专利名称：大容量通信卫星的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信卫星，特别是，涉及在单个卫星上实现高带宽、高信道容量、全交换、全交互通信网的系统。本发明的系统是一种高容量通信卫星，即HCCS。
相关技术的描述卫星已在通信中使用了许多年。卫星的一般使用包括分配传输，例如C和Ku波段通信卫星，具有一个或两个波束的直接广播卫星。这些地球同步轨道卫星(即，它们的轨道速度和高度使得其静止在地球表面一个特定位置的上空)在一个方向上向大量的地球站广播一系列同时“节目”。这些卫星不是点对点的或交互(双向)的。但它们具有相当宽的带宽(典型地，100-500MHz)。
通信卫星另外的使用是所谓点对点入口型使用，其中接收波束指向大的发送抛物面天线(例如，在欧洲)和对应的发送波束指向在美国的接收抛物面天线(例如，国际通信卫星)。这种系统也是地球同步和宽带的(100-500MHz)，但是只有有限数目的波束(例如，对于这样的系统，8个波束将是很大数目了)。另外，这些系统仅覆盖有限的区域，仅允许有限的交换，即使有也只处理少量的通信信道。
某些较新的系统设计(铱系统椭圆轨道卫星，主叫通信)包含大量(66到840个)的低轨道卫星，在这些卫星之间传送消息形成一个全交互网络。这种设计是限制在低带宽(≌10KHz或更低)的非常复杂、昂贵的系统中和低容量(在整个系统中50-200个信道)的情况下。
典型卫星通信系统受到低带宽(例如，50-500MHz仅处理50-500个信道)的限制，利用可包括在卫星中的标准视频交换的交换网络仅能处理10-100转换信道。甚至目前国内电话系统只运用带宽很低的音频(≈10KHz)以同时交换一百万个用户。地面电话系统包含10000-20000个交换模块，在成本上也要超过1亿美元。
人们希望提供具有大量信道和高带宽的卫星系统，同时提供全交换、交互的系统。虽然以光为基础的空间光调制器(SLM)技术是公知的，且可以用于经空气的传输，例如，以本发明人的名字提交的申请号为No.08/133879的待审查专利申请就是证明，但该用于提供高容量卫星通信的SLM技术的申请并不为人知道，迄今只有本发明人了解。
发明概要本发明的目的是提供一种不存在上述缺点的卫星通信。
本发明的具体目的是提供一种组合大量多天线波束的系统和一种使用SLM技术的新颖的光处理和交换系统。
通过使用大量平行波束(100-4000)和以光处理为基础的空间光调制器(SLM)在每个波束中区分用户(100-1000用户/波束)和将单独用户转移到合适的输出波束和输出频率上，本发明还允许高达一百万同时制1MHz(全视频)信号的同时交换，因此形成一个全交互的视频网络。
与目前所要求的66-840颗卫星相反，由本发明实现的带宽是昂贵的低地球轨道系统的带宽的100倍，并可在单一卫星中处理5-20倍数量的同时用户。因此，本发明的系统成本是相当低的。SLM和波束形成装置是相对不昂贵的单片集成电路，能够使卫星的重量减小到目前卫星设计的一半。
HCCS系统利用100-4000个同时波束(基本设计是1000)。因为如果单独波束被适当编码，有可能在每个波束中重复使用全部频谱，每波束有可能处理500个用户(在500MHz的总带宽中，1MHz/用户)。能够供大约一百万用户同时使用。
余下的问题是如何交换500000个外出信道。如上所述，现有电话系统要求10000-20000个模块交换相同数量的非常低带宽的音频信道，并且，HCCS系统必须在相当小的卫星中交换相同数量的非常高带宽(1MHz)的视频信道。
