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Dokumentenidentifikation DE69510752T2 23.12.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0709288
Titel Übertragungsvorrichtung zur Anwendung in nicht-geostationären Satelliten
Anmelder NEC Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Ikebe, Kenichi, c/o NEC Corp., Tokyo, JP
Vertreter Vossius & Partner, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69510752
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 30.10.1995
EP-Aktenzeichen 951170893
EP-Offenlegungsdatum 01.05.1996
EP date of grant 14.07.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.12.1999
IPC-Hauptklasse B64G 1/22

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sendevorrichtung zur Verwendung in nicht-geostationären Satelliten, die in einem nicht-geostationären Satelliten eines Satellitenkommunikationssystems angebracht ist, um eine Zwischensatellitenkommunikation zwischen einem geostationären Satelliten und dem nicht-geostationären Satelliten (umlaufenden Satelliten) durchzuführen.

Eine Sendevorrichtung dieser Art für nicht-geostationäre Satelliten ist in einem nicht-geostationären Satelliten eines Satellitenkommunikationssystems angebracht, um Zwischensatellitenkommunikation zwischen einem geostationären Satelliten, der um die Erde längs einer geostationären Umlaufbahn, die von der Erdoberfläche durch einen ersten gegebenen Abstand getrennt ist, in einem stationären Zustand relativ zur Erdoberfläche umläuft, und dem nicht-geostationären Satelliten, der um die Erde längs einer nicht-geostationären Umlaufbahn, die von der Erdoberfläche durch einen zweiten gegebenen Abstand, der kleiner ist als der erste gegebene Abstand, getrennt ist, in einem nicht-stationären Zustand relativ zur Erdoberfläche (mit anderen Worten, in einem Bewegungszustand relativ zur Erdoberfläche) umläuft, durchzuführen.

Solch eine Sendevorrichtung für nicht-geostationäre Satelliten ist normalerweise mit einem Sendeabschnitt ausgestattet, welcher mit Strom versorgt wird und Signale zu einem geostationären Satelliten längs des Weges zwischen dem nicht-geostationären Satelliten und dem geostationären Satelliten sendet.

Im Fall eines nicht-geostationären Satelliten, der für die Zwischensatellitenkommunikation mit einem geostationären Satelliten bestimmt ist, wird es, damit der nicht-geostationäre Satellit, der sich nahe der Erdoberfläche bewegt, mit dem geostationären Satelliten in einer geostationären Umlaufbahn kommunizieren kann, notwendig, ein Signal mit einer höheren Leistungsflußdichte (PFD) vom nicht-geostationären Satelliten zum geostationären Satelliten zu senden als für die Kommunikation zwischen dem nicht-geostationären Satelliten und einer Erdstation. Wenn jedoch die Erde den Weg zwischen dem geostationären Satelliten und dem nicht-geostationären Satelliten erreicht, wird die Erde dem Signal mit der höheren PFD ausgesetzt, was nicht die Beschränkungen der PFD, die durch das Funk-Gesetz vorgeschrieben werden, einhält.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sendevorrichtung zur Verwendung in nicht-geostationären Satelliten bereitzustellen, welche eine Einhaltung der Beschränkungen, die der PFD auferlegt sind, sogar erlaubt, wenn die Erde sich zwischen dem geostationären Satelliten und dem nicht-geostationären Satelliten befindet. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher, wenn die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen nicht-geostationären Satelliten darstellt;

Fig. 2 eine Ansicht, die ein Satellitenkommunikationssystem darstellt, das einen nicht-geostationären Satelliten aufweist, in dem eine Sendevorrichtung für nicht-geo stationäre Satelliten gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist; und

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen nicht-geostationären Satelliten darstellt.

Es werden jetzt einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Sendevorrichtung 10 für nicht-geostationäre Satelliten gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem nicht-geostationären Satelliten eines Satellitenkommunikationssystems angebracht, die eine Zwischensatellitenkommunikation zwischen einem geostationären Satelliten und dem nicht-geostationären Satelliten durchführt.

Bezugnehmend auf Fig. 2 wird die Zwischensatellitenkommunikation gemäß dem Satellitenkommunikationssystem im wesentlichen zwischen einem geostationären Satelliten 13, der um die Erde 11 längs einer geostationären Umlaufbahn 12, die von der Erdoberfläche 11 durch einen ersten gegebenen Abstand getrennt ist, in einem stationären Zustand relativ zur Erdoberfläche 11 umläuft, und einem nicht-geostationären Satelliten (umlaufenden Satelliten) 15 durchgeführt, der um die Erde 11 längs einer nicht-geostationären Umlaufbahn (umlaufenden Umlaufbahn) 14, die von der Erdoberfläche 11 durch einen zweiten gegebenen Abstand getrennt ist, der kleiner ist als der erste gegebene Abstand, in einem nicht-stationären Zustand relativ zur Erdoberfläche 11 umläuft. Zusätzlich kommuniziert der geostationäre Satellit 13 in manchen Fällen mit einer Station auf der Erde 11; diese Kommunikation ermöglicht es, zwischen dem nicht-geostationären Satelliten 15 und der Station auf der Erde 11 über den geostationären Satelliten 13 zu kommunizieren.

