Ｚ’１〜Ｚ’４の直径と等しい直径を有する点線の円Ｚ１〜Ｚ４と同心の円であり、矢印はゾーンＺ２〜Ｚ４の中心の変位ｄ２〜ｄ４を表している）。この例は特にＳ帯（２５００ＭＨｚ）において１．７４°の４つの源を使用する衛星に対応する。この場合、本発明は４つの高指向性源を備えた５ｍアンテナを、振幅法則および位相法則を源のすべてに適用して４つのスポットを生成するデバイスである少なくとも１２の源およびビーム形成ネットワーク（ＢＦＮ）を備えた９ｍアンテナに代えることができ、この場合３つまたは４つの源を用いて各スポットが生成され、ある源は２回以上使用されてよいか、または４つの源を備えた３本の５ｍアンテナが使用されてよい。この結果、利得が改善され、ロールオフが最適化され、全体の大きさは著しく縮小される。
【００３６】
この実施形態は重なり合う隣接ゾーンのカバレッジを必要とする状況にも対応する。この種の状況は特に４本のアンテナを用いた衛星に相当し、そのうちの１本のアンテナはＫｕおよびＫａスポットを用いてカバーする。
【００３７】
上記種類の衛星は一般に、Ｋａ帯の９個のゾーンおよびＫｕ帯の４個のゾーンをカバーする。Ｋｕ受信帯は実質的に範囲［１３．７ＧＨｚ、１５．６ＧＨｚ］に相当し、Ｋｕ送信帯は実質的に範囲［１０．７ＧＨｚ、１２．８ＧＨｚ］に相当する。Ｋａ受信帯は実質的に［２７．５ＧＨｚ、３０ＧＨｚ］に相当し、Ｋａ送信帯は実質的に［１８．２ＧＨｚ、２０．２ＧＨｚ］に相当する。この場合、本発明は高指向性のＫａおよびＫｕ源の使用を可能にし、したがって、利得およびＣ／Ｉ比を著しく改善し、ロールオフを最適化し、消費電力を大幅に低減させる。
【００３８】
この実施形態は（「シアター変位」としても知られる）ビームの動的偏向を必要とする状況にも対応する。この状況は１０００〜２０００ｋｍのゾーンをカバーする約１．６°〜約３．２°の角度分散を有するビームが使用される場合に生じるかもしれない。これは特にオリンピックゲームなどの特定のイベント中の場合である。ここでは、本発明は、現在の場合と同様、衛星を移動させずに電子的かつ迅速にビームを自在に再位置決めできるようにし、これはエネルギー消費量を低減させ、位置決めの精度および速度を著しく改善する。
【００３９】
図５に示したように、常時アクティブである単一の共振空洞を用いたこの実施形態の変形例は、主ラインＬＰに設置され、かつＰＩＮダイオードＤＰ１、ＤＰ２によって各々制御されかつ振幅および場合によっては位相を変化させるように選択された様式で電磁的に結合された少なくとも２つの共振空洞ＣＲ１、ＣＲ２に結合された結合器ＣＰを備えた処理モジュールＭＴを各送信および／または受信チャネルｉ（または源Ｓｉ）に使用することに存する。この結合器ＣＰを用いた空洞ＣＲ１とＣＲ２との間の電磁結合によって、送信および／または受信モジュールＲから来る送信される通信信号の基本モードよりも高次の１つまたは２つのモードの励起が可能となり、ホーンＣの主送信ローブの偏向が誘起され、したがって送信ビームまたは受信方向の偏向が誘起される。正確に言うと、偏向の振幅ρは共振空洞間の結合によって固定され、位相Φの値の変化は共振空洞の位置によって固定される。
【００４０】
ここでは、偏向の回数は関連する制御ＰＩＮダイオードＤＰを介した種々の共振空洞ＣＲの起動の組合せの数によって設定されるが、この回数は使用される共振空洞の数（例えば、４個または８個の空洞）に左右されることは明らかである。図６は処理モジュールＭＴを実施する第２の様式を示している。これは送信および／または受信チャネル（または源Ｓ）の主ラインＬＰに、振幅減衰器ＡＡおよび移相器ＤＰを備えた補助ラインＬＡの第１の端部に結合された第１の結合器ＣＰ１と（第１の結合器ＣＰ１の下流側の）補助ラインＬＡの第２の端部に結合された第２の結合器ＣＰ２とを設置することに存する。
【００４１】
この実施形態および通信信号を送信する非限定的な例では、第１の結合器ＣＰ１はビーム形式で送信される通信信号の一部分を主ラインＬＰからサンプリングし、サンプリングしたものを補助ラインＬＡに注入するように構成されており、第２の結合器ＣＰ２によって主ラインＬＰに再注入される前に、振幅減衰器ＡＡを用いて振幅変更を受けるか、場合によっては移相器ＤＰを用いて位相変更を受ける。
【００４２】
