FR2760919A1 - Systeme de communication par satellite mobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de communication par satellite mobile.Ce système de communication par satellite mobile comprend un satellite artificiel (5') qui est situé sur une orbite satellitaire et déploie une antenne réseau (2, 3) formée d'un réseau actif à commande de phase de manière à parcourir une trajectoire par rapport à une station terrestre (4) utilisant un terminal portable dans une zone spécifique, l'antenne comprenant une antenne de réception (2) et une antenne d'émission (3) .Application notamment au système de transmission de communications par satellite sur orbite stationnaire.
Description
La présente invention a trait à un système de communication par satellite mobile, dans lequel un satellite pourvu d'une antenne de grandes dimensions est placé sur une orbite stationnaire ou une orbite sensiblement stationnaire de manière à effectuer une communication à l'aide d'une pluralité de faisceaux.
On va décrire un système de communication par satellite mobile classique en référence à la figure 10 annexée à la présente demande. Sur la figure 10, on a représenté un schéma montrant un système de communication par satellite mobile classique décrit par exemple dans le brevet US N 5 500 648.
Sur la figure 10, le symbole de référence E désigne la Terre et S désigne un satellite artificiel.
Le système de communication par satellite mobile représenté sur la figure 10 est conçu de manière à effectuer une communication alors que plusieurs dizaines de satellites S parcourent une orbite circulaire basse située à une altitude de plusieurs centaines de km au-dessus du sol.
La caractéristique du système de communication par satellites mobiles réside dans le fait qu'un réseau mondial de communication est créé au moyen des satellites artificiels S de sorte qu'une communication peut être réalisée depuis un emplacement quelconque jusqu'à un emplacement désiré.
Par conséquent, dans le système de communication par satellite(s) mobile(s) classique mentionné précédemment, un réseau mondial de communication est établi. Cependant, il se pose un problème consistant en ce que bien que des canaux de communication soient garantis dans des zones spécifiques étant donné que la demande de communications a rapidement augmenté ces derniers temps, le réseau mondial prévu permet difficilement de s'adapter avec souplesse à un accroissement de la demande de communications dans des zones spécifiques.
La présente invention a été mise au point en vue d'éliminer le problème mentionné précédemment et c'est pourquoi un but de la présente invention est de fournir un système de communication par satellite mobile, dans lequel un satellite est placé sur une orbite stationnaire ou une orbite sensiblement stationnaire de manière à couvrir une zone de service au moyen d'un grand nombre de faisceaux.
Un autre but de la présente invention est de fournir un système de communication par satellite mobile qui permette de réduire la perte de transmission depuis une antenne en direction d'une unité de traitement à l'intérieur du satellite.
Un autre but de la présente invention est de fournir un système de communication par satellite, qui permette de loger l'antenne d'une manière compacte.
Pour atteindre les objectifs mentionnés précédemment, conformément à la présente invention, il est prévu un système de communication par satellite, caractérisé en ce qu'il comporte un satellite artificiel, qui est disposé sur une orbite satellitaire et déploie une antenne réseau active à commande de phase, de sorte qu'elle établit une ligne vers une station terrestre utilisant un terminal portable dans une zone spécifique.
De même, conformément à la présente invention, il est prévu un système par satellite , caractérisé en ce que ladite antenne réseau active à commande de phase comprend une antenne réseau active de réception à commande de phase et une antenne réseau active d'émission à commande de phase.
En outre, conformément à la présente invention, il est prévu un système de communication par satellite mobile caractérisé en ce que ledit satellite artificiel comprend un satellite artificiel de réception utilisé uniquement pour la réception et sur lequel est montée ladite antenne réseau active de réception à commande de phase, et un satellite artificiel d'émission utilisé uniquement pour l'émission et sur lequel est montée ladite antenne réseau active d'émission à commande de phase, ledit satellite artificiel de réception et ledit satellite artificiel d'émission étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'une ligne de communication.
En outre conformément à la présente invention, il est prévu un système de communication par satellite mobile, caractérisé en ce que ledit satellite artificiel de réception et ledit satellite artificiel d'émission sont arrimés l'un à l'autre après que ledit satellite artificiel de réception et ledit satellite artificiel d'émission ont été placés sur ladite orbite satellitaire, de manière à fournir une fonction d'émission/de réception en tant que satellite artificiel unique.
En outre conformément à la présente invention, il est prévu un système de communication par satellite mobile, caractérisé en ce que ladite antenne réseau active à commande de phase comprend une antenne réseau active de réception à commande de phase comportant un convertisseur onde électrique/ signal optique qui convertit un signal reçu par une antenne de dispositif en un signal optique, et qu'un corps dudit satellite artificiel comprend un convertisseur signal optique/onde électrique qui convertit le signal optique en un signal électrique, et que ledit convertisseur onde électrique/signal optique et ledit convertisseur signal optique/onde électrique sont reliés entre eux par une fibre optique.
