Cпутник для сквозного формирования прямого луча

1. Спутник (503, 1202, 1502, 3403), содержащий:
множество приемных антенных элементов (406, 3416, 3426), каждый из которых имеет такую диаграмму направленности приемной составной направленной антенны, что по меньшей мере одна из диаграмм направленности приемной составной направленной антенны перекрывается с по меньшей мере одной другой из диаграмм направленности приемной составной направленной антенны, причем приемные антенные элементы работают на одной и той же частоте приема и с одной и той же поляризацией приема;
множество передающих антенных элементов (409, 3419, 3429), каждый из которых имеет такую диаграмму направленности передающей составной направленной антенны, что по меньшей мере одна из диаграмм направленности передающей составной направленной антенны перекрывается с по меньшей мере одной другой из диаграмм направленности передающей составной направленной антенны, при этом передающие антенные элементы работают на одной и той же частоте приема и с одной и той же поляризацией приема; и
множество транспондеров (410, 3430, 3440), каждый из которых содержит вход, соединенный со связанным приемным антенным элементом, и выход, соединенный со связанным передающим антенным элементом, так что существует взаимно-однозначное соответствие между каждым транспондером, связанным приемным антенным элементом и связанным передающим антенным элементом.
2. Спутник по п. 1, в котором каждая из по меньшей мере 25% диаграмм направленности составной направленной антенны перекрывается с по меньшей мере пятью другими из диаграмм направленности приемной составной направленной антенны.
3. Спутник по п. 1 или 2, в котором каждая из по меньшей мере 25% диаграмм направленности передающей составной направленной антенны перекрывается с по меньшей мере пятью другими из диаграмм направленности передающей составной направленной антенны.
4. Спутник по любому из пп. 1-3, имеющий зону покрытия спутника по восходящей линии связи, определяемую набором точек, причем диаграмма направленности приемной составной направленной антенны каждого приемного антенного элемента устанавливает зону покрытия соответствующего приемного антенного элемента, при этом по меньшей мере 25% набора точек зоны покрытия спутника по восходящей линии связи охватывают по меньшей мере четыре из зон покрытия приемного антенного элемента.
5. Спутник по п. 4, в котором по меньшей мере 25% точек зоны покрытия спутника по восходящей линии связи охватывают по меньшей мере шесть из зон покрытия приемного антенного элемента.
6. Спутник по любому из пп. 1-5, в котором каждая зона покрытия приемного антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления приемной составной направленной антенны находится в пределах 10 дБ от максимального коэффициента усиления приемной составной направленной антенны для приемного антенного элемента, связанного с зоной покрытия приемного антенного элемента.
7. Спутник по любому из пп. 1-5, в котором каждая зона покрытия приемного антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления приемной составной направленной антенны находится в пределах 6 дБ от максимального коэффициента усиления приемной составной направленной антенны для приемного антенного элемента, связанного с зоной покрытия приемного антенного элемента.
8. Спутник по любому из пп. 1-5, в котором каждая зона покрытия приемного антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления приемной составной направленной антенны находится в пределах 3 дБ от максимального коэффициента усиления приемной составной направленной антенны для приемного антенного элемента, связанного с зоной покрытия приемного антенного элемента.
9. Спутник по любому из пп. 1-8, имеющий зону покрытия спутника по нисходящей линии связи, определяемую набором точек, причем диаграмма направленности передающей составной направленной антенны каждого передающего антенного элемента устанавливает зону покрытия соответствующего передающего антенного элемента для передающего антенного элемента, при этом по меньшей мере 25% набора точек зоны покрытия спутника по нисходящей линии связи охватывают по меньшей мере четыре из зон покрытия передающего антенного элемента.
10. Спутник по п. 9, в котором по меньшей мере 25% набора точек зоны покрытия спутника по нисходящей линии связи охватывают по меньшей мере шесть из зон покрытия передающего антенного элемента.
11. Спутник по п. 9 или 10, в котором каждая зона покрытия передающего антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления передающей составной направленной антенны находится в пределах 10 дБ от максимального коэффициента усиления передающей составной направленной антенны для передающего антенного элемента, связанного с зоной покрытия передающего антенного элемента.
12. Спутник по п. 9 или 10, в котором каждая зона покрытия передающего антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления передающей составной направленной антенны находится в пределах 6 дБ от максимального коэффициента усиления передающей составной направленной антенны для передающего антенного элемента, связанного с зоной покрытия передающего антенного элемента.