第２の結合器ＣＰ２はホーンＣの入力において、送信モジュールＲから来るような送信される通信信号の基本モードよりも高次の１つまたは２つのモード（例えば、軸上に信号のない逆対称の放射線ダイアグラムを生成するモードＴＭ０１およびＴＥ２１）を生成し、これがビームの偏向を誘起する。すなわち、１つまたは２つの高次モードをホーンＣの入力に注入すれば、その主送信ローブは偏向される。その要素が受動的である場合に適用される相反定理に基づき、これは受信にも同じく適用される。
【００４３】
振幅減衰器ＡＡおよび／または移相器ＤＰは必要に応じて可変型であってよい。
【００４４】
例えば、ビームは、減衰器ＡＡを用いて固定された量だけ振幅を変えることおよび移相器ＤＰを用いて９０°のステップΔΦだけ位相を変えることによって、４方向に偏向され得る。一般に、ビームは固定された量だけ振幅を変えることおよび３６０°／ＮのステップΔΦだけ位相を変えることによって、Ｎ個の方向に偏向され得る。このような状況では、したがって処理モジュールＴＭは選択された振幅法則に従ってかつ／または選択された位相法則に従って振幅を変えるように構成される。
【００４５】
当然、シフトＤＰが省かれた実施形態が想起されてよい。この場合、偏向は専ら振幅変更から生じる。
【００４６】
図５に関して記載したものと同様、この実施形態は図７および８に示したようなビームホッピングによるマルチゾーンカバレッジに特に良く適しているが、必ずしもそれだけに適しているとは限らない。
【００４７】
序文に示したように、ビームホッピングによるマルチゾーン（またはマルチスポット）カバレッジは部分的に重なり合うのが好ましい隣接するカバレッジゾーン（またはスポット）Ｚの「クラスタ」または「モザイク」Ｇを形成することに存する。
【００４８】
各クラスタＧは同数ｊのゾーンＺｊを含むセルＣｅｌに分割される。図７および８に示した例では、説明のために各セルＣｅｌは４つのゾーンＺｊ（ｊ＝１〜４）から構成されている。ビームホッピングは、クラスタＧの各セルＣｅｌのただ１つのゾーンＺｊを一度に起動することに存する。したがって、制御モジュールＭＣの制御下で、その期間の第ｊ番目の部分δＴに等しい同一の持続時間のために周期的にかつ好ましく、同じセルＣｅｌのゾーンＺｊは交互にアクティブ（すなわちカバーされる）になる。図７では、クラスタＧのアクティブなゾーンＺＡを黒色で示しており、非アクティブなゾーンＺＩを白色で示している。
【００４９】
したがって、使用可能な周波数帯の全体を、所与の期間中にゾーンのセットの（アクティブな）部分に割り当てることができる。この状況は、特に、角分散（すなわち程度）が約０．３６度のＫａ帯において約１００個のアクティブゾーンＺＡを任意の所与の時間に定める衛星に対応する。
【００５０】
本発明のおかげで、同じ源Ｓｉはここで、上記のビーム偏向原理を用いて同じセルＣｅｌの４個（またはＮ個）のゾーンＺｊをカバーすることができる。
【００５１】
例えば、図８に示した状況では、送信器または受信器Ｓｉ（または送信および／または受信チャネルｉ）のホーンＣｉは中心を小さな黒い円Ｆｎｄで示した未処理（または未偏向）のビームを送出するように構成され、この源Ｓｉに関連する処理モジュールＭＴｉは（ここでは）あるセルＣｅｌの４個のゾーンＺ１〜Ｚ４を定める４つの異なる方向にこのビームを偏向するように構成されている。
【００５２】
この例では、第１のゾーン（またはスポット）Ｚ１は振幅Ａ０および位相Φ０で定められた第１の方向に偏向されたビームに対応し、第２のゾーンＺ２は振幅Ａ０／３および位相Φ０＋９０°で定められた第２の方向に偏向されたビームに対応し、第３のゾーンＺ３は振幅Ａ０および位相Φ＋１８０°で定められた第３の方向に偏向されたビームに対応し、第４のゾーンＺ４は振幅Ａ０／√３および位相Φ＋２７０°で定められた第４の方向に偏向されたビームに対応する。さらに、ホーンＣによって送信（または受信）されたビームによって角度θがゾーンＺｊの直径に類似するようになされた場合、未偏向のビームＦｎｄの中心によって形成された基準方向に対する第１のゾーンＺ１に対応するビームの中心の偏向ρ１の振幅は、実質的には３θ／４に等しく、基準方向に対する第２のゾーンＺ２に対応するビームの中心の偏向振幅ρ２は実質的にはθ√３／４に等しい。
【００５３】
