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Improvement of remote detection or telecommunications satellite

阅读:543发布:2021-02-18

专利汇可以提供Improvement of remote detection or telecommunications satellite专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且(57)【要約】 低地球軌道レーダー遠隔探知または遠隔通信衛星は、地球の中心を通過する面、たとえば、その軌道の面にアンテナ形成部材を含む。 アンテナは部材(11)の1面または両面に置かれている。 アンテナ形成部材(11)の幅は、衛星の移動方向の寸法より長いので、前記衛星は重 力 勾配により自然に安定される。 太陽発電器セル(13)は、6H/18Hローカル・タイム太陽同期軌道の場合には太陽に向かっている面のアンテナ形成部材(11)により保持されている。 アンテナ形成部材(11)は、送受信波位相制御手段が分散されている複数の蝶番接続されたパネル(14)を含み、さらに、前記パネル(14)上に分散された複数のGPSセンサ(15)を含み、前記パネルは、前記部材の変形の 移相器 による測定とその後の補償を実行する。 打上げ時には、複数のパネルが、打上げシステム軸に沿って伸長円筒型外殻に折り曲げられ、外殻はパネルの配置を可能にする花火トラップを備えている。 軌道では、この外殻は、パネル以外のすべての機器ユニットを統合する機器モジュールを構成している。,下面是Improvement of remote detection or telecommunications satellite专利的具体信息内容。

  • 【特許請求の範囲】 1. 全体的に面状のアンテナ形成部材(11)を含み、前記アンテナ形成部材(11)は地球の中心を通過する面内にほぼ位置づけられていることを特徴とする低地球軌道遠隔探知または遠距離通信衛星。 2. 前記アンテナ形成部材(11)はその軌道面内にほぼ位置づけられていることを特徴とする請求項1に記載の衛星。 3. 重力軸に沿った寸法により定義された前記アンテナ形成部材の幅は前記軸に垂直な方向の寸法より長いので、前記衛星は重力勾配により横転軸およびピッチ軸について自然に安定するようになることを特徴とする請求項1または2に記載の衛星。 4. 前記アンテナ形成部材は、重力勾配により横転軸およびピッチ軸に関する前記衛星の自然安定に貢献する、アンテナ機能を備えてないオプションの中空部分をその幅方向に含んでいることを特徴とする請求項3に記載の衛星。 5. 太陽発電器を備え、前記太陽発電器セル(13)は前記アンテナ形成部材(11)により保持されていることを特徴とする前述の請求項の任意の項に記載の衛星。 6. 前記アンテナ形成部材は、その両面にアンテナ機能を有することを特徴とする前述の請求項の任意の項に記載の衛星。 7. 前記アンテナ形成部材(11)の一部は、太陽セル(13)を保持してなく、両面にアンテナ機能を有することを特徴とする請求項5および6に記載の衛星。 8. 前記アンテナ形成部材(11)は、外形が変形可能であり、その表面に分散された送受信波制御手段を含み、前記アンテナ形成部材上に分散された複数の位置および/または変形および/または位置ずれセンサを含み、変形および/ または位置ずれの測定およびその後の制御手段による補償を可能にすることを特徴とする前述の請求項の任意の項に記載の衛星。 9. 前記複数のセンサは地球または衛星無線位置づけセンサであり、前記センサにより、絶対姿勢エラーの測定と、制御手段によるその後の補償の実行が可能とされていることを特徴とする請求項8に記載の衛星。 10. 前記センサはGPSセンサであることを特徴とする請求項9に記載の衛星。 11. 前記アンテナ形成部材は、相対センサ位置と前記センサにより画定される中間面の絶対姿勢を測定するために、各センサにより供給された無線位置づけ信号の位相測定の差動処理のための手段を含むことを特徴とする請求項9または10に記載の衛星。 12. 