近期在使用量子阱技术的SLM的进展中，已经产生1024×1024象素阵列的容量，这种容量可以以IGHz的速率从全反射驱动到几乎0反射(超过40db动态范围)。虽然这种规模的阵列能够完全实现本发明，并且可作为一个优选实施例，但实际上在需要的数量和成本方面，仅较小的SLM是可利用的。使用大量较小的SLM的组合(比如说，按照需要或必要，使用2个、4个、8个或16个或更多)提供可与较大SLM所实现性能相比较的性能是本发明在考虑中的问题。
在按照本发明的交换技术的优选实施例中，首先用频率分配或者宽带编码对每波束500个信道进行编码。然后1024×1024 SLM象素阵列(由单一SLM或者多个较小的SLM构成)将来自所分配频率的各输入频率混合到基带，在基带中它们被检测和带通。另外一种情况下，在宽带编码的情况中，解码的信号被乘以输入信号和综合以便分离出每波束500个信道。一旦被分离和检测，它们被另外一组SLM再调制、以便或者转移它们到适当的波束上，或者产生每输出波束的适当宽的带宽，以重新发送该信息。整个系统采用大约7到10个1024×1024 SLM象素阵列，少量检测器阵列和少量的利用适当光学器件的线性阵列(1024×1)。
使每个波束的一部分返回到它的相同区域的附加光学器件另外还可以被用来处理所期望的更高容量的本地呼叫。
在本发明所考虑范围中，还有按照需要增加一些专用电路，用以进一步将某些信道分割为100个音频信道，或者将一些信道合并用于高清析度电视(HDTV)的传输。
附图简述从结合附图的详细描述中本发明的特点和优点将变得显而易见，在各附图中相同的标号始终代表相对应的特征，和其中
图1是用作单卫星通信系统的本发明的一个实施例的概貌；图2A到2C是按照本发明的用于产生多波束天线的一系列技术的更详细的图；图3是在本发明的第一实施例中用于执行光处理的结构的更详细图；图4A和4B描述用于重新将每个波束的一部分带宽发送回到相同区域的机制；图5描述利用数字编码代替频率编码的另一实施例；图6是按照本发明的第二实施例的一种“任意”纵横交换实现的详细描述。
优选实施例的详细描述图1表示按照本发明的大容量卫星通信系统，其中表示出每波束具有M个同时用户的N个波束2。这些M个用户将仅是在该波束的总用户的一小部分。然而，因为在任何一个时间上，单独用户的仅大约1％使用双向通信系统，这些M个同时用户可能代表100×M那么多潜在用户或终端，每个用户具有一个小天线、一个收发信机、和一个摄象机和电视机。
对于典型实现中总的500个信号来说，该M个同时用户(这里M是从100到4000，典型是500)可能具有将每个信号压缩到1MHz频带(或数字等效值)的某些低水平的接近无损失的视频压缩。这些每个具有1MHz带宽的500个信号被频率编码或者数字编码，以便彼此区分它们。单独信号被在同步卫星(未示出)上的多波束天线接收系统产生的N个平行波束3(典型N＝1000)中的一个接收。
在卫星上，该1000个波束3(每个包含500个同时用户)被沿N个信道4发送到利用由激光器照射的1×N SLM形成M个光信道6的多波束形成器5。然后，每个光信道6利用发散圆拄透镜在一维空间上进行扩展，以照射在单信道分解器7的N×M SLM阵列。。该N×MSLM阵列被在它的后扳的适当的正弦信号驱动，以便将所期望的单信道下变换到视频。在适当的检测和滤波后，每个波束的每个信道被有效地解码和在N×M检测器阵列的一个象素上它的信号被隔离，产生N×M个光信道8。
然后，一种有效的纵横交换机9被用来将任何单信道交换到任何所期望的输出位置。在其最简单的实施例中，这将是通过对在它的源中的信号编码来实现的，在地面上确保，一旦被检测，则该信号将在在所期望的列中被发送到所期望的接收位置。这应当要求在卫星部分上是非“智能”的，和在卫星中的操作中不进行变化。