13. Спутник по п. 9 или 10, в котором каждая зона покрытия передающего антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления передающей составной направленной антенны находится в пределах 3 дБ от максимального коэффициента усиления передающей составной направленной антенны для передающего антенного элемента, связанного с зоной покрытия передающего антенного элемента.
14. Спутник по любому из пп. 1-13, дополнительно содержащий приемный отражатель (1521, 1621), причем множество приемных антенных элементов размещено с возможностью приема сигналов, отраженных приемным отражателем.
15. Спутник по п. 14, в котором приемный отражатель (1621) имеет фокальную плоскость (1625), а множество приемных антенных элементов размещено за пределами фокальной плоскости приемного отражателя.
16. Спутник по любому из пп. 1-13, в котором множество приемных антенных элементов размещено в виде прямоизлучающей решетки.
17. Спутник по любому из пп. 1-16, в котором каждый из множества транспондеров подсоединен между связанным одним и только одним из приемных антенных элементов и связанным одним и только одним из передающих антенных элементов.
18. Спутник по любому из пп. 1-17, дополнительно содержащий передающий отражатель (1521, 1561), причем множество передающих антенных элементов размещено с возможностью облучения передающего отражателя.
19. Спутник по п. 18, в котором передающий отражатель (1621) имеет фокальную плоскость (1625), а множество передающих антенных элементов размещено за пределами фокальной плоскости передающего отражателя.
20. Спутник по любому из пп. 1-17, в котором множество передающих антенных элементов размещено в виде прямоизлучающей решетки.
21. Спутник по любому из пп. 1-20, в котором каждый транспондер содержит малошумящий усилитель (412, 3705) (МШУ), содержащий вход МШУ и выход МШУ, причем вход МШУ соединен со связанным одним из приемных антенных элементов; и усилитель мощности (420, 3725) (РА), содержащий вход РА, соединенный с выходом МШУ, и выход РА, соединенный со связанным одним из передающих антенных элементов.
22. Спутник по п. 21, в котором по меньшей мере один из множества транспондеров дополнительно содержит преобразователь (414, 3710) частоты, подсоединенный между МШУ и РА
23. Спутник по любому из пп. 1-22, в котором по меньшей мере один из множества транспондеров представляет собой транспондер (3430) прямой линии связи и по меньшей мере один из множества транспондеров представляет собой транспондер (3440) обратной линии связи.
24. Спутник по любому из пп. 1-23, в котором множество транспондеров включает в себя десять транспондеров.
25. Спутник по любому из пп. 1-24, в котором множество транспондеров включает в себя сто транспондеров.
26. Спутник по любому из пп. 1-25, в котором по меньшей мере один из транспондеров работает в полосе частот, которую выбирают из группы, состоящей из С, L, S, X, V, Ka и Ku.
27. Спутник по любому из пп. 1-26, в котором по меньшей мере один из транспондеров работает в ширине полосы частот, которую выбирают из группы, состоящей из 500 МГц, 1 ГГц, 1,5 ГГц, 2 ГГц, 2,5 ГГц, 3 ГГц и 3,5 ГГц.
28. Спутник по любому из пп. 1-27, дополнительно содержащий генератор (426) радиомаяка.
29. Спутник по п. 28, в котором генератор радиомаяка соединен с по меньшей мере одним из множества передающих антенных элементов.
30. Спутник по п. 28 или 29, в котором генератор радиомаяка спутника генерирует сигнал радиомаяка спутника, содержащий псевдослучайную последовательность.
31. Спутник по любому из пп. 1-30, в котором спутник представляет собой геостационарный спутник.
32. Спутник по любому из пп. 1-31, в котором множество приемных антенных элементов принимает сигналы от наземного передатчика при множестве уровней принимаемых сигналов, причем по меньшей мере подмножество из множества приемных антенных элементов принимает сигналы от наземного передатчика при уровнях принимаемых сигналов, все из которых находятся в пределах 10 дБ от максимума множества уровней принимаемых сигналов.
33. Спутник по п. 32, в котором подмножество содержит 10% множества приемных антенных элементов.
34. Спутник по п. 32 или 33, в котором подмножество содержит 10 из множества приемных антенных элементов.
35. Спутник по любому из пп. 1-34, в котором множество передающих антенных элементов передает сигналы на наземный приемник при множестве уровней передаваемых сигналов, причем по меньшей мере подмножество из множества передающих антенных элементов передает сигналы на наземный приемник при уровнях передаваемых сигналов, все из которых находятся в пределах 10 дБ от максимума множества уровней передаваемых сигналов.