軌道面を遮る機器モジュールを含み、前記アンテナ形成部材は、前記機器モジュールの一方の側だけに配置されていることを特徴とする前述の請求項の任意の項に記載の衛星。 13. 軌道面を遮る機器モジュールを含み、前記アンテナ形成部材は、前記機器モジュールの両側で延在することを特徴とする請求項1ないし11の任意の項に記載の衛星。 14. 前記アンテナ形成部材(11)の2つの部分は2つの個別の面内にあり、その交線が地球の中心を通過していることを特徴とする請求項13に記載の衛星。 15. 機器モジュールを含み、前記アンテナ形成部材(11)の重力軸に沿った重力勾配による自然均衡性が強化され、前記衛星への太陽圧トルクが制限されるように、前記機器モジュールの重力中心が前記アンテナ形成部材(11)の最短の慣性軸の上に置かれることを特徴とする請求項3のみに記載または請求項4ないし14の任意の項に関連する衛星。 16. 前記モジュール付近に配置されたアンテナ機能のない部分を前記部材11に付加することにより、前記部材(11)の1つまたは複数のアンテナに対して前記機器モジュールによる最小のマスキングを確保し、無線位置づけセンサに対しては、前記部材(11)の垂線に関する無線位置づけ信号の受信の方向の角オフセットを確保し、前記位置づけ信号が少ないと、前記モジュールでの反射による多経路がなくなり、前記位置づけ信号が多いと、該信号は無視されることを特徴とする請求項9に関連して請求項11ないし15の任意の項に記載の衛星。 17. 前記太陽セル(13)は、前記アンテナ形成部材(11)の少なくとも1つのアンテナのエネルギ要求を満たすことを特徴とする請求項5に記載または請求項6ないし16の任意の項に関連した衛星。 18. 前記アンテナ形成部材(11)の一部は、アンテナ機能を有さず、太陽セル(13)を保持していることを特徴とする請求項17に記載の衛星。 19. 前述のアンテナのエネルギ要求を満たす前記太陽セルは、前記アンテナの背面ならびに選択的に前記アンテナの一方の側のアンテナ機能のない空間に配置されることを特徴とする請求項17および18に記載の衛星。 20. 前記アンテナ形成部材(11)の前記太陽セル(13)は、前記部材のエネルギ要求を満たすことを特徴とする請求項17ないし19の任意の項に記載の衛星。 21. 太陽セルを保持しアンテナ機能のない1つまたは複数の部分が、食と食との間の前記機器モジュール(12)への少なくとも1つの電源を備えていることを特徴とする請求項18に記載または請求項19または20に関連した衛星。 22. アンテナは、1つまたは複数の太陽セル(13)のブロックにより直接備えられた結合電子表面要素のメッシュを装備することを特徴とする請求項1 9に記載の衛星。 23. 太陽セル(13)の前記ブロックは、表面要素に直接面していることを特徴とする請求項22に記載の衛星。 24. 前記太陽セル(13)は、AsGaまたはシリコン技術を用いたセルであることを特徴とする請求項5のみに記載または請求項6ないし23の任意の項に関連した衛星。 25. 前記アンテナ形成部材(11)は、重力軸に沿って併設された同一または異なる周波数で動作する複数の異なるアンテナを含むことを特徴とする請求項3のみに記載または請求項4ないし24の任意の項に関連した衛星。 26. 前記アンテナ形成部材(11)は、干渉計レーダー遠隔探知を可能にする、同じ周波数の2つのアンテナを含み、前記アンテナは局所垂直軸に沿って分離されていることを特徴とする請求項24に記載の衛星。 27. アンテナ形成部材などの、蝶番でつなげられた複数のパネルから構成される少なくとも1つの面部材と、関連する機器ユニットまたは補助機器ユニットとを含み、前記衛星は、打上げ時にその内部に前記機器ユニットと前記パネルとを集積し、前記パネルの展開のための花火トラップを備えている支持外被を含むことを特徴とする前述の請求項の任意の項に記載の遠隔探知または遠距離通信衛星。 28. 前記支持外被は2つの半外殻を含み、そのうち1方は様々の関連および補助機器ユニットを集積し、他方は2枚のフラップを有しトラップの範囲を定める花火カッターを保持し、その爆発により前記2枚のフラップが画定され排出され、その後、前記第1の半外板との境界面に沿って配置された2つの蝶番により開いた状態で保持され、前記複数のパネルは前記2つの外殻の間で画定されたハウジングに打上げ時には収容され、その後トラップを介して前記衛星の一方の側のみに展開されることを特徴とする請求項27に記載の衛星。 