在一种稍微复杂的实现中，可能要加上“双跳”能力，其中在选择的波束中(或在所有波束中)地面收发信机可能接收一个信号和重新选择其路由到所期望的终端点。当需要时允许改变路由。
在一种更为一般的实施例中，所选择的象素将是由任意频率(或码)“再调制”的，在另一种方案中下变换和检测处理将被重复进行。在任何象素上的信号可以被移动到任何其它象素上，允许完全随机地纵横耦合。
一旦信号被解码和检测，它们就被用于调制另外的N×M SLM，以产生N×M光信号通路10。然后，这些通路被提供给一个单独的信道调制器11，这个调制器包括另外的SLM，其后扳(backplane)包含有适当的正弦或码调制的以“填充”重新发送波束的带宽。然后，通过N×M光信道12输出的信号被提供给波束组合器13，该组合器包括一个1×N检测器阵列和圆拄形光学透镜，产生N个光信道14。然后，多波束形成器15被用于产生适当的信号16，进而顺序地产生N个重新发送波束17，该波束与N个接收波束是同轴的。这些波束(典型是1000个)包含500个信道，每个信道完成全视频的交叉链接，一百万个用户的同时通信。
通过再分K个直接信道18，从多波束形成器5产生一个附加通路。如果各信道是由一个在每个波束上的简单的滤波器19，例如一个直接返回滤波器，进行频率编码，这是最容易作到的。经滤波的各信道沿K个直接信道20被增加到多波束形成器15，用以在每个本地波束内允许大量的本地视频连接。
图2A-2C表示产生“多天线波束”的单独不同方法。图2A表示通常称为Gregorian馈电多波束天线的标准多馈电曲面反射器设计。在这种天线中，一系列有效RF馈送器21被安置在曲面反射器22的聚焦平面上，以便产生一系列可能覆盖一个大的区域(例如，美国)的波束23。图2B表示一种射频Luneburq透镜，这是一种利用电介质球24的技术，该球具有作为半径的函数的可变介电常数，使得任何平行射束聚焦到该球远侧的一个点上。如果M个馈送器位于适当的位置25上，将会产生覆盖所期望区域的M个波束23。
上述两个技术对于本技术领域的普通技术人员而言是公知的，在这里不需要进一步描述。但当在卫星系统中使用时，这些技术势必会遇到问题。容量更为有效的设计表示在图2c，该图表示一种Luneburg光学透镜方案，其中M个输入波束26被适当单元数量的射频多单元阵列27进行取样和空分产生M个波束，其各单元以一个象素到阵列单元的方式被连接到N×M SLM 29上。在输出到SLM29前，阵列27的输出在下变频器28中由射频下变频到基带。激光器30经适当的圆柱形透镜31和半反射镜32照射SLM 29，利用可变介电常数球33将输出波束聚焦到适当的M个检测器上以对M个波束抽样。M个馈送器34(可以是二极管激光器)被集中起来产生单独输出波束。显而易见，图2C的实施例将比图A或2B的实施例简单的多。
图3表示从如图1所示的输入波束形成器5的输出端6(N个光信道)通过图1中所示的输出波束形成器15(N个光信道)的输入端14的内部处理。参照图3，来自输入波束形成器5的信号在分别的信号通路100(典型是1000个通路)由N个天线波束信号形成，每个通路含有M个频率或数字编码的同时信号(典型M＝500)。这些信号通路被连接到1×N SLM阵列101。该阵列被激光器105通过准直透镜104和半反射镜103进行照射，然后激光器105的输出通过圆柱形透镜102被聚焦到线阵列101。透镜102还扩展每个组合的反射信号的波束，以覆盖另外的SLM阵列106的一个完整行。这个阵列使每列被一起硬连线，并被在个别信道分析器107中的相同信号调制。第一列被频率f1调制，第二列被频率2f1调制，第三列被频率3f1调制，等等。直到最后一列被频率Mf1调制。因此，含有从f1到Mf1的所有频率的波束被每个象素的反射率相乘，每个象素按照它在行中的位置也被f1到Mf1调制(上述的过程实际上是在同相(I)和正交(Q)步骤进行的以覆盖两维方向)因此，频率有效地“转移”，使得所期望的信道被转移或下变换到视频。然后信号的阵列被103反射出并被准直透镜108聚焦到检测器/累加器阵列109。此过程有效地检测信号和对于每个象素低通滤波所需求的信号。