En outre conformément à la présente invention, il est prévu un système de communication par satellite mobile, caractérisé en ce que ledit corps du satellite comprend en outre un convertisseur analogique/numérique de signaux, qui convertit ledit signal électrique analogique en un signal numérique, et un dispositif de mise en forme de faisceau numérique qui forme un faisceau sur la base dudit signal numérique.
En outre conformément à la présente invention, il est prévu un système de communication par satellite mobile, caractérisé en ce que ledit corps dudit satellite artificiel comprend un convertisseur onde électrique/ signal optique qui convertit le signal électrique en le signal optique, que ladite antenne réseau active à commande de phase comprend une antenne réseau active d'émission à commande de phase possédant un convertisseur signal optique/onde électrique qui convertit le signal électrique en un signal à micro-ondes et une antenne de dispositif qui émet ledit signal à micro-ondes, et que ledit convertisseur onde électrique/signal optique et ledit convertisseur signal optique/ onde électrique sont connectés entre eux par une fibre optique.
En outre conformément à la présente invention, il est prévu un système de communication par satellite mobile, caractérisé en ce que ledit corps du satellite comporte en outre un dispositif de mise en forme de faisceau numérique qui forme un faisceau sur la base d'un signal de données et un convertisseur numérique/analogique de signaux qui convertit ledit signal électrique numérique en un signal analogique.
En outre conformément à la présente invention, il est prévu un système de communication par satellite mobile, caractérisé en ce que ladite orbite satellitaire est une orbite stationnaire.
En outre selon la présente invention il est prévu un système de communication par satellite mobile, caractérisé en ce que ladite orbite satellitaire est une orbite sensiblement stationnaire inclinée par rapport à l'équateur et possédant une excentricité.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une première forme de réalisation de la présente invention
- la figure 2 est un schéma représentant une orbite d'un satellite artificiel dans un système de communication par satellite mobile selon une seconde forme de réalisation de la présente invention
- la figure 3 est un schéma représentant une orbite d'un satellite artificiel dans un système de communication par satellite mobile selon une seconde forme de réalisation de la présente invention
- la figure 4 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une troisième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 5 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une quatrième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 6 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une cinquième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 7 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une sixième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 8 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une septième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 9 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une huitième forme de réalisation de la présente invention ; et
- la figure 10, dont il a déjà été fait mention, est un schéma représentant une structure d'un système classique de communication par satellites mobiles.
- la figure 1 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une première forme de réalisation de la présente invention
- la figure 2 est un schéma représentant une orbite d'un satellite artificiel dans un système de communication par satellite mobile selon une seconde forme de réalisation de la présente invention
- la figure 3 est un schéma représentant une orbite d'un satellite artificiel dans un système de communication par satellite mobile selon une seconde forme de réalisation de la présente invention
- la figure 4 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une troisième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 5 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une quatrième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 6 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une cinquième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 7 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une sixième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 8 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une septième forme de réalisation de la présente invention
- la figure 9 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile selon une huitième forme de réalisation de la présente invention ; et
- la figure 10, dont il a déjà été fait mention, est un schéma représentant une structure d'un système classique de communication par satellites mobiles.
On va maintenant décrire des formes de réalisation préférées de la présente invention en référence aux dessins annexés.
Première forme de réalisation
On va décrire un système de communication par satellite mobile selon la première forme de réalisation de la présente invention en référence à la figure 1. La figure 1 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile conformément à la première forme de réalisation de la présente invention. Sur les dessins respectifs, les éléments identiques ou similaires sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
On va décrire un système de communication par satellite mobile selon la première forme de réalisation de la présente invention en référence à la figure 1. La figure 1 est un schéma représentant une structure d'un système de communication par satellite mobile conformément à la première forme de réalisation de la présente invention. Sur les dessins respectifs, les éléments identiques ou similaires sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
Sur la figure 1, le symbole E désigne la Terre et
S' désigne un satellite artificiel. De préférence le chiffre de référence 1 désigne un corps du satellite artificiel S', le chiffre de référence 2 désigne une antenne réseau active à commande de phase de réception et le chiffre de référence 3 désigne une antenne réseau active à commande de phase d'émission. En outre le chiffre de référence 4 désigne une station terrestre représentative située au Japon.
S' désigne un satellite artificiel. De préférence le chiffre de référence 1 désigne un corps du satellite artificiel S', le chiffre de référence 2 désigne une antenne réseau active à commande de phase de réception et le chiffre de référence 3 désigne une antenne réseau active à commande de phase d'émission. En outre le chiffre de référence 4 désigne une station terrestre représentative située au Japon.