したがって、送信および／または受信チャネルｉの処理モジュールＭＴｉ（または源Ｓｉ）は、ホーンＣｉによって送信されるビーム（またはホーンＣｉによって受信されるビームの受信方向）をあるゾーンから別のゾーンに「切り換える」ように構成される。送信する場合、例えば、その期間の第１の１／４の間、ビームは第１の方向に偏向されるので、セルＣｉの第１のゾーンＺ１だけがカバーされる（すなわちアクティブになる）。この状況は図７の右上部分（Ｔ０）に相当する。その期間の第２の１／４の間、ビームは第２の方向に偏向されるので、セルＣｉの第２のゾーンＺ２だけがカバーされる（すなわちアクティブになる）。この状況は図７の右下部分（Ｔ０＋δＴ）に相当する。その期間の第３の１／４の間、ビームは第３の方向に偏向されるので、セルＣｉの第３のゾーンＺ３だけがカバーされる（すなわちアクティブになる）。この状況は図７の左下部分（Ｔ０＋２δＴ）に相当する。最後に、その期間の第４の１／４の間、ビームは第４の方向に偏向されるので、セルＣｉの第４のゾーンＺ４だけがカバーされる（すなわちアクティブになる）。この状況は図７の左上部分（Ｔ０＋３δＴ）に相当する。期間が終了すると、サイクルは第１のゾーンＺ１などのレベルで再開する。
【００５４】
送信アンテナＡの制御モジュールＭＣは、各送信チャネルｉ（または源Ｓｉ）の処理モジュールＭＴｉを時空間的法則に従って動作させる。制御モジュールＭＣは同期的、同時、かつ周期的に機能するように、かつ各期間の断片δＴの間に各セルＣｅｌの同じゾーンＺｊが起動（すなわちカバー）されるように処理モジュールＭＴｉを制御することが好ましい。
【００５５】
したがって、本発明により、使用するＫａ源を先行技術よりもｊ倍（ｊ＝２、３、４．．．）少なくすることが可能になり、衛星の全体的寸法は著しく小さくなる（例えば、４本の代わりに、アンテナは１本だけである）。さらに、このような源は高指向性であり得るので、照明効率は最適化される。また、これはカバレッジゲインＧＥＯＣの端を最適化する。最後に、ビームホッピング型の切り換えが同じアンテナ内にもたらされるので、導波路損が著しく低減される。
【００５６】
要素が受動的である場合に適用される相反定理に基づき、これは受信にも同じく適用される。
【００５７】
図１および６に示したセルのタイプの送信および／または受信チャネルに使用することのできる第２の結合器ＣＰ２の一実施形態を次に図９Ａ〜９Ｃを参照して記載する。
【００５８】
この実施形態では、第２の結合器ＣＰ２は、トラッキングされたモードを受信ホーンＣの出力において主ラインＬＰからサンプリングして、サンプリングされたモード（または複数のモード）を第１の補助ラインＬＡに注入するように構成された「モード抽出器」結合器であることが好ましい。モード抽出器結合器ＣＰ２は、トラッキングモード（または複数のトラッキングモード）に第１の補助ラインＬＡ（下位の標準的（または基本的）伝搬モードのほかに、したがって主ラインＬＰ内のそれらの経路に沿って続く他の非トラッキングモード）を再結合させるように制約するトラッキングモード用の短絡回路面を定めるように設計されている。
【００５９】
例えば、モード抽出器結合器ＣＰ２はＴＭ０１およびＴＥ２１モードを抽出かつ／または生成しかつそのモードを第１の補助ラインＬＡに注入するように構成される。
【００６０】
このモードの抽出および／または生成は種々の様式でもたらされてよい。しかし、図９Ａ〜９Ｃに示したように、この目的のために１つまたは複数の結合スロットの列を使用することが有利である。
【００６１】
ここでは、送信および／または受信はモノブロック型である。その要素はホーンＣを定める上流部分および上流部分に延びかつモード抽出器結合器ＣＰ２を定める下流部分を含む。実際、ここでは下流部分ＣＰ２は、ｉ）抽出かつ／または生成されたトラッキングされたモードである主ラインを定める円形セクションの中央導波路ＬＰ、ｉｉ）第１の補助ラインの４つの部分を定める矩形セクションの４つの周縁導波路ＬＡａ〜ＬＡｄ、およびｉｉｉ）中央導波路ＬＰと４つの周縁導波路ＬＡａ〜ＬＡｄの間に結合を提供する、好適には矩形である４列の結合スロットＦＥａ〜ＦＥｄを備える。
【００６２】
当然、他のタイプの結合スロット、例えば、円形、楕円形、または十字形等が使用されてよい。
【００６３】
この実施形態では、したがって、トラッキングされた高位モードが結合スロットＦＥａ〜ＦＥｄによって主導波路ＬＰから抽出かつ／または生成され、次に周縁導波路ＬＡａ〜ＬＡｄに注入される。