29. 前記支持外被は中間部分に組み込まれた2つの外殻から構成され、前記中間部分は様々な関連および補助機器ユニットを集積し、横方向の前記外殻のそれぞれが2枚のフラップを有しトラップの範囲を定める花火カッターを保持し、その爆発により2枚のフラップが画定され排出され、その後、同じ半外殻に保持され前記中間部分との境界面に沿って配置された2つの蝶番により開いた状態に保持され、前記複数のパネルは前記横方向の外殻のそれぞれと前記中間部分との間に画定された2つのハウジングに打上げ時には収容され、その後、対応するトラップを介して前記衛星の両側から展開されることを特徴とする請求項27に記載の衛星。 30. 打上げ段階で、前記パネル(14)が折り曲げられ、タイロッド(2 9)により装着されているプレートに圧接されることを特徴とする請求項27ないし29の任意の項に記載の衛星。 31. プレートに固定するために、タイロッド(29)をその内部に通過させるようにした少なくとも1つのスリーブが各パネルを通過することを特徴とした請求項30に記載の衛星。 32. 前記支持外被および様々なパネルの最短慣性軸は、打上げ時に打上げシステム軸に沿うように方向づけられており、前記展開の軸が打上げシステム軸に対して垂直になることを特徴とする請求項27ないし31の任意の項に記載の衛星。 33. 打上げ状態における前記支持外被の外形状は、積載フェアリングと空気力学的に代替できるように調整されていることを特徴とする請求項32に記載の衛星。 34. 前記支持外被および関連および補助機器ユニットは、前記機器モジュールを構成し、その最短の慣性軸は軌道面に対して平行であることを特徴とする請求項27ないし33の任意の項に記載の衛星。 35. 前記展開は、垂直方向に実行されることを特徴とする請求項3と34 に記載の衛星。 36. パネルは、オプションのレードーム(21)と、放射パネル(22) と、電子機器を保持する中間NIDA構造(23)と、オプションの熱保護層( 24)と、太陽セル(13)および/または放射要素を保持するプレートと、を含むサンドイッチ構造を有し、前記パネルは、前記太陽セル(13)および/または放射要素を保持する1枚または複数のプレートを支持するよう中間構造(2 3)に配置された複数の補強材(26)をさらに含んでいることを特徴とする請求項27ないし35の任意の項に記載の衛星。 37. スリーブ(29)は、2つの前記補強材(26)の重なり部の近くに配置されていることを特徴とする請求項36に記載ならびに請求項31に関する衛星。 38. アンテナ機能またはその有無に関して異なる部材(11)のすべての部分が、前記複数のパネルの展開軸に沿って分散され、前記パネルのそれぞれは高いレベルの機能的な均質度を有することを特徴とする前述の請求項の任意の項に記載の衛星。 39. アンテナの幅方向に沿ってアンテナの仰角ダイアグラム制御ポイントの配列を有し、各制御ポイントに関連したアンテナ部分の基本仰角ダイアグラムは入射角の値の望ましい範囲をカバーするように固定して方向づけられ、幅に沿って上記のポイント間の間隔と、前記配列に関連した主ローブと不本意なローブの利得を変調するアンテナ部分の基本ダイアグラムは、前記基本ダイアグラムの方向軸のいずれか一方の側への前記主ローブのディポイント時に、前記不本意なローブが、アンテナの面および可能であれば機器モジュールの面により物理的に遮蔽され、または地球を越えると拒絶され、または極めて低い利得で地球に遭遇するようにされ、また、最小の利得が主ローブに維持するようにされていることを特徴とする前述の請求項の任意の項に記載の衛星。 40. 各制御ポイントに関連する基本アンテナ部分は、共通制御ポイントから複数の放射要素の幅方向への平行グループにより構成され、固定傾斜の一定の移相分布が同じ制御ポイントの放射要素間に導入されていることを特徴とする請求項39に記載の衛星。 41. 