Le système de communication par satellite mobile ainsi organisé conformément à la première forme de réalisation est agencé de telle sorte que le satellite artificiel S' (station spatiale) est situé sur une orbite stationnaire et que des antennes réseaux formées de réseaux actifs à commande de phase 2 et 3 de grandes dimensions sont déployées pour l'exécution d'une communication avec la station terrestre 4 de manière à absorber en souplesse l'accroissement de demandes de communications mobiles dans les zones spécifiques, par exemple au Japon. Dans cet exemple, un service numérique de transmission de signaux vocaux au Japon est pris à titre d'exemple pour la description de cette forme de réalisation.
On suppose que dans l'ensemble de la population du
Japon, cinquante millions de personnes utilisent des terminaux portables qui mettent en oeuvre le service numérique de transmission de signaux vocaux. Dans le cas où les services, devant être fournis pour cinq millions de terminaux portables, qui représentent un dixième de tous les terminaux, sont assurés par ce service de communication par satellite mobile, une centaine de milliers de canaux doivent être garantis. Dans ce cas, l'ensemble de la superficie du Japon doit être couverte par 160 faisceaux.
Japon, cinquante millions de personnes utilisent des terminaux portables qui mettent en oeuvre le service numérique de transmission de signaux vocaux. Dans le cas où les services, devant être fournis pour cinq millions de terminaux portables, qui représentent un dixième de tous les terminaux, sont assurés par ce service de communication par satellite mobile, une centaine de milliers de canaux doivent être garantis. Dans ce cas, l'ensemble de la superficie du Japon doit être couverte par 160 faisceaux.
De même, pour satisfaire à la condition précédente, la taille d'une antenne doit avoir une ouverture de 45 mètres carrés. Pour utiliser l'antenne de cette dimension dans le satellite artificiel, on utilise l'antenne du type antenne réseau à commande de phase telle que représentée sur la figure 1.
En outre, pour monter une antenne réseau active formée d'un réseau à commande de phase avec l'ouverture formée d'un carré de 45 mètres carrés sur le satellite artificiel, on utilise un type dans lequel l'antenne est repliée à une taille qui permet de loger l'antenne dans une fusée, puis l'antenne est déployée sur orbite. Le réseau actif à commande de phase permet d'avoir un nombre et une forme variables de faisceaux en fonction de la structure d'un système d'alimentation.
Comme dans la première forme de réalisation, dans le système de communication par satellite mobile caractérisé en ce que le satellite artificiel S' est situé sur l'orbite stationnaire, et les antennes réseaux 2 et 3 formées de réseaux actifs à commande de phase de grandes dimensions sont développées de manière à établir une communication avec la station terrestre 4, et un service de communication, qui satisfait à une demande de communication dans une zone spécifique, peut être exécuté.
Dans la première forme de réalisation, avec une structure dans laquelle un ou plusieurs satellites artificiels S' sont situés sur l'orbite stationnaire, on a développé une antenne de dispositif pour établir une ligne en direction de la station terrestre utilisant le terminal portable et les antennes réseaux 2 et 3 formées de réseaux actifs à commande de phase ayant une pluralité d'amplificateurs actifs, un grand nombre de faisceaux peuvent être projetés au sol, la station de base terrestre peut être complété, ce qui permet de réaliser le service de communication qui satisfait à une demande de communication dans une zone spécifique.
Deuxième forme de réalisation
On va décrire en référence aux figures 2 et 3 un système de communication par satellite mobile selon la présente invention. Les figures 2 et 3 sont des schémas représentant chacun une orbite conforme à la deuxième forme de réalisation de la présente invention. La structure du satellite artificiel est identique à celle de la première forme de réalisation mentionnée précédemment.
On va décrire en référence aux figures 2 et 3 un système de communication par satellite mobile selon la présente invention. Les figures 2 et 3 sont des schémas représentant chacun une orbite conforme à la deuxième forme de réalisation de la présente invention. La structure du satellite artificiel est identique à celle de la première forme de réalisation mentionnée précédemment.
Dans le système de communication par satellite mobile utilisant l'orbite stationnaire conforme à la première forme de réalisation indiquée précédemment, il existe un inconvénient consistant en ce qu'une onde électrique provenant du satellite artificiel est susceptible d'être arrêté par une partie formant écran, comme par exemple un bâtiment, étant donné que l'angle du satellite artificiel vu de la Terre est faible.
Dans la deuxième forme de réalisation, pour éliminer l'inconvénient mentionné précédemment, une pluralité de satellites artificiels sont disposés sur une orbite, inclinée par rapport à l'orbite stationnaire (orbite semi-stationnaire) et des antennes réseaux formées de réseaux actifs à commande de phase sont développés.