In Fällen, wo die Erde 11 sich außerhalb des Weges zwischen dem nicht-geostationären Satelliten 15 und dem geostationären Satelliten 13 befindet, zum Beispiel bei Position A, wie dargestellt, besteht kein Risiko, daß das Sendeausgangssignal vom nicht-geostationären Satelliten 15 auf die Erde 11 auftrifft. Wenn jedoch die Erde 11 den Weg zwischen dem nicht-geostationären Satelliten 15 und dem geostationären Satelliten 13, zum Beispiel bei Position B, wie dargestellt, erreicht, trifft das Sendeausgangssignal vom nicht-geostationären Satelliten 15 auf die Erdoberfläche 11 auf, wobei es folglich nicht die beschränkenden Bedingungen für die PFD, die durch das Funk-Gesetz vorgeschrieben sind, einhält. Aus diesem Grund wird die Sendevorrichtung 10 für nicht-geostationäre Satelliten, wie in Fig. 1 dargestellt, im nicht-geostationären Satelliten 15 angebracht.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist die Sendevorrichtung 10 für nicht-geostationäre Satelliten mit einem Sendeabschnitt 16 ausgestattet. Dieser Sendeabschnitt 16 wird mit Strom 17 von einer Stromquelle 16' versorgt und sendet ein Sendesignal zum geostationären Satelliten 13 längs des Weges zwischen dem nicht-geostationären Satelliten 15 und dem geostationären Satelliten 13.

Ein Erdwahrnehmungsabschnitt 19 erfaßt die Anwesenheit der Erde 11, die die Übertragungsrichtung eines Signals vom Sendeabschnitt 16 durchkreuzt, (mit anderen Worten, die Bewegung des nicht-geostationären Satelliten 15 von Position B zu Position C über Position D) und gibt solange ein Erfassungssignal aus, wie die Erde 11 die Übertragungsrichtung des Sendesignals durchkreuzt.

Ein Übertragungsrichtungs-Verstellabschnitt 20 ist mit dem Sendeabschnitt 16 und dem Erdwahrnehmungsabschnitt 19 verbunden und verstellt die Übertragungsrichtung des Signals vom Sendeabschnitt 16 in eine Richtung, die die Erde umgeht.

Insbesondere weist der Sendeabschnitt 16 einen Sendesignal-Erzeugungsabschnitt 21 und eine Antenne 22, die mit dem Sendesignal-Erzeugungsabschnitt 21 verbunden ist, auf und sendet ein Sendesignal, das vom Sendesignal-Erzeugungsabschnitt 21 erzeugt wurde, zum geostationären Satelliten 13 längs des Weges zwischen dem nicht-geostationären Satelliten 15 und dem geostationären Satelliten 13. Der Sendesignal-Erzeugungsabschnitt 21 weist einen Oszillatorabschnitt 23, welcher ein oszillierendes Signal erzeugt, einen Modulationsabschnitt 24 zum Modulieren des oszillierenden Signals in ein moduliertes Signal und einen Sender 25 auf, welcher das modulierte Signal als ein Sendesignal sendet, während er mit dem Strom 17 von der Stromquelle 16' versorgt wird.

Der Übertragungsrichtungs-Verstellabschnitt 20 ist mit dem Erdwahrnehmungsabschnitt 19 und der Antenne 22 verbunden und ist gestaltet, um die Übertragungsrichtung des Sendesignals von der Antenne 22 in eine Richtung zu verstellen, die die Erde umgeht.

Der Arbeitsweise des nicht-geostationären Satelliten 10, der in Fig. 1 dargestellt wird, wird jetzt ebenso unter Bezug auf Fig. 2 erläutert werden.