各制御ポイントに関連した基本アンテナ部分は、幅方向に複数部分にグループ化され、各部分は遅延制御ポイントに関連して、仰角の照準とは無関係且つトラバースされる部分からは独立して、(受信信号の再結合の中心点からの)送信信号の中心ソースから地上の目標点への臨時経路を、進行方向(および戻り方向)に維持し、同じ部分内で、固定された差分遅延分布がアンテナの基本部分との間で確立されて、前記部分におけるトラバースされる基本部分から独立して、特定の平均照準に対して、地上の目標点との間の一時的な経路を提供し、アンテナの幅に沿った残留時間非同期化は平均デポインティングの周囲の増分デポインティングのみに依存しており、部分の幅は高くなることを特徴とする前述の請求項の任意の項に記載の衛星。 42. 制御された遅延部分のそれぞれへの(からの)複数の信号の分散は、 衛星がその軌道にある天体に相対するアンテナ形成部材(11)の側からデイジーチェーン構成で実行され、前記デイジーチェーンのケーブルは必要とされる遅延線の一部を構成していることを特徴とする前述の請求項の任意の項に記載の衛星。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 遠隔探知または遠距離通信衛星の改良 本発明は宇宙衛星に関する。 以下の開示では、本発明は主にレーダー遠隔探知衛星について説明されている。 説明を通して容易に理解できるように、本発明は遠距離通信衛星に適応しても同じ利点を提供する。 同様に、本発明は地球の軌道に関して説明されているが、当然他の天体にも当てはまる。 従来技術の説明図1ないし図3に示してあるように、レーダー衛星は通常、矩形面アンテナ1 と、装置モジュール2と、太陽パネル3とから構成されている。 太陽パネル3は太陽Sに向けられ、アンテナは地球Tに向けられ、衛星の速度ベクトルVに対して横方向に映像を写す。 この種の衛星の様々なパラメータを以下に示す。 レーダーアンテナの寸法衛星の速度ベクトルVの方向のアンテナ1の寸法、すなわち図3の長さLは、 同軸に沿った映像の解像度(方位またはドップラー解像度)に直接関連し、1 . 1から2.0までの比率である。 アンテナ1の幅Hは、速度ベクトルVに直角方向で、映像の地上の帯(速度ベクトルに対して垂直方向の地上の映像の幅)、最大入射角(地面の映像点を通る垂線と照準の角度差)および標高に正比例し、長さLに反比例して高くなる。 さらに、前述のパラメータの所与の値では、幅はレーダーの波長に正比例する。 結果として、低解像度レーダー(<10m)は速度ベクトル(RADARSA Tの場合には、L=15mでH=1.5m)に沿って伸長式アンテナを使用するが、中または高解像度レーダー(<5m)は、特に低周波数(LまたはS帯域) かまたは幅H方向に複数の周波数の複数のアンテナを併置した状態では、アンテナの幅Hは、Lよりはるかに大きいものとなる。 横転傾斜図3に示すように、アンテナ1のビームの照準の横転(roll)軸に関して調整すると、衛星を通る垂線からかなりの距離またはわずかだけ離れて(入射角の範囲)映像が配置されるようになる。 この調整は、2つの入射角imin とima x の間の電子走査により実行されるが、アンテナ1の走査範囲と幅を制限するために、アンテナの垂線Nは入射角の範囲の中間方向に向けられている。 横転角r は通常は30度である。 およびローカル軌道時間光学式遠隔探知とは異なり、レーダー遠隔探知には、対象の太陽照射に関する特定の条件は不必要である。 他方で、衛星の電力を消費する。 このため、ローカル時間(local time)6Hまたは18Hの太陽同期軌道を採用することになり、衛星の複数の太陽パネル3が太陽に向けられてエネルギ生成を実質的に継続可能になる(光学式遠隔操作で使用されるような日周時間と異なり、ほとんど食(eclipse)がなくなる)(図1を参照)。 複数のパネル3により構成された太陽発電器は、レーダーに給電するには概して不十分である。 衛星は、レーダーが電力を引きだすバッテリも複数個備えている。 こうした複数のバッテリは、レーダーが動作していないときも充電される。 この方法は、レーダー衛星が、特に専用ではなく、したがって長い食の間給電する大型バッテリを備える必要のある日周軌道と互換性がある機器モジュールを使用していることの結果でもあることに注意すべきである。 寸法や姿勢の安定度正確に機能させるには、アンテナ1をフラットに維持して、その表面に垂直な軸Nの正確な照準を維持しなければならない。 