检测器/累加器阵列109通过基于另外SLM阵列110的象素被连接在一个象素上，阵列110被激光器113通过准直透镜112和半反射镜111进行照射。这里，每个单信道已被完全检测和它的信号位于SLM阵列110的N×M象素中的一个上。然后该图象被反射出SLM阵列114，该阵列“重新调制”各单独的信号，以填充输出的单独波束。这里，输入的N个波束仍然被扩展在单独行之间，其中波束1是行1，波束2是行2，等等。现在各列代表在该波束内的单独用户，列1代表用户1，列2代表用户2，等等。在这个实施例中的是与SLM阵列106相同但旋转90°单别信道调制器115提取这个解调阵列和再调制对应于用户1的信号，波束1到频率f1，用户1，波束2到频率2f，等等。与SLM阵列106相同，该过程是在同相(I)和正交(Q)步骤上进行的。然后，在信号被反射出半反射镜111后，它们被圆柱形透镜116压缩到变为输出波束1的单一象素上。每个波束将被以这种方式进行压缩，而各波束将经1×N检测器阵列117输出到N个天线馈送端118。这是可能的，因为重新调制已经实现利用不同频率对每个“用户1”的调制，允许各接收用户区别他们各自的呼叫。
因此，来自所有N个波束的每个用户J被重新调制，以便在频率上将被分离和组合光信号，产生新的波束J。
对于每波束1000个同时用户，和1000个波束，这个刚刚描述的实施例将允许每一个波束的一个用户呼叫在其它每个波束中的单独用户。虽然，该系统的容量看起来是相当大的(一百万个同时视频电路)，但是它不能很好地与典型的通信利用率相匹配。这是因为一般来说，大量的呼叫是本地和非本地的，并都试图集中于高密度区(例如，纽约、华盛顿特区)。
一种缓和呼叫密集问题的技术将是在大量利用率敏感地区放置一些中继器。这些中继器可能使用波束K用作在始发点与所期望的目的地之间的中继。虽然这种方式可能耗尽K波束所服务的K区域的某些容量，但它还将可能提供明显的系统灵活性。
图4A和4B描述通过将频率f1到fK专用作“本地呼叫”，以增加本地呼叫(即，波束内)的可用数量的两种机制。这是可以在波束到波束的基础上通过直接滤波--一种将参照图4A描述的技术，--或者在所有的f1到fK信号经被空间滤波后，通过对它们滤波--一种将参照图4B描述的技术，实现的。图4A描述一种电子(信号滤波器旁路)的解决办法，而图4B描述了一种光学解决办法，该办法包括一个光可变N×M阵列115实现部分带宽旁路。在图4A中，输入信号200由分路器201分成两个信号。一个信号继续进入1×N SLM阵列101，以便按照以前所述的处理。另一信道在带通滤波器202中被滤波和与来自1×N检测器阵列117的输出信号直接组合。这些信号在加法器203中进行相加以提供一个相加信号，该信号被用于驱动对应于相同输入波束的输出波束204。
图4B描述对于相同问题的光学解决办法。通过半反射镜111输入的信号被45°取向的全反射镜205部分阻断，该信号反射出垂直镜206和另外的45°镜207以将区域a中的映射到区域b。应注意的是，区域b相对于区域a旋转了90°。在适当的解调后，输出的波束含有与在相同波束中传送的频率f1到fK相同的频率f1到fK。