La figure 2 représente une relation entre l'inclinaison de l'orbite semi-stationnaire et l'angle de profondeur du satellite.
La figure 3 représente un exemple de l'orbite semistationna ire et dans le cas de cette orbite semistationnaire, le satellite artificiel est vu du Japon sous un angle de 60 degrés ou plus, ce qui permet de réduire l'influence nuisible d'un élément formant écran au sol.
Dans la seconde forme de réalisation, étant donné que l'orbite du satellite artificiel est inclinée par rapport à l'équateur et que le satellite artificiel est situé sur une orbite possédant une excentricité, l'angle d'élévation du satellite artificiel vu à partir du sol devient important et par conséquent est susceptible d'être influencé de façon nuisible par l'élément formant écran.
Troisième forme de réalisation
On va décrire en référence à la figure 4 un système de communication par satellite mobile selon une troisième forme de réalisation de la présente invention. La figure 4 est un schéma représentant une structure d'un satellite artificiel sur une orbite stationnaire ou une orbite semistationnaire conformément à une troisième forme de réalisation de la présente invention.
On va décrire en référence à la figure 4 un système de communication par satellite mobile selon une troisième forme de réalisation de la présente invention. La figure 4 est un schéma représentant une structure d'un satellite artificiel sur une orbite stationnaire ou une orbite semistationnaire conformément à une troisième forme de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 4, le chiffre de référence 1A désigne un corps de satellite, le chiffre de référence 2 désigne une antenne réseau formé d'un réseau actif à commande de phase de réception.
De même, sur cette figure, le chiffre de référence 2a désigne une antenne d'un dispositif de réception ou un sous-rXseau formé d'une pluralité d'antennes de dispositifs ; le chiffre de référence 5 désigne un amplificateur (LNA) à faible bruit ; le chiffre de référence 6 désigne un convertisseur onde électrique/signal optique (E/O) ; le chiffre de référence 7 désigne une fibre optique ; le chiffre de référence 8 désigne un convertisseur signal optique/onde électrique (O/E) ; le chiffre de référence 9 désigne un convertisseur de fréquence (D/C) ; et le chiffre de référence 10 désigne un dispositif de formation de faisceau.
Par exemple, il se pose le problème consistant en ce qu'une perte de transmission augmente habituellement dans le cas où on utilise une micro-onde ayant une fréquence utilisée pour une communication radio, lorsque de l'électricité est envoyée à une antenne réseau 2 formé d'un réseau actif à commande de phase possédant une ouverture de 45 mètres carrés.
Dans la troisième forme de réalisation, dans le système de communication à satellite mobile telle que représenté sur la figure 4, un signal reçu par chaque antenne de dispositif 2a de l'antenne réseau 2 formée d'un réseau actif à commande de phase, est converti par un signal à micro-onde dans un signal optique. Le signal optique converti est envoyé à l'intérieur du corps 1A du satellite moyennant l'utilisation de la fibre optique 7, puis est converti en un signal à micro-onde. Une fonction du système de communication par satellite mobile est de former le faisceau, et l'antenne réseau formé d'un réseau actif à commande de phase est déployée sur une orbite stationnaire ou sur une orbite semi-stationnaire.
On va décrire le principe de fonctionnement. Le signal reçu par chacune des antennes 2a de dispositifs de réception est amplifié à un niveau requis par l'amplificateur à faible bruit 5. Séquentiellement, un signal électrique est converti en un signal optique par le convertisseur électrique/signal optique 6 pour transmettre le signal optique au corps 1A du satellite, par l'intermédiaire de la fibre optique 7.
Ensuite, le signal optique est converti en un signal électrique par l'intermédiaire du convertisseur signal acoustique/onde électrique 8, et est en outre converti en une fréquence requise au moyen du convertisseur de fréquence 9 pour former ainsi un faisceau d'antenne (signal synthétique) au moyen du dispositif 10 de formation de faisceau).
Dans la troisième forme de réalisation, étant donné que le signal reçu par l'antenne réseau 2 formée d'un réseau actif à commande de phase de réception est transmis optiquement au corps 1A du satellite par la fibre optique 7, un signal de réception de l'antenne de réception disposée à l'écart du corps 1A du satellite peut être transmis avec une faible perte de transmission.
Quatrième forme de réalisation
On va décrire en référence à la figure 5 un système de communication par satellite mobile selon une quatrième forme de réalisation de la présente invention. La figure 5 représente un schéma montrant une structure d'un satellite artificiel sur une orbite stationnaire ou une orbite semistationnaire conformément à la quatrième forme de réalisation de la présente invention.