従来の方法は、アンテナ組立体1 と機器モジュール2に厳格な機械的な寸法の安定性を課さなければならず、機器モジュール2の姿勢制御システムに指示要求を処理させなければならない。 電子走査アンテナ1が使用されているときには、アンテナパネルの平坦度と姿勢についての要求が緩和され、アンテナ1を構成するアンテナ部品の移相器(p hase−shifter)が正確に方向づけられた完全な電波面を再構成するよう制御されることはすでに提案されている。 このために、衛星とアンテナの組立体に対する構造上の制約が緩和され、モジュール2の姿勢制御システムの役割は比較的低下する。 アンテナ1のレベルでの分散適用の原理は、本質的には、中間面の平坦度や姿勢からその変化を測定する能力に基づいている。 しかし、今日まで、変化センサや平坦度センサ(特に光学センサ)に基づいた出願はまったく満足のいくものではなかった。 さらに、こうした出願の発明においては、アンテナ1の基準系の姿勢を測定できない。 こうした測定は全体的に機器モジュールが担当し、アンテナ1の絶対姿勢センサにより実行されなければならない。 上記の分散式適用技術の進化とは無関係に、機器モジュール2の姿勢システムは、アンテナ1の基準位置を維持しなければならない。 特に、最大寸法(最小の慣性)軸は(下解像度レーダーの長さLをもつ)速度ベクトルと同軸が保持されなければならず、(高解像度レーダーの寸法H)前述の横転軸を備えて速度ベクトルに垂直でなければならず、機器モジュールは連続して重力トルクを補償しなければならない。 この補償は、姿勢制御システムから連続トルクを付加し、衛星全体の機械面の厳格性を最小にし、こうしたトルクを伝達するためにアンテナを配置する機構の機械面の厳格性を最小に緩和することになる。 機器モジュール2 があるとそれ自体が制約を課し、太陽パネル3に働く太陽圧により他の不穏なトルクが誘導されることにも注意すべきである。 発明の要約本発明は新型の衛星、特に、レーダー遠隔探知または通信衛星にある。 本発明の目的は、従来の衛星と比べて感度が改良され、利用度と反復精度の点から動作性能が改善された衛星を提案することである。 本発明の他の目的は、単純な構成で、特に、アンテナ、打上げシステム、機器モジュールのコストを大幅に削減し、信頼性と耐久性を増大させた衛星を提案することである。 この目的のためには、本発明は、全体的に平面アンテナ形成部材を含む低地球軌道遠隔探知または通信衛星を提案しており、アンテナ形成部材がほぼ地球の中心を通過する面、たとえば、軌道面にあることが特徴である。 他の独立した実施例によると、本発明は、太陽発電器を備え、太陽発電器のセルはアンテナ形成部材が保持している衛星を提案している。 本発明により提案された衛星は、重力軸に沿った寸法により画定されたアンテナ形成部材の幅がこの軸に垂直な寸法より大きくなるよう構成すれば有益であり、重力傾度により横転軸およびピッチ軸に関して安定することになる。 特に、アンテナ形成部材は、重力傾度による横転軸およびピッチ軸に関する前記衛星の常態安定に貢献するアンテナ機能を備えていないオプションの中空部分を形成することも有益である。 ある独立実施例によると、本発明は、アンテナ形成部材が変形可能な形状であり、送信または受信電波制御手段をその表面に分散しており、複数の位置および/または変形および/または取付け不調センサが前記アンテナ形状部材上に分散され、変形および/または取付け不調の測定ならびに制御手段によるその後の補償が可能であることを特徴とする全体的に面状のアンテナ形成部材を備えた遠隔制御または遠隔通信衛星を提案している。 上記のセンサとしては、地上または衛星波位置づけセンサ、たとえば、GPS センサが有益である。 こうしたセンサは、絶対姿勢エラーの測定と制御手段によるその後の補償も可能である。 他の独立実施例によると、本発明は、アンテナ形成部材や関連機器ユニットまたは補助機器ユニットなど一緒に蝶番式に取り付けられた複数のパネルから構成された少なくとも1つの面部材を備えた遠隔制御または通信衛星の打上げ構成を提案しており、前記衛星は、打上げ時に内部で機器ユニットとパネルを統合し、 パネルを配置する花火トラップを備えた支持外被を含むことを特徴とする。 