图5表示利用数字码倍增取代下变频SLM 106和再调制SLM 105的一种可代替的实施例。在这个图中所用的专门用语表示不同的码可以在双向通信中使用。如图所示，频率f1被码K+1代替，频率f2被码K+2代替，和依此类推用于下变换处理，而频率f1被码3代替，频率f2被码2代替，和依此类推用于再调制处理。然后反射的信号被进行综合以解码所期望的信号。这个技术将允许非常多的信道被包含在一个所给带宽中，与通常的码分多址(CDMA)系统一样。
最简单的实施例，甚至利用波束内的中继器和部分带宽旁路以增加可用的本地呼叫，而这在处理两个分离波束之间的大量呼叫的情况下将会是困难的。利用中继器技术，对每个额外呼叫用掉一个附加信道。因此，例如，波束10(洛杉基)和波束342(华盛顿)之间的10个呼叫可能采用总数19个信道。图6所示的完全任意纵横交换的实施例将很容易地处理这样的问题。
图6的任意纵横交换的实现包括图3的所有结构，但在N×M SLM阵列110和附加的检测器/累加器109和SLM阵列110之间增加了一些光学元件。第一检测器/累加器109和SLM阵列110通过列识别每个输入用户和通过行识别每个波束。SLM 110的输出光信号通过半反射镜301转变方向穿过半反射镜300，并被透镜302聚焦在N×M任意调制器SLM阵列303(任意调制器#1)上。这个阵列303是复杂的N×M阵列，允许任何频率f1-Mf1调制N×M阵列中的任何象素。利用任意调制器#1，每个象素可以被对每个象素可以是不同的任意Kf1相乘。
然后，从阵列303反射的任意被调制信号被第一圆柱透镜304聚焦到一条线上并被第二圆柱透镜304扩展通过半反射镜305到下变换每个象素到它的f1-Mf1的另一SLM阵列306。然后由阵列306输出的图象被半反射镜305反射通过半反射镜307到达第二N×M任意调制器SLM阵列308(任意调制器#2)，该调制器利用对每个象素是不同的任意值Lf1乘以每个象素。SLM阵列308的输出被半反射镜307反射和通过第一和第二圆柱透镜309、309进行传输，类似于SLM阵列303输出的处理。因此每个象素被下变换到它的在SLM阵列311上的f1-fN位置。
第一SLM阵列306有效地移动在平面#1的信号，第二SLM阵列311有效地移动在平面#2的信号，平面#2是与平面#1正交的。然后该信号被再检测(例如，由检测器/累加器109进行的)和用于调制另外的SLM阵列(例如SLM阵列110)和与来自SLM阵列110的始发信号进行组合。因此，来自任何波束的任何信号可以被移动得象来自任何其它波束的任何其它信号一样，从而产生更大的灵活性。
虽然参照优选实施例已经对本发明进行了描述，但是对于本专业的技术人员来说，在本发明的范围和精神之内作出各种改变和修改是显而易见的。从而，我们认为本发明仅由后附的权利要求书的范围进行限制。
权利要求
1.一种仅利用一个卫星的双向通信系统，所述系统包括用于接收第一组N个波束的接收装置，所述第一组N个波束的每个波束同时服务M个用户，其中N和M是整数；用于从所述N个波束的相应各波束形成第一组N个光信道的光信道形成装置；用于在一维方向上扩展所述第一组的每个信道N个光信道以照射第一N×M阵列的扩展装置；用于将存在于第一N×M阵列的一个位置上的信号交换到第二N×M阵列的任何位置上的交换装置；用于将所述第二N×M阵列构成为第二组N个光信道的去扩展装置；用于将来自去扩展装置的第二组N个光信道变换为第二组N个波束的波束形成装置；和用于发送来自所述波束形成装置的第二组N个波束的发送装置，所述第二组N个波束的每一个波束同时服务M个用户。
2.根据权利要求1的系统，其中所述光信道形成装置包括一个第一1×N空间光调制器。
3.根据权利要求1的系统，其中所述扩展装置包括发散圆柱透镜。