36. Спутник по п. 35, в котором подмножество содержит 10% множества передающих антенных элементов.
37. Спутник по п. 35 или 36, в котором подмножество содержит 10 из множества передающих антенных элементов.
38. Спутник по любому из пп. 1-37, в котором временные задержки трактов прохождения сигнала среди множества транспондеров являются согласованными.
39. Способ связи через сквозной ретранслятор (503, 1202, 1502, 3403), причем способ включает в себя:
прием сигнала (521, 525) связи на каждом из множества приемных антенных элементов сквозного ретранслятора, причем сигнал связи исходит от наземного передатчика (515, 517), так что каждое из подмножеств приемных антенных элементов принимает сигнал связи при уровне сигнала, который по существу ниже уровня сигнала, соответствующего максимальному коэффициенту усиления приемного антенного элемента;
вывод от каждого из множества приемных антенных элементов соответствующего принятого сигнала, полученного в результате приема приемным антенным элементом сигнала связи;
независимое усиление каждого принятого сигнала для формирования множества усиленных принятых сигналов; и
передачу от каждого из по меньшей мере некоторых из множества передающих антенных элементов другого одного из усиленных принятых сигналов в качестве сигнала (522, 527) нисходящей линии связи, так что по меньшей мере подмножество сигналов нисходящей линии связи облучает наземный приемник (515, 517) при уровне сигнала, который по существу не ниже уровня сигнала, соответствующего максимальному коэффициенту усиления передающих антенных элементов, участвующих в передаче.
40. Способ по п. 39, в котором наземный передатчик представляет собой пользовательский терминал (517).
41. Способ по п. 39, в котором наземный передатчик представляет собой узел (515) доступа.
42. Способ по п. 39 или 40, в котором наземный приемник представляет собой узел (515) доступа.
43. Способ по п. 39 или 41, в котором наземный приемник представляет собой пользовательский терминал (517).
44. Способ по п. 42, в котором передача усиленных принятых сигналов дополнительно включает в себя передачу на каждый из множества дополнительных узлов доступа.
45. Способ по любому из пп. 39-44, в котором спутник имеет зону покрытия спутника по восходящей линии связи, определяемую набором точек, причем по меньшей мере 25% набора точек зоны покрытия спутника по восходящей линии связи охватывают перекрывающиеся зоны покрытия по меньшей мере шести приемных антенных элементов.
46. Способ по любому из пп. 39-44, в котором спутник имеет зону покрытия спутника по восходящей линии связи, определяемую набором точек, причем по меньшей мере 25% набора точек зоны покрытия спутника по восходящей линии связи охватывают перекрывающиеся зоны покрытия по меньшей мере четырех приемных антенных элементов.
47. Способ по любому из пп. 39-46, в котором каждая зона покрытия приемного антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления приемной составной направленной антенны находится в пределах 10 дБ от максимального коэффициента усиления приемной составной направленной антенны для приемного антенного элемента, связанного с зоной покрытия приемного антенного элемента.
48. Способ по любому из пп. 39-46, в котором каждая зона покрытия приемного антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления приемной составной направленной антенны находится в пределах 6 дБ от максимального коэффициента усиления приемной составной направленной антенны для приемного антенного элемента, связанного с зоной покрытия приемного антенного элемента.
49. Способ по любому из пп. 39-46, в котором каждая зона покрытия приемного антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления приемной составной направленной антенны находится в пределах 3 дБ от максимального коэффициента усиления приемной составной направленной антенны для приемного антенного элемента, связанного с зоной покрытия приемного антенного элемента.
50. Способ по одному из пп. 39-49, в котором спутник имеет зону покрытия спутника по нисходящей линии связи, определяемую набором точек, причем по меньшей мере 25% набора точек зоны покрытия спутника по нисходящей линии связи охватывают перекрывающиеся зоны покрытия по меньшей мере шести передающих антенных элементов.
51. Способ по одному из пп. 39-49, в котором спутник имеет зону покрытия спутника по нисходящей линии связи, определяемую набором точек, причем по меньшей мере 25% набора точек зоны покрытия спутника по нисходящей линии связи охватывают перекрывающиеся зоны покрытия по меньшей мере четырех передающих антенных элементов.
52. Способ по п. 50 или 51, в котором каждая зона покрытия передающего антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления передающей составной направленной антенны находится в пределах 10 дБ от максимального коэффициента усиления передающей составной направленной антенны для передающего антенного элемента, связанного с зоной покрытия передающего антенного элемента.