第1の変形例では、支持外被は2つの半外板から成り、そのうちの1つは様々な関連機器ユニットならびに補助機器ユニットを統合し、他の半外板は2枚のフラップもつトラップの境界を制限する花火カッターを保持する。 爆発により第1 の半外板との境界面に沿って配置された2つの蝶番により開いている2つのフラップが画定され射出され、パネルは、外板間で画定されトラップを介して衛星の一方の側のみに配置されることになるハウジングに打上げ時に積み込まれる。 他の変形例では、支持外被は、中間部分に組立てられた2つの外板から構成され、中間部分は様々な関連機器ユニットならびに補助機器ユニットを統合しており、側部の各外板は2枚のフラップを備えたトラップの境界を制限する花火カッターを保持し、爆発により2枚のフラップが画定され射出され、その後同じ半外板に保持され、中間部分との境界面に沿って配置された2つの蝶番により開かれるので、各側部外板と中間部分間で画定され、その後対応するトラップを介して衛星の各側部から配備された2つのハウジングに打上げ時にパネルが詰め込まれる。 様々な特徴を独自にまたは組み合わせて備えている衛星は、独立してまたは技術的に可能な組合せとして取り上げられる様々な以下の特徴により完成される。 −アンテナ形成部材が両面にアンテナ機能を備えている。 −アンテナ形成部材の一部が太陽セルを保持し、両面でアンテナとして動作する。 −衛星は、相対的なセンサ位置とセンサにより画定された中間面の絶対姿勢を測定するための、各センサにより供給された無線位置づけ信号による位相測定の差動処理手段を備えている。 −衛星は、軌道面を遮る機器モジュールを含み、アンテナ形成部材は前記機器モジュールの一方の側にだけ配置されている。 −衛星は、軌道面を遮る機器モジュールを含み、アンテナ形成部材は前記機器モジュールの両側に伸びている。 −アンテナ形成部材の2つの部分は2つの分離された面にあり、その交差点は地球の中心を通過している。 −衛星は、機器モジュールを備えており、その重力の中心はアンテナ形成部材の最短慣性軸上にあり、アンテナ形成部材の局部垂線に沿った重力勾配による常態均衡が補強され、衛星上の太陽圧トルクが制限される。 −衛星は、1本または複数のアンテナに対して、機器モジュールによる部材のマスクを確実に最小にし、無線位置づけセンサに対して、無線位置づけ信号の受信方向と部材の垂線との角度オフセットを確保する。 位置づけ信号が少ないとモジュールにおける反射による多経路が無くなり、多いと信号が無視される。 −複数の太陽セルはアンテナ形成部材の少なくとも1本のアンテナのエネルギ要求を満たす。 −アンテナ形成部材の一部にはアンテナ機能がなく、複数の太陽セルを保持している。 −上記のアンテナのエネルギ要求を満たす複数の太陽セルは、前記アンテナの背部と、選択的に前記アンテナの一方の側のアンテナ機能を備えない空間に配置されている。 −アンテナ形成部材の複数の太陽セルはアンテナ形成部材のエネルギ要求を満たす。 −複数の太陽セルを保持するアンテナ機能を備えてない一部または複数部が、 食の間に少なくとも機器モジュールへの給電を行う。 −アンテナは、1つまたは複数の太陽セルのブロックにより直接供給される結合された電気的表面部材のメッシュを特徴とする。 −複数の太陽セルのブロックは直接表面要素に面している。 −複数の太陽セルはAsGaまたはシリコン技術によるセルである。 −アンテナ形成部材は、重力軸に沿って併設された同じまたは異なる周波数で動作する複数の異なるアンテナを含む。 −アンテナ形成部材は、干渉レーダー遠隔探知を稼働させる同一周波数の2つのアンテナを備え、これらのアンテナは垂直軸の部分に沿って分離されている。 −打上げ段階で、複数のパネルが折り曲げられ、こうしたパネルがタイロッドにより接続されているプレートに圧接される。 −プレートに固定するためにタイロッドが通過している少なくとも1つのスリーブ部が各パネル内にはめられている。 −支持外被および様々なパネルの最短慣性軸が、打上げ時に打上げシステム軸に沿うように向けられ、配置軸は打上げシステム軸に垂直である。 −打上げ構成における支持外被の外形は、フェアリングの代わりになるように空気力学的に調整される。 −支持外被と関連および補助機器ユニットは機器モジュールを構成し、機器モジュールの最短慣性軸は軌道面に平行である。 −配置は垂直方向に実行される。 −パネルは、オプションのレードームと、放射パネルと、電子機器を保持する中間NIDA構造と、オプションの熱保護層と、複数の太陽セルおよび/または放射要素を保持するプレートとを含むサンドイッチ式構造をもち、前記パネルは、複数の太陽セルおよび/または放射要素を保持する1枚または複数のプレートを支持するよう中間構造上に配置された複数の補強材を備えている。 −2つの補強材の間の重なり部の近傍にはスリーブが配置されている。 −それぞれのアンテナ機能またはアンテナ機能の有無の点から異なる部材のすべての部分が、複数のパネルの配置軸に沿って分散され、前記複数のパネルのそれぞれの機能同一性のレベルは高くなる。 −マイクロ波分散システムへの給電は、衛星が軌道上を回っている天体に相対するアンテナ形成部材の側部からデイジーチェーン式に行われ、デイジーチェーンケーブルは必要な遅延線の一部を構成する。 −衛星は、アンテナの幅方向に沿ってアンテナの幅制御のためのポイントの配列を備えており、各制御ポイントに関連するアンテナ部分の幅の基本構成は、有益な入射角外被をカバーするように固定方式で向けられており、配置に関連したスプリアスローブは、基本構成が狙った方向に関する主ローブのディポインティング(照準外れ)時に存在するが、基本構成による不本意なローブの利得の変調は、地球に届くかもしれない電波のための極めて低い利得を保障し、主ローブ上の最小利得を維持するように幅Hに沿った上記のポイント間の空隙が調整されている。 −各制御ポイントに関連した基本アンテナ部分が、共通の制御ポイントからの並列グループ化により構成され、複数の放射要素の幅方向に向けられており、固定傾斜を備えた概略の一定の移相器が同じ制御ポイントの放射要素間に導入されている。 本発明の他の特徴と利点は、以下に示された説明からさらに明らかになるであろう。 以下の説明は純粋に例示的で制限を加えるものではない。 図面の簡単な説明図1は、すでに解説されたが、従来の遠隔探知衛星の概略図である。 図2は、軌道面のアンテナの場合における、ローカル・タイム6H/18Hの地球を回る太陽同期軌道の図1の衛星の方向性を示す図である。 図3は、図1と図2の衛星のアンテナの方向性の概略図である。 図4は、6H/18Hの太陽同期軌道とその軌道面のアンテナの場合の本発明による衛星の実施例の概略側面図である。 図5は、図4の衛星の前方図である。 図6は、制御ポイントに関連するアンテナの基本部分の正面図である。 図7は、図6の図解を得る実施例を示す図である。 図8は、本発明による衛星の1実施例の透視図である。 図9は、本発明による衛星の実施例の概略破断断面図である。 図10は、図9の衛星の打上げ構成の概略断面図である。 図11は、図10の線XI−XIに沿って切り取った断面図である。 図12は、本発明による衛星の実施例のパネルの断面図である。 図13は、図12のパネルの頂面図である。 図14は、図12と図13のパネルの詳細を示す断面図である。 発明の詳細な説明図4およびそれ以後の図面では、参照番号12は、図示される本発明による衛星の機器モジュールを示す。 参照番号11と13はアンテナ形成部材と太陽発電器のセルをそれぞれ示す。 上述の図面に示す衛星は様々な局面をとる。 その軌道は低地球軌道であり、アンテナ形成部材11は、ほぼ地球の中心を通過する面にある(横転角rは90度)。 アンテナ形成部材11は両面から放射する能力を備えることができる。 部材11の幅Hは、重力軸に沿った寸法として定義され、当然それに直角方向(衛星の面がその軌道の面と一致する状況を示す図4と図5の速度ベクトルVの方向)の寸法Lよりかなり長い。 部材は幅H方向の部分的には中空のアンテナ機能のない面により完成される。 その結果、衛星は当然重力勾配により安定する。 太陽セル13はアンテナ形成部材11の一方の面に配置されている。 両面に置くこともできる。 送信または受信電波用の複数の位相および振幅制御ポイントは部材11の表面上に分散されている。 この部材11は柔軟な構造を取ることができる。 その構造の変形および絶対姿勢エラーは部材上に分散されたGPSセンサにより供給された位相測定処理により測定され制御手段により補償される。 