4.根据权利要求1的系统，其中所述交换装置包括用于接收在N×M信道中来自所述扩展装置的输出的信道分解装置；用于接收来自信道分解装置的输出和进行解码和隔离N×M信道的纵横交换装置；和用于接收来自所述纵横交换装置的输出和重新编码N×M信道，以便利用所述去扩展装置和所述波束形成装置进行后续压缩和变换的信道调制装置。
5.根据权利要求4的系统，其中所述信道分解装置包括第一N×M空间光调制器阵列，用于接收来自所述扩展装置的输出；第一激光器波束源装置，用于利用第一激光器波束照射所述第一N×M空间光调制器阵列；和由所述第一激光器波束照射的第一半反射镜。
6.根据权利要求4的系统，其中所述纵横交换装置包括N×M检测器/累加器，用于接收所述信道分解装置的输出和在被隔离的各信道上提供N×M个输出；和第二N×M空间光调制器阵列，具有用于经由任何N×M单元接收所述N×M检测器/累加器的任何N×M输出并经由任何其它N×M单元输出它们的N×M单元。
7.根据权利要求4的系统，其中所述信道调制装置包括第三N×M空间光调制器阵列，用于接收来自所述纵横交换装置的输出；第二激光器波束源装置，用于利用第二激光器波束照射所述第三N×M空间光调制器阵列；和被所述第二激光器波束照射的第二半反射镜。
8.根据权利要求1的系统，其中所述去扩展装置包括会聚圆柱透镜。
9.根据权利要求1的系统，其中所述波束形成装置包括第二1×N空间光调制器。
10.根据权利要求1的系统，还包括至少一个地面发送机，所述至少一个地面发送机包括用于频率编码由所述N个波束的每个波束服务的所述M个用户的信号的装置，以便由从属于所述M个用户的其它用户的其它所述信号中区分从属于所述M个用户的具体一个用户的所述信号，其中所述扩展装置从沿单独分别的光通路的所述M个用户中扩展所述各信号，提供N×M频率编码信号。
11.根据权利要求10的系统，其中所述纵横交换装置包括第一N×M空间光调制器阵列，用于按照在所述第一空间光调制器阵列中提供的解码频率接收和解码来自所述扩展装置的N×M频率编码信号，以提供N×M解码的信号；和第一N×M检测器阵列，用于接收所述N×M解码的信号和隔离所述N×M解码信号到N×M个相应信道。
12.根据权利要求11的系统，其中所述纵横交换装置进一步包括第二N×M空间光调制器阵列，用于接收在所述N×M个相应信道中的所述N×M解码信号和在任何其它的所述N×M相应各信道中发送所述N×M解码信号；和第三N×M空间光调制器阵列，用于按照在所述第三空间光调制器阵列中提供的编码频率，频率调制和再编码所述N×M解码信号。
13.根据权利要求1的系统，还包括至少一个地面发送机，所述至少一个地面发送机包括用于对由所述N波束的每个进行服务的所述M个用户的信号进行数字编码的装置，以便由从属于所述M个用户的其它用户的其它所述信号中区分出从属于所述M个用户的特定一个用户的所述信号。
14.根据权利要求13的系统，其中所述纵横交换装置包括第一N×M空间光调制器阵列，用于接收和解码来自所述扩展装置的N×M数字编码信号，以按照在所述第一空间光调制器阵列中提供的解码信息，提供N×M解码的信号；和第一N×M检测器阵列，用于接收所述N×M解码信号和将所述N×M解码信号隔离入N×M个相应信道中。
15.根据权利要求14的系统，其中所述纵横交换装置包括第二N×M空间光调制器阵列，用于接收在所述N×M相应信道中的所述N×M解码信号和在任何其它所述N×M相应信道中发送所述N×M解码信号；和第三N×M空间光调制器阵列，用于按照在所述第三空间光调制器阵列中提供的数字编码信息，调制和再编码所述N×M解码信号。
16.根据权利要求1的系统，其中N大约是1000。
17.根据权利要求1的系统，其中M大约是500。