【００６４】
当然、図９Ａ〜９Ｃに示した実施形態のスロットの列の数、および、したがって周縁導波路の数は４つに限定されるものではない。この数は１以上の任意の値を取ってよい。列の数は抽出かつ／または生成されるモードの数に相当しないことに留意するのが重要である。実際、単一の高位モードを抽出かつ／または生成するために、４列のスロットが使用されてよい。さらに、主通信チャネルに干渉せずに高位モードの抽出および／または生成を割り当てるのにも列の数が用いられる。これは円形対称の結合スロットの列は一般に、例えば、９０°で４列、４５°で８列等で使用されるからである。さらに、スロットを用いた結合を記載してきたが、第１の補助ラインが同軸の場合、プローブを用いた結合も同じく想起される。
【００６５】
一般に、多くとも２つの高次モードを抽出することが好ましい。
【００６６】
入射波または送信波の偏波が円形である場合、ただ１つの高次モード（一般にＴＭ０１モード）が使用される。振幅および位相の値がわかれば、単一のモードが図２に関して記載されたパラメータρおよびφを決定するのにいつでも十分である。すなわち、円偏波の場合で、ただ１つのモードを用いる場合、３ｄＢポイント（θ３ｄＢ）の主ローブの幅の制限内で空間中の任意の方向に送信ビーム（または受信方向）を偏向することが可能である。
【００６７】
他方では、入射波または送信波の偏波が線形の場合、２つの高次モード（一般に直交する対（ＴＭ０１およびＴＥ２１）または（ＴＥ２１およびＴＥ２１））が使用される。この２つのモードの振幅および位相の値がわかれば、図２に関して記載されたパラメータρおよびφを決定することがいつでも可能である。すなわち、線形偏波の場合、２つの直交するモードを用いれば、３ｄＢポイント（θ３ｄＢ）の主ローブの幅の制限内で空間中の任意の方向に送信ビーム（または受信方向）を偏向することができる。
【００６８】
後者の実施形態では、モード抽出器は分割されなければならない機械部品であるため、結合を動的に修正することができないことに留意することも同じく重要である。したがって、波の偏波が一旦選択されると、１つまたは２つの高次モードが抽出されるか否かを決定し、次にそれに応じてモード抽出器を設計するだけである。
【００６９】
本発明は単に例示として上に記載した通信衛星の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に入る、当業者が想起するであろうあらゆる変形例を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の衛星のマルチチャネル送信および／または受信アンテナを示す機能ブロック図である。
【図２】送信ビーム偏向または受信方向偏向の機構を示す略図である。
【図３】本発明の衛星の送信および／または受信アンテナの送信および／または受信チャネルの第１の実施形態を示す略図である。
【図４】ビームを静的偏向するように構成されたマルチゾーンカバレッジの一例を示す略図である。
【図５】本発明の衛星の送信および／または受信アンテナの送信および／または受信チャネルの第２の実施形態を示す略図である。
【図６】本発明の衛星の送信および／または受信アンテナの送信および／または受信チャネルの第３の実施形態を示す略図である。
【図７】ビームホッピング用途の場合のマルチゾーンカバレッジの一例を示す略図である。
【図８】ビームホッピング用途におけるセルに実施されるビーム偏向（または切り換え）機構を示す略図である。
【図９Ａ】図６に示したタイプの送信および／または受信アンテナの送信および／または受信チャネルに使用されるモード抽出器の一実施形態の長手方向断面図である。
【図９Ｂ】図６に示したタイプの送信および／または受信アンテナの送信および／または受信チャネルに使用されるモード抽出器の一実施形態の部分斜視図（結合器ＣＰ２）である。
【図９Ｃ】図６に示したタイプの送信および／または受信アンテナの送信および／または受信チャネルに使用されるモード抽出器の一実施形態の結合器ＣＰ２のレベルの横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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