On va décrire en référence à la figure 5 un système de communication par satellite mobile selon une quatrième forme de réalisation de la présente invention. La figure 5 représente un schéma montrant une structure d'un satellite artificiel sur une orbite stationnaire ou une orbite semistationnaire conformément à la quatrième forme de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 5, le chiffre de référence 1B désigne un corps de satellite et le chiffre de référence 2 désigne un antenne réseau formée d'un réseau actif à commande de phase de réception.
De même, sur cette figure, le chiffre de référence 2a désigne une antenne de dispositif de réception ou un sous-réseau formé d'une pluralité d'antennes de dispositifs ; le chiffre de référence 5 désigne un amplificateur à faible bruit (LNA) ; le chiffre de référence 6 désigne un convertisseur onde électrique/signal optique (E/O) ; le chiffre de référence 7 désigne une fibre optique ; le chiffre de référence 8 désigne un convertisseur signal optique/onde électrique (O/E) ; le chiffre de référence 9 désigne un convertisseur de fréquence (D/C) ; et le chiffre de référence 11 désigne un convertisseur analogique/numérique (A/D) ; et le chiffre de référence 12 est un dispositif (DBF) de formation de faisceau numérique constitué par une unité de traitement de signaux numérique.
Dans le cas de la formation simultanée d'un grand nombre de faisceaux, il se pose le problème consistant en ce qu'une perte de transmission devient importante lorsque la formation du faisceau s'effectue dans la gamme des micro-ondes. La quatrième forme de réalisation est agencée de manière à radier le problème indiqué précédemment.
On va décrire le principe de fonctionnement. Le signal reçu par chacune des antennes 2a de dispositifs de réception est amplifié à un niveau requis par l'amplificateur à faible bruit 5. Séquentiellement, un signal électrique est converti en un signal optique par le convertisseur onde électrique/signal optique 6 pour transmettre le signal optique au corps 1B du satellite par l'intermédiaire de la fibre optique 7.
Ensuite, le signal optique est converti en un signal électrique par l'intermédiaire du convertisseur signal optique/onde électrique 8, puis est converti en une fréquence requise par l'intermédiaire du convertisseur de fréquence 9, et en outre converti en un signal numérique par l'intermédiaire du convertisseur de signaux analogiques/numériques 11 pour ainsi former un faisceau (signal synthétique) par l'intermédiaire du dispositif de formation de faisceau numérique 12.
Il s'est posé le problème consistant en ce que la perte de transmission augmente dans le dispositif 10 de formation de faisceau utilisant une matrice d'activateurs, lorsque le nombre de faisceaux devient important.
Cependant, si la formation du faisceau est réalisée au moyen de l'unité de traitement de signaux numériques 12 comme dans la quatrième forme de réalisation, la perte de transmission est maintenue constante même si le nombre de faisceaux augmente.
La quatrième forme de réalisation est conçue de manière à former une pluralité de faisceaux d'antenne à partir du signal obtenu en soumettant le signal à microondes à une conversion analogique/numérique en utilisant l'unité de traitement de signaux numériques 12, ce qui permet de former un grand nombre de faisceaux d'antenne avec une faible perte de transmission.
Cinquième forme de réalisation
On va décrire en référence à la figure 6 un système de communication par satellite mobile selon une cinquième forme de réalisation de la présente invention. La figure 6 est un schéma représentant une structure d'un satellite artificielle sur une orbite stationnaire ou une orbite semi-stationnaire conformément à la cinquième forme de réalisation de la présente invention.
On va décrire en référence à la figure 6 un système de communication par satellite mobile selon une cinquième forme de réalisation de la présente invention. La figure 6 est un schéma représentant une structure d'un satellite artificielle sur une orbite stationnaire ou une orbite semi-stationnaire conformément à la cinquième forme de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 6, le symbole de référence 1C désigne un corps de satellite et le chiffre de référence 3 désigne une antenne réseau formée d'un réseau actif à commande de phase d'émission.
De même sur cette figure, le chiffre de référence 13 désigne un convertisseur de fréquence (U/C) ; le chiffre de référence 14 désigne un convertisseur onde électrique/signal optique (E/O) ; le chiffre de référence 15 désigne une fibre optique ; le chiffre de référence 16 désigne un convertisseur signal optique/onde électrique (O/E) ; le chiffre de référence 17 désigne un amplificateur à signal de sortie intense (HPA) ; et le chiffre de référence 3a désigne une antenne de dispositif d'émission ou un réseau secondaire formé d'une pluralité d'antennes de dispositifs.
Par exemple, il se pose un problème consistant en ce qu'une perte de transmission augmente habituellement dans le cas où une micro-onde possédant une fréquence utilisée pour la communication radio est employée lorsque de l'électricité est appliquée à l'antenne réseau 3 formée d'un réseau actif à commande de phase, ayant une ouverture de 45 mètres carrés.