Der Erdwahrnehmungsabschnitt 19 mit einem Gesichtsfeld (FOV), das hinsichtlich der Richtung der Hauptachse der Antenne um α verschoben ist, ist gestaltet, um die Erde 11 zu erfassen. α wird normalerweise so eingestellt, daß es in der Größenordnung von 5 Grad liegt, mit einem Spielraum, um eine Bestrahlung auf der Erde zu verhindern. Der Erdwahrnehmungsabschnitt 19 kann aus einem Infrarotsensor, der gestaltet ist, um die Erde 11 beruhend auf der Erkennung von Infrarotstrahlung der Luft, die die Erde 11 umhüllt, zu erfassen, einem Mikrowellenlaser usw. bestehen. Ein solcher Infrarotsensor wird zum Beispiel in dem Artikel "Research und development of precision Earth sensor" SPIE Vol. 1157 Infrared Technology XV (1989) und in dem Abschnitt "Description of the Prior Art" in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsoffenbarung SHO 60-71399 (1985) beschrieben. Der Übertragungsrichtungs-Verstellabschnitt 20 wirkt als Antwort auf ein Erfassungssignal, das vom Erdwahrnehmungsabschnitt 19 ausgegeben wird. Mit dieser Operation wird die Antenne 22 längs einer Richtung, die die Erde umgeht, wie oben definiert, nur während der Bewegung des nicht-geostationären Satelliten 15 von Position B zu Position C ausgerichtet, wie in Fig. 2 dargestellt, während der die PFD über den durch das Funk-Gesetz vorgeschriebenen Grenzwert erhöht werden kann, wodurch die Einhaltung der der PFD auferlegten Beschränkungen erlaubt wird.

Bezugnehmend auf Fig. 3 ist die Sendevorrichtung 30 für nicht-geostationäre Satelliten gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dieselbe, wie die Sendevorrichtung 10 für nicht-geostationäre Satelliten, welche in Fig. 1 dargestellt wird, außer daß ein Stromversorgungs-Unterbrechungsabschnitt 31 statt des Übertragungsrichtungs-Verstellabschnittes 20 vorgesehen ist. Dieser Stromversorgungs-Unterbrechungsabschnitt 31 ist mit dem Sendeabschnitt 25 und dem Erdwahrnehmungsabschnitt 19 verbunden und ist gestaltet, um automatisch die Stromversorgung 17 zum Sender 25 des Sendeabschnittes 16 von der Stromquelle 16' zu unterbrechen und dadurch die Übertragung des Sendesignals vom Sender 25 des Sendeabschnittes 16 zu stoppen. Mit dieser Konstruktion kann die Übertragung des Sendesignals vom Sendeabschnitt 16 nur während der Bewegung des nicht-geostationären Satelliten 15 von Position B zu Position C, wie in Fig. 2 dargestellt, automatisch gestoppt werden, während der die vorgeschriebene PFD verletzt werden kann, wobei folglich die Einhaltung der Beschränkungen, die der PFD auferlegt sind, erlaubt wird.

Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung eine Sendevorrichtung zur Verwendung in nicht-geostationären Satelliten bereit, welche eine Einhaltung der Beschränkungen, die der PFD auferlegt sind, sogar erlaubt, wenn die Erde sich zwischen dem geostationären Satelliten und dem nicht-geostationären Satelliten befindet.


Anspruch[de]

1. Sendevorrichtung zur Verwendung in nicht-geostationären Satelliten, die in einem nicht-geostationären Satelliten eines Satellitenkommunikationssystems angebracht ist, um Zwischensatellitenkommunikation zwischen einem geostationären Satelliten, der um die Erde längs einer geostationären Umlaufbahn, die von der Erdoberfläche durch einen ersten gegebenen Abstand getrennt ist, in einem stationären Zustand relativ zur Erdoberfläche umläuft, und dem nicht-geostationären Satelliten, der um die Erde längs einer nicht-geostationären Umlaufbahn, die von der Erdoberfläche durch einen zweiten gegebenen Abstand getrennt ist, der kleiner ist als der erste gegebene Abstand, in einem nicht-stationären Zustand relativ zur Erdoberfläche umläuft, durchzuführen und die mit Sendeeinrichtungen ausgestattet ist, welche ein Sendesignal zu dem geostationären Satelliten längs des Weges zwischen dem nicht-geostationären Satelliten und dem geostationären Satelliten senden, die aufweist:

Erdwahrnehmungseinrichtungen zum Erfassen der Anwesenheit der Erde in der Übertragungsrichtung des Sendesignals von den Sendeeinrichtungen, um so lange ein Erfassungssignal auszugeben, wie die Erde die Übertragungsrichtung des Übertragungssignals durchkreuzt; und

Übertragungsrichtungs-Verstelleinrichtungen, welche mit den Übertragungseinrichtungen und den Erdwahrnehmungseinrichtungen verbunden sind und gestaltet sind, um die Übertragungsrichtung des Sendesignals von den Sendeeinrichtun gen so lange in eine Richtung zu verstellen, die verhindert, daß die Erde dem Sendesignal ausgesetzt wird, wie die Übertragungsrichtungs-Verstelleinrichtungen das Erfassungssignal empfangen.

2. Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sendeeinrichtungen einen Sendesignal-Erzeugungsabschnitt, welcher das Sendesignal erzeugt, und eine Antenne aufweisen, welche mit dem Sendesignal-Erzeugungsabschnitt verbunden ist, um das Sendesignal zu dem geostationären Satelliten längs des Weges zwischen dem nicht-geostationären Satelliten und dem geostationären Satelliten zu senden, und wobei die Übertragungsrichtungs-Verstelleinrichtungen mit den Erdwahrnehmungseinrichtungen und der Antenne verbunden sind und konstruiert sind, um die Übertragungsrichtung des Sendesignals von den Sendeeinrichtungen so lange in die Richtung zu verstellen, die verhindert, daß die Erde dem Sendesignal ausgesetzt wird, wie die Übertragungsrichtungs-Verstelleinrichtungen das Erfassungssignal empfangen.

3. Sendevorrichtung zur Verwendung in nicht-geostationären Satelliten, die in einem nicht-geostationären Satelliten eines Satellitenkommunikationssystems angebracht ist, um Zwischensatellitenkommunikation zwischen einem geostationären Satelliten, der um die Erde längs einer geostationären Umlaufbahn, die von der Erdoberfläche durch einen ersten gegebenen Abstand getrennt ist, in einem stationären Zustand relativ zur Erdoberfläche umläuft, und dem nicht-geostationären Satelliten, der um die Erde längs einer nicht-geostationären Umlaufbahn, die von der Erdoberfläche durch einen zweiten gegebenen Abstand getrennt ist, der kleiner ist als der erste gegebene Abstand, in einem nicht-stationären Zustand relativ zur Erdoberfläche umläuft, durchzuführen und welche mit Strom versorgt wird und mit Sendeeinrichtungen ausgestattet ist, die ein Sendesignal zu dem geostationären Satelliten längs des Weges zwischen dem nicht-geostationären Satelliten und dem geostationären Satelliten senden, die aufweist:

Erdwahrnehmungseinrichtungen zum Erfassen der Anwesenheit der Erde in der Übertragungsrichtung des Sendesignals von den Sendeeinrichtungen, um so lange ein Erfassungssignal auszugeben, wie die Erde die Übertragungsrichtung des Sendesignals durchkreuzt; und

Sendeleistungs-Verringerungseinrichtungen, die auf eine Erfassung der Erdwahrnehmungseinrichtungen reagieren, zum Verringern eines Ausgangssignals der Sendeeinrichtungen.

4. Sendevorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Sendeleistungs-Verringerungseinrichtungen Stromversorgungs-Unterbrechungseinrichtungen aufweisen, welche mit den Sendeeinrichtungen und den Erdwahrnehmungseinrichtungen verbunden sind und konstruiert sind, um die Stromversorgung der Sendeeinrichtungen zu unterbrechen und dadurch die Übertragung des Sendesignals von den Sendeeinrichtungen so lange zu stoppen, wie die Stromversorgungs-Unterbrechungseinrichtungen das Erfassungssignal empfangen.

5. Satellitenkommunikationssystem, das zwischen zwei Satelliten errichtet ist, wobei jeder Sendeeinrichtungen und eine Antenne aufweist, wobei einer der Satelliten ferner aufweist:

Erdwahrnehmungseinrichtungen zum Erfassen der Anwesenheit der Erde in einer Signalübertragungsrichtung; und

Sendeleistungs-Verringerungseinrichtungen zum Verringern eines Ausgangssignals der Sendeeinrichtungen als Antwort auf eine Erfassung der Erdwahrnehmungseinrichtungen, wobei das Ausgangssignal gerichtet zur Erde gesendet wird.

6, System nach Anspruch 5, wobei die Sendeleistungs-Verringerungseinrichtungen Übertragungsrichtungs-Verstelleinrichtungen aufweisen.

7. System nach Anspruch 6, wobei die Übertragungsrichtungs-Verstelleinrichtungen eine Richtung der Antenne verstellen.

8. System nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei die beiden Satelliten ein geostationärer Satellit bzw. ein nicht-geostationärer Satellit sind.

9. System nach Anspruch 8, wobei die Erdwahrnehmungseinrichtungen und Sendeleistungs-Verringerungseinrichtungen in dem nicht-geostationären Satelliten angeordnet sind.

10. System nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Sendeleistungs-Verringerungseinrichtungen die Stromversorgung, die an die Sendeeinrichtungen angelegt wird, verringern.

11. System nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Sendeleistungs-Verringerungseinrichtungen die Stromversorgung der Sendeeinrichtungen unterbrechen.

12. System nach einem der Ansprüche 5 bis 10, das aufweist: Stromversorgungs-Unterbrechungseinrichtungen, die mit den Sendeeinrichtungen und den Erdwahrnehmungseinrichtungen verbunden sind und konstruiert sind, um automatisch die Stromversorgung der Sendeeinrichtungen zu unterbrechen und dadurch die Übertragung des Sendesignals von den Sendeeinrichtungen so lange zu stoppen, wie die Versorgungsunterbrechungseinrichtungen das Erfassungssignal empfangen.







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