18.根据权利要求10的系统，其中所述交换装置包括第一N×M空间光调制器阵列，用于按照在所述第一空间光调制器阵列提供的解码信息，接收和解码的来自所述扩展装置N×M信号，以提供N×M解码信号；第一N×M检测器阵列，用于接收所述N×M解码信号和将N×M所述解码信号隔离入第一组N×M相应信道；第二N×M空间光调制器阵列，用于接收在所述N×M相应信道中的所述N×M解码信号和在所述第一组N×M相应信道的任何其它信道中发送所述N×M解码信号；第三N×M空间光调制器阵列，用于按照N×M单独象素调制所述的N×M解码信号；第四N×M空间光调制器阵列，用于沿第一平面转移所述N×M单独象素；第五N×M空间光调制器阵列，用再调制所述N×M单独象素，以提供N×M再调制的单独象素；第六N×M空间光调制器阵列，用于沿正交于所述第一平面的第二平面转移所述N×M再调制的单独象素，提供N×M经转移修改的各象素；第二N×M检测器阵列，用于接收来自所述第六N×M空间光调制器阵列的所述N×M经转移修改的各象素和在所说另一组N×M相应各信道中检测和隔离所述N×M经转移修改的各象素；第七N×M空间光调制器阵列，用于接收所述另一组N×M相应各信道和沿任何其它所述另一组N×M相应各信道发送任何其它所述另一组的N×M相应各信道；和第八N×M空间光调制器阵列，用于按照在所述第八N×M空间光调制器阵列中提供的编码信息，在所述另一组的N×M相应各信道中调制和重新编码由所述第七N×M空间光调制器阵列接收的解码信号。
19.根据权利要求1的系统，还包括用于为被从第一源沿一个按照预定编码方案选择的特定信道发送到第一目的地的信号重新选择路由的装置，在所述特定信道被占用的情况下经由至少一个中间目的地/源对。
20.根据权利要求5的系统，其中所述第一N×M空间光调制器阵列包括一个N×M空间光调制器。
21.根据权利要求5的系统，其中所述第一N×M空间光调制器包括多个空间光调制器。
22.根据权利要求6的系统，其中所述第二N×M空间光调制器阵列包括一个N×M空间光调制器。
23.根据权利要求6的系统，其中所述第二N×M空间光调制器阵列包括多个空间光调制器。
24.根据权利要求7的系统，其中所述第三N×M空间光调制器阵列包括一个N×M空间光调制器。
25.根据权利要求7的系统，其中所述第三N×M空间光调制器阵列包括多个的空间光调制器。
26.权利要求12的系统，其中所述第一到第三N×M空间光调制器阵列的每个包括一个单一的N×M空间光调制器。
27.权利要求12的系统，其中所述第一到第三N×M空间光调制器阵列的每个包括多个空间光调制器。
28.权利要求15的系统，其中所述第一到第三N×M空间光调制器阵列的每个包括一个单一的N×M空间光调制器。
29.权利要求12的系统，其中所述第一到第三N×M空间光调制器阵列的每个包括多个空间光调制器。
30.权利要求18的系统，其中所述第一到第八N×M空间光调制器阵列包括一个单一的N×M空间光调制器。
31.权利要求18的系统，其中所述第一到第八N×M空间光调制器阵列包括多个空间光调制器。
全文摘要
一种大容量通信卫星利用大量的平行波束和光处理,实现全交互、高带宽、高信道容量、全交换的通信系统。该卫星在每个多波束中重复使用所分配的带宽。波束是利用RF或者光学器件形成的。利用空间光调制器(SLM)阵列的相关技术,在每个波束中光分离单独具体的用户。可以使用单个大的SLM,或多个较小的SLM的组合。通过光SLM混合和再相关,单独用户在阵列中被重新定位。其结果被用作混合器的另外的SLM阵列进行重新调制,和然后进行重新组合,再形成适当的输出波束。则整个系统变成在单个卫星上的全交换、高带宽、高信道容量的通信网络。
文档编号H04B10/00GK1190509SQ9519791
公开日1998年8月12日 申请日期1995年5月12日 优先权日1995年5月12日
发明者托马斯W·格林 申请人:地球许可公司