On va décrire ci-après le principe de fonctionnement de la cinquième forme de réalisation. Comme cela est représenté sur la figure 6, ce que l'on obtient en multipliant un signal de données par une phase d'amplitude de commande d'un signal envoyé à chacun des dispositifs des antennes de dispositifs 3a pour la formation du faisceau est converti en une fréquence appropriée par l'intermédiaire du convertisseur de fréquence 13, puis est converti en un signal optique par l'intermédiaire du convertisseur 14 onde électrique/signal optique, et est transmis à l'antenne réseau 3 formée d'un réseau actif à commande de phase d'émission, à l'extérieur du satellite utilisant la fibre optique 15.
Ensuite, le signal optique tel qu'il est émis est converti en un signal à micro-ondes par l'intermédiaire du convertisseur signal optique/onde électrique 16, est amplifié par l'amplificateur à signal de sortie intense 17 et est émis par l'antenne 3a du dispositif d'émission.
La cinquième forme de réalisation est conçue pour convertir le signal optique transmis optiquement par le corps 1C du satellite en le signal à micro-ondes pour émettre le signal à micro-ondes par une antenne d'émission, ce qui permet l'émission d'un signal à partir du corps 1C du satellite à l'antenne d'émission, pour une faible perte d'émission.
Sixième forme de réalisation
On va décrire un système de communication par satellite mobile selon une sixième forme de réalisation de l'invention en référence à la figure 7. Sur la figure 7, on a représenté un schéma représentant une structure d'un satellite artificiel disposé selon une orbite stationnaire ou une orbite semi-stationnaire conformément à la sixième forme de réalisation de la présente invention.
On va décrire un système de communication par satellite mobile selon une sixième forme de réalisation de l'invention en référence à la figure 7. Sur la figure 7, on a représenté un schéma représentant une structure d'un satellite artificiel disposé selon une orbite stationnaire ou une orbite semi-stationnaire conformément à la sixième forme de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 7, le symbole de référence 1D désigne un corps de satellite et le chiffre de référence 3 désigne une antenne réseau formée d'un réseau actif à commande de phase d'émission.
De même, sur la figure, le chiffre de référence 18 désigne un dispositif (DBF) de formation de faisceau numérique constitué par une unité de traitement de signaux numériques ; le chiffre de référence 19 désigne un convertisseur numérique/analogique de signaux (D/A) ; le chiffre de référence 13 désigne un convertisseur de fréquence (U/C) ; le chiffre de référence 14 désigne un convertisseur onde électrique/signal optique (E/O) ; le chiffre de référence 15 désigne une fibre optique ; le chiffre de référence 16 désigne un convertisseur signal optique/onde électrique (O/E) ; le chiffre de référence 17 désigne un amplificateur à sortie à niveau élevé (HPA) ; le chiffre de référence 3a désigne un dispositif d'émission ou un sous-réseau formé d'une pluralité d'antennes de dispositifs.
Dans le cas de la formation d'un grand nombre de faisceaux par multiplication du signal de données par un poids qui forme un faisceau, il se pose un problème consistant en ce que la perte de transmission augmente habituellement dans le cas où une micro-onde ayant une fréquence utilisée pour la communication radio est utilisée au moment de l'opération d'alimentation.
On va décrire ci-après le principe de fonctionnement de la sixième forme de réalisation. Comme cela est représenté sur la figure 7, un processus de multiplication d'un signal de données par la phase d'amplitude de commande d'un signal appliqué à chacune des antennes de dispositifs 3a pour la formation des faisceaux par l'intermédiaire de l'unité de traitement de signaux numériques 18 est exécuté, et son résultat est converti en un signal analogique par l'intermédiaire du convertisseur numérique/analogique de signaux 19. Le signal converti est en outre amené par conversion à une fréquence appropriée par l'intermédiaire du convertisseur de fréquence 13, puis est converti en un signal optique par l'intermédiaire du convertisseur onde électrique/signal optique 14, et est transmis à l'antenne réseau 3 formée d'un réseau actif à commande de phase d'émission, située à l'extérieur du satellite moyennant l'utilisation de la fibre optique 15.
Ensuite, le signal optique tel que transmis est converti en un signal à micro-ondes par l'intermédiaire du convertisseur signal optique/onde électrique 16, est amplifié par l'amplificateur signal de sortie intense 17, puis est émis par l'antenne de dispositif d'émission 3a.