53. Способ по п. 50 или 51, в котором каждая зона покрытия передающего антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления передающей составной направленной антенны находится в пределах 6 дБ от максимального коэффициента усиления передающей составной направленной антенны для передающего антенного элемента, связанного с зоной покрытия передающего антенного элемента.
54. Способ по п. 50 или 51, в котором каждая зона покрытия передающего антенного элемента определяется набором точек, для которых коэффициент усиления передающей составной направленной антенны находится в пределах 3 дБ от максимального коэффициента усиления передающей составной направленной антенны для передающего антенного элемента, связанного с зоной покрытия передающего антенного элемента.
55. Способ по любому из пп. 39-54, в котором прием сигнала связи включает в себя отражение сигнала связи для создания сигнала, который сфокусирован в точке в фокальной плоскости, причем прием сигнала связи осуществляется в сторону от фокальной плоскости.
56. Способ по любому из пп. 39-55, в котором передача усиленных принятых сигналов включает в себя передачу от приемных антенных элементов на передающий отражатель, имеющий фокальную плоскость, причем передача сигналов осуществляется в сторону от фокальной плоскости.
57. Способ по любому из пп. 39-56, в котором сигнал связи принимается на частоте восходящей линии связи и который дополнительно включает в себя преобразование частоты по меньшей мере одного из усиленных принятых сигналов от частоты восходящей линии связи к частоте нисходящей линии связи для формирования частотно-преобразованного усиленного принятого сигнала, и причем передача усиленных принятых сигналов включает в себя передачу частотно-преобразованных усиленных принятых сигналов.
58. Способ по любому из пп. 39-57, в котором принятые сигналы находятся в полосе частот, которую выбирают из группы, состоящей из С, L, S, X, V, Ka и Ku.
59. Способ по любому из пп. 39-58, дополнительно включающий в себя передачу сигнала радиомаяка ретранслятора.
60. Способ по п. 59, в котором сигнал радиомаяка ретранслятора содержит псевдослучайную последовательность (PN).
61. Способ по любому из пп. 39-60, в котором каждый приемный антенный элемент имеет такую зону покрытия приемного антенного элемента, что множество зон покрытия приемного антенного элемента перекрывается.
62. Способ по любому из пп. 39-61, дополнительно включающий в себя прием с помощью множества приемных антенных элементов дополнительных сигналов от множества дополнительных наземных географически рассредоточенных передатчиков.
63. Способ по пп. 39-62, который дополнительно включает в себя передачу от множества приемных антенных элементов на множество дополнительных наземных географически рассредоточенных приемников.
64. Способ по любому из пп. 39-63, в котором каждый из подмножества приемных антенных элементов принимает сигнал связи, исходящий от наземного передатчика при уровне сигнала в пределах 10 дБ от максимального уровня сигнала, принимаемого любым из подмножества приемных антенных элементов.
65. Способ по любому из пп. 39-64, в котором подмножество содержит по меньшей мере 10% множества приемных антенных элементов.
66. Способ по любому из пп. 39-65, в котором подмножество содержит по меньшей мере десять из множества приемных антенных элементов.
67. Способ по любому из пп. 39-66, в котором подмножество множества приемных антенных элементов передает сигналы на наземный передатчик, в результате чего уровень принятого сигнала находится в пределах 10 дБ от максимального уровня сигнала, принятого от любого из передающих антенных элементов.
68. Способ по любому из пп. 39-67, в котором подмножество передаваемых сигналов передается по меньшей мере посредством 10% множества передающих антенных элементов.
69. Способ по любому из пп. 39-67, в котором подмножество передаваемых сигналов передается по меньшей мере десятью из множества передающих антенных элементов.
70. Способ по любому из пп. 39-69, в котором прием сигнала связи включает в себя прием от пользовательского терминала в первый интервал времени приема и прием от узла доступа во второй интервал времени приема, который не перекрывает первый интервал времени приема.
71. Способ по любому из пп. 39-70, в котором прием сигнала связи включает в себя прием от пользовательского терминала в первой полосе частот и прием от узла доступа в первой полосе частот.
72. Способ по любому из пп. 39-71, в котором передача другого одного из усиленных принятых сигналов включает в себя передачу на пользовательский терминал во второй полосе частот и передачу на узел доступа во второй полосе частот.
73. Способ по любому из пп. 39-72, в котором передача другого одного из усиленных принятых сигналов включает в себя передачу на пользовательский терминал в первый интервал времени передачи и передачу на узел доступа во второй интервал времени передачи, который не перекрывает первый интервал времени передачи.