[其他]滤波器互联矩阵

说明书

该项发明广泛涉及在通信系统中所用的分配和偏路信号的设备，尤其用于地球同步通信卫星作为地面站间双向通信链路，特别是该项发明给出了通信卫星上所用的滤波器互联矩阵，通过这个矩阵，可将地球上由卫星提供服务一个地区内的地面站与另一个地区的地面站相联接，每个地区的上行链路和下行链路的频谱是相同的。

对于微波通信系统，如在通信卫星上所用，微波信道滤波器按频率来分离从天线接收到的波束信号。过去的系统复用波束的极化及空间隔离来实现所分配频谱的复用。系统常常设计成具有两组信道滤波器，对于天线接收到给定极化方向的所有波束信号，用一组滤波器按照极化对其进行滤波。为了改善一组滤波器内相邻滤波器间的隔离度，将滤波器分成两群。一群包括所有奇数的滤波器，另一群包括所有偶数滤波器。然而，当隔离波束的数目增加时，所有用户间的互联就变及十分复杂了，这是限制频谱复用数目的因素之一。

上述滤波方法不适用于新一代的通信卫星，这里希望在多个地理区域复用指是的上行键路和下行链路的频谱，并将一个地区的小型地面站与另一区域的地面站联接起来。如在我方编号为（Attorney    Docket    No）PD-86309的美国专利申请中所提出的通信卫星。在那项应用所给出的系统中，一个通信卫星联接了大量很小孔径的地面终端，采用了使卫星全向同性有效幅射功率（EIRP）和可用带宽达到最大。系统在下行链路上采用了的方向性相邻波束，从而极大地增强了全向同性有效幅射功率并能对所分配的频谱实行多路复用。其结果使及所提供的点与点间的通信数目达到最多。由于产生交调的分散，可得到较高的多载波传送效率。采用汇集（pooled）发射机的功率能容易克服雨对于下行链路信道所造成的有害影响。将滤波器互联矩阵与强的方向可寻址的下行链路波束结合起来，可以完成很多用户间的相互连接。

所述的滤波器互联矩阵可用于克服以前技术之不足，并且能用于上面所讲的那类通信系统之中。

此项发明提供了一台设备，用于连接一组通信输入线路与一组输出线路，每条输入线路具有很多信道，用于传送频分多路复用信号。这台设备包括连接装置，具有多个输入端与相应的输入线路连接，用以接收对应的各个输入信号，并且有多个输出端与相应的一组输出线路连接，将来自输入线的每个信号通过频选信道发送到每条输出线上。连接装置包含由多套滤波器组成的滤波器互联矩阵，每个滤波器指定输入信号通过一个信道。一套滤波器分为多组，每组滤波器与一条输出线路连接。这样，只有一定信道的输入信号通过相应的滤波器组传输到每条输出线路。滤波器在矩阵结构中在输入与输出线间相连，因而每条输出线输出的信号就来自每条输入线。

这种设备尤其适用于包括地球轨道卫星和地球一个区域中的多个地面站进行双向通信联络的卫星通信系统。卫星接收复盖区域不同地区中多个的上行链路波束。每个上行链路波束载有多个相应的频分多路复用信号，这些信号在相同的频率范围内，每一接收信号都包含有多个信道道。卫星以相同频率范围的载有多个频分多路复用信号的下行链路波束发射到相应地区。该发明设备可用于卫星上将上行和下行链路波束联结起来的系统中。这样，接收信号就可转换为发射信号。

因此，本发明的一个基本目的在于提供一个用于互联第一组及第二组通信线路的滤波互联矩阵。

其二，所提供的上述的滤波互联矩阵对于互连上行和下行链路波束的卫星通信尔统尤为有用。

第三，此发明所提供的滤波互联矩阵可将上行链路的接收信号转换为发射信号，构成下行链路波束，这些发射和接收信号对应于卫星所提供服务覆盖的不同地区。

从下面本发明提出的具体描述中可较清楚地看到此项发明的其它目的和优点。

在附图中：

图1是通信卫星的透视图，所示为天线子系统。

图2是图1中天线子系统的俯视图。

图3是图2中沿3-3线的剖视图。

图4是图2中沿4-4线的剖视图。

图5是装备此发明的卫星所覆盖的美国及邻近接收地区的视图。斜线表示所覆盖的基本区域，由小黑点表示的区域为采用区域。

图6是通信卫星通信电子系统方块图。

图7是耦合网络的原理示意图，此网络连接点到点的接收馈喇叭和图6所示通信电子系统的输入。

图8是用于连接接收和发射地区点对点系统的互连信道参考图表。

图9是卫星覆盖的描述多个相邻发射区域的美国图解表示及横贯美国各地区的互联信道的地理分布图。

图9A是点对点系统每一地区发射天线波束增益变化曲线图。此曲线与东西方向上离开波束中心的距离有关。