La sixième forme de réalisation est conçue de manière à agir par voie arithmétique sur la phase de l'amplitude de commande d'un signal envoyé à chacune des antennes de dispositifs 3a pour chaque formation de faisceaux par l'intermédiaire de l'unité 18 de traitement de signaux optiques et la conversion en un signal analogique par l'intermédiaire du convertisseur numérique/analogique de signaux 19. Le traitement ultérieur est identique à celui intervenant dans la cinquième forme de réalisation ci-dessus.
Conformément à la sixième forme de réalisation, étant donné que les données d'émission sont formées par l'unité de traitement de signaux numériques 18, des données précises sont appliquées à la phase d'amplitude de sorte que le pointage du faisceau peut être exécuté avec une grande précision.
Septième forme de réalisation
On va décrire en référence à la figure 8 un système de communication par satellite mobile selon la septième forme de réalisation de la présente invention. La figure 8 représente un schéma représentant une structure d'un satellite artificiel sur une orbite stationnaire ou une orbite semi-stationnaire conformément à la septième forme de réalisation de la présente invention.
On va décrire en référence à la figure 8 un système de communication par satellite mobile selon la septième forme de réalisation de la présente invention. La figure 8 représente un schéma représentant une structure d'un satellite artificiel sur une orbite stationnaire ou une orbite semi-stationnaire conformément à la septième forme de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 8, le symbole de référence 1A désigne un corps d'un satellite artificiel de réception prévu uniquement pour la réception ; le chiffre de référence 2 désigne une antenne r troisième forme de réalisation précédente en tant que satellite artificiel de réception servant uniquement à la réception et le corps 1C du satellite de la cinquième forme de réalisation indiquée ci-dessus en tant que satellite artificiel d'émission servant à réaliser uniquement l'émission. Sinon, on peut utiliser respectivement le corps 1B du satellite de la quatrième forme de réalisation indiqué ci-dessus en tant que satellite artificiel de réception utilisé uniquement pour la réception et le corps 1D du satellite de la sixième forme de réalisation en tant que satellite artificiel d'émission utilisé uniquement pour l'émission.
Dans la septième forme de réalisation, le satellite artificiel, sur lequel seule l'antenne de réception est montée, et le satellite artificiel, sur lequel seule l'antenne d'émission est montée, sont utilisés sous la forme d'un couple pour établir une communication entre les satellites respectifs au moyen d'un signal radio et d'un signal transmis par câble, ce qui permet de loger aisément l'antenne dans la fusée.
Huitième forme de réalisation
On va décrire en référence à la figure 9 un système de communication par satellite mobile selon une huitième forme de réalisation de la présente invention. La figure 9 est un schéma représentant une structure d'un satellite artificiel sur une orbite stationnaire ou une orbite semistationnaire conformément à la huitième forme de réalisation de la présente invention.
On va décrire en référence à la figure 9 un système de communication par satellite mobile selon une huitième forme de réalisation de la présente invention. La figure 9 est un schéma représentant une structure d'un satellite artificiel sur une orbite stationnaire ou une orbite semistationnaire conformément à la huitième forme de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 9, le symbole de référence lA désigne le corps d'un satellite artificiel de réception utilisé uniquement pour la réception, et le chiffre de référence 2 désigne une antenne réseau formée d'un réseau actif à commande de phase de réception. Le symbole de référence 1C désigne le corps d'un satellite artificiel d'émission utilisé uniquement pour l'émission, et le chiffre de référence 3 désigne une antenne réseau formée d'un réseau actif à commande de phase d'émission. En outre, le symbole de référence E désigne la Terre et le chiffre de référence 4 désigne une station terrestre.
Par exemple dans le cas où deux antennes ayant une ouverture de 45 mètres carrés pour l'émission et la réception sont repliées et logées dans une fusée, il est difficile de déterminer le poids et l'épaisseur de ces deux antennes.
Dans les conditions indiquées précédemment, dans la huitième forme de réalisation, comme représenté sur la figure 9, un satellite artificiel dans lequel seule l'antenne réseau 2 formée d'un réseau actif à commande de phase de réception est logée, et un satellite artificiel, dans lequel seule l'antenne réseau 3 formée d'un réseau actif à commande de phase d'émission est logée, sont lancés en formant un couple et sont ensuite arrimés pour assumer une fonction d'émission/de réception.
La figure 9 représente le cas dans lequel on utilise respectivement le corps 1A du satellite de la troisième forme de réalisation indiqué précédemment en tant que satellite artificiel de réception utilisé uniquement pour la réception, le corps 1C du satellite de la cinquième forme de réalisation indiquée ci-dessus en tant que satellite artificiel d'émission utilisé uniquement pour l'émission. Sinon, on peut utiliser respectivement le corps lB du satellite de la quatrième forme de réalisation indiqué précédemment en tant que satellite artificiel de réception utilisé uniquement pour la réception, et le corps 1D du satellite de la sixième forme de réalisation en tant que satellite artificiel d'émission utilisé uniquement pour l'émission.
