[其他]用于混合式通信衛星的天線系統

在審

• 申請號: 101987000005573
• 申請日: 1987-08-14
• 公開（公告）號: CN1006030B
• 公開（公告）日: 1989-12-06
• 發明（設計）人: 羅森·哈羅德·A
• 申請（專利權）人: 休斯航空公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄒光新

采用分離子系統的衛星通信系統，用于在給定的頻帶內實現廣播和點對點的雙向通信。廣播和點對點的子系統采用具有公共反射器１２的集成化衛星天線系統。子系統通過對給定的頻帶在覆蓋所需服務的地面區域的多個領近地區３２，３４，３６，３８中重復使用，以得到增加通信的容量。這些區域中的小孔徑天線地面站由多個高增益下行鏈路肅形波束提供服務，通過頻率尋址的方法對這些波束在東西方面進行控制。

本發明一般地涉及一種衛星通信系統，這種衛星系統采用一個位于地球同步軌道上的衛星，以用來在地球上的多個小孔徑天線地面站之間組成通信鏈路。更具體地說，本發明涉及用于具有兼容雙向和廣播通信系統的混合通信能力的通信衛星的天線系統。

以往，通信衛星通常采用幾個用于從地球和向地球分別接收和發射信號的天線子系統。為了使天線相對于地球的指向保持不變，這些天線子系統通常安裝在衛星的一個“反自旋”平臺上。這些天線子系統既可以是固定的，或可操作的和可以不同極化工作的。例如，一個已知的天線子系統包括安裝成兩行的一對初級反射器。其中的一個反射器是垂直極化的，可用來反射發射和接收信號中的一個;另一個是水平極化的，可用來反射發射和接收信號中的另一個。

由于受通信衛星空間的限制，所以這種衛星的天線系統必須結構緊湊，并盡可能使用少的部件。為了部分達到此目的，已設想了鏡象反射器裝置，以便用一個小的發射天線陣列形成一掃描波束。通過將一個小的相控陣列與一個大的主反射器及一個較小的反射器鏡象裝置相結合，以使在主反射器上形成一個小陣列的大鏡象，由這種裝置可獲得大孔徑相控陣的性能。于是，用一小陣列組成了一個具有大孔徑的電子掃描天線。這種鏡象裝置的重要特點是：主反射器不必精確制造，因為可以用小天線陣有效地校正小的機械誤差。

為了提供一種結構緊湊的天線系統，已采用過用所謂的準光學天線雙工器去分開不同頻段的相重合的射頻信號，即分開發射和接收信號。采用上述類型的準光學天線雙工器的結構緊湊的鏡象裝置已經在由CDragone和M.J.Gans所著的發表在1979年2月29日出版的The Bell Sytem Technical Journal，第5卷，No.2上的題為“用小天線陣形成掃描波束的鏡象反射器裝置”一文中。該文公開了一個置于發射天線陣和鏡象反射器之間的頻率雙工器。接收天線陣置于雙工器的一側，發射天線陣在另一側。在發射帶通內的信號從發射陣列經過雙工器到達鏡象反射器。雙工器可反射在接收波段內的反射信號，結果使入射到雙工器的上接收波段內的信號反射到接收天線陣。

隨著在地球同步軌道上放置通信衛星的成本的提高，因此盡可能使衛星能操作最大數目信道和有不同類型通信業務的能力越來越顯得重要。本發明是針對上述目標提出來的。

本發明的天線系統是供通信衛星使用的。它包括用來提供雙向，點對點的通信業務的第一子系統，和用來提供廣播業務的第二子系統。兩個子系統采用一個主反射器裝置，該裝置包括一對拋物面反射器，兩個反射器沿在公共軸上彼此交叉，并且分別為垂直極化和水平極化。

子系統的點對點發射機和廣播發射機每個都用一個垂直極化信號并與一垂直極化的主反射器相配合。子系統的廣播發射機和點對點的接收機每個都以水平極化信號工作并與水平極化反射器相配合。點對點子系統的發射機包括一個鏡象反射器裝置，以利用一個小的子反射器在主反射器上形成一個小發射機天線陣的大鏡象，從而獲得一個大孔徑相控陣所具有的性能。

一對由靠選頻篩（frequency selective screens）進行選頻的準光學天線共用器用于分離每個子系統的發射和接收信號。

因此，本發明的主要目的是為了提供一種用于通信衛星的天線系統，該系統包括用來與由衛星所服務的區域建立獨立通信鏈路的各子系統。

本發明的另一個目的是為了提供如上所述的一種在結構上特別緊湊和簡單的天線系統。

本發明的還有一個目的是為了提供一種如上所述的天線系統，包括使能在多個地面站之中任意兩個之間進行雙向通信的第一接收機和第一發射機，和包括為衛星服務區域提供廣播業務的第二接收機和第二發射機的天線系統。

本發明的再一個目的是為了提供上述利用一對選頻篩分別分離每個子系統的發射和接收信號的天線系統。