Dans la huitième forme de réalisation, le satellite artificiel, dans lequel seule l'antenne de réception est montée, et le satellite artificiel, dans lequel seule l'antenne d'émission est montée, sont utilisés pour former un couple, puis sont arrimés l'un à l'autre après que les deux satellites aient été placés en orbite, grâce à quoi l'antenne est aisément logée dans la fusée.
La description précédente des formes de réalisation préférées de l'invention a été présentée uniquement à titre d'illustration et de description. Elle n'est pas censée être exhaustive ni limiter l'invention à la forme précise décrite, et des modifications et variations sont possibles à la lumière des enseignements indiqués précédemment ou bien peuvent être obtenues à partir de la mise en oeuvre pratique de l'invention. Les formes de réalisation ont été choisies et décrites pour expliquer les principes de l'invention et son application pratique afin de permettre à un spécialiste de la technique d'utiliser l'invention selon différentes formes de réalisation et avec différentes modifications telles qu'elles s'avèrent appropriées pour l'utilisation particulière envisagée.
Claims (10)
1. Système de communication par satellite mobile, caractérisé en ce qu'il comporte un satellite artificiel (5'), qui est disposé sur une orbite satellitaire et déploie une antenne réseau active (2, 3) à commande de phase, de sorte qu'elle établit une ligne vers une station terrestre (4) utilisant un terminal portable dans une zone spécifique.
2. Système de communication par satellite mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite antenne réseau active (2, 3) à commande de phase comprend une antenne réseau active de réception (2) à commande de phase et une antenne réseau active d'émission (3) à commande de phase.
3. Système de communication par satellite mobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit satellite artificiel (5') comprend un satellite artificiel de réception utilisé uniquement pour la réception et sur lequel est montée ladite antenne réseau active de réception (2) à commande de phase, et un satellite artificiel d'émission utilisé uniquement pour l'émission et sur lequel est montée ladite antenne réseau active d'émission (3) à commande de phase, ledit satellite artificiel de réception et ledit satellite artificiel d'émission étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'une ligne de communication.
4. Système de communication par satellite mobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit satellite artificiel de réception et ledit satellite artificiel d'émission sont arrimés l'un à l'autre après que ledit satellite artificiel de réception et ledit satellite artificiel d'émission ont été placés sur ladite orbite satellitaire, de manière à fournir une fonction d'émission/de réception en tant que satellite artificiel unique.
5. Système de communication par satellite mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce
que ladite antenne réseau active (2) à commande de phase comprend une antenne réseau active de réception (2) à commande de phase comportant un convertisseur onde électrique/ signal optique (6) qui convertit un signal reçu par une antenne de dispositif (2a) en un signal optique, et
qu'un corps (1A ; 1B) dudit satellite artificiel comprend un convertisseur signal optique/onde électrique (8) qui convertit le signal optique en un signal électrique, et
que ledit convertisseur onde électrique/signal optique (6) et ledit convertisseur signal optique/onde électrique (8) sont reliés entre eux par une fibre optique (7).
6. Système de communication par satellite mobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit corps (1A ; 1B) du satellite comprend en outre un convertisseur analogique/numérique de signaux (11), qui convertit ledit signal électrique analogique en un signal numérique, et un dispositif (10, 12) de formation de faisceau numérique qui forme un faisceau sur la base dudit signal numérique.
7. Système de communication par satellite mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce
que ledit corps (1C ; 1D) dudit satellite artificiel comprend un convertisseur onde électrique/signal optique (14) qui convertit le signal électrique en le signal optique,
que ladite antenne réseau active (3) à commande de phase comprend une antenne réseau active d'émission à commande de phase possédant un convertisseur signal optique/onde électrique (14) qui convertit le signal électrique en un signal à micro-ondes et une antenne de dispositif (3a) qui émet ledit signal à micro-ondes, et
que ledit convertisseur onde électrique/signal optique (14) et ledit convertisseur signal optique/onde électrique (16) sont connectés entre eux par une fibre optique (15).
8. Système de communication par satellite mobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit corps (1A ; 1B ; 1C) du satellite comporte en outre un dispositif (18) de formation de faisceau numérique qui forme un faisceau sur la base d'un signal de données et un convertisseur numérique/analogique de signaux (19) qui convertit ledit signal électrique numérique en un signal analogique.
9. Système de communication par satellite mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite orbite satellitaire est une orbite stationnaire.
10. Système de communication par satellite mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite orbite satellitaire est une orbite sensiblement stationnaire inclinée par rapport à l'équateur et possédant une excentricité.
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