上記の様々な局面は、他の局面とともに、これから詳細に説明される。 衛星の低地球軌道面上のアンテナ形成部材11表現「低地球軌道」は、一般的に2000km未満の軌道を意味する。 同じ範囲の入射角では、仰角方向、すなわち、アンテナの面内で重力軸に垂直な軸に関する光線のディポインティング(depointing)は、従来のアンテナ、従来技術と比べて増加することになる。 そして、放射要素の配列に関連したスプリアス・ローブ(spurious lobe)がないという制約の元では、放射要素間の間隙がつまることになる(波長の0.7倍から波長のほぼ0 .5倍につまる)。 しかし、部材11の1つまたは複数のアンテナの最高ディポインティング角度は最小の電波距離(小入射角値)に相当する。 これにより、高ディポインティングの放射要素が従来より被っている損失を下げるための要件が緩和され、標準外形用の技術と同様の放射部材技術が保持される。 さらに、次の節で示すように、本発明による衛星の構成では、制御ネットワークローブの交差のために、アンテナ仰角ダイアグラム(elevation d iagram)の制御ポイントのアンテナの幅Hに沿った間隙が2λまたは2. 5λまで増加する。 これに対して、従来技術では、30度または35度未満の角度で傾斜したアンテナは約0.7λに制限されなければならなかった。 この結果、2/0.7すなわち2.85という高比率で幅方向の電子密度が緩和される。 リンク均衡を考えると、入射角の距離の増加は、照準の方向にアンテナの有効幅を増加(ディポインティングの減少)することによる適切な補償よりも大きくなる。 特定のレーダーの場合では、測定感度は、測定される地球物理学的現象の要求のように、入射角に正比例して改良される。 これに対して、従来技術の感度は反比例関係である。 30度または35度で傾斜した従来技術のアンテナに比べて、同じアンテナビームの所与の入射角を確保し、したがって、同じ有効幅を確保するには、アンテナの幅が入射角に反比例して増加する必要がある(60度で約10%)。 レーダーでは特に、入射角の値を上げるよう入射範囲を拡大すると、利用度または反復精度(アンテナがポイントが見えてくるまでまたはそのポイントに戻るまでの時間)の点で作動性能が確保されることになり、60度より大きい最高入射角が可能になる高性能システムでは特に、アンテナの幅のもつ不利益は極めて小さくなる。 アレイ(array)・アンテナ(能動アンテナの場合でも)の複雑さ、質量および価格は制御ポイントの総数により主に左右されるので、この新しい考えは、(高入射角に応えるシステムでは)最高で2.85/1.1、すなわち約2. 7の比率で制御ポイントの数を削減できるので極めて好ましい。 従来技術とは異なり、部材11は外形が同じ面を2つ備えており、その上にアンテナの放射部材が配置されている。 両面を同時に使用することで、入射角の範囲が2倍になり、作動性能に大いなる恩恵が与えられる。 一旦入射角の高い値がカバーされれば性能は極めて良好になっているので、この倍増される作動性能は例外的なものとして扱うこともできる。 これを達成するには、同じ構造と、電子式走査アンテナの統合部分である同じ電子機器ユニットを使用して、放射要素を2倍にしさえすれば良い。 従来技術では、入射角の拡大範囲を2倍にするには、 アンテナを2本備え対抗する横転角をもつ必要がある。 モジュール12は、たとえば、アンテナの下で部材11の面に置くこともできる。 この場合には、部材11はその底部に、モジュール12の側部に沿って、中空とすることもできるアンテナ機能のないパネル14a(図9を参照)を備えるのが好ましい。 その機能は、入射角の小さい値において機器モジュール12に相対した複数のアンテナの視野をふさがないようにすることである。 上記は通信衛星にも同様に適用されることに注意すべきである。 上記の図では、アンテナ形成部材11は機器モジュール12の一方の側だけに見られる。 当然、他の側にも延在可能である。 ただし、モジュール12の下にアンテナがある場合には、遠隔測定データの送信手段が特別な配置を有する必要がある。 アンテナ制御ポイントの間隙アンテナ11の幅Hに沿った制御ポイントの間隙は、主ローブ(main l obe)すなわち所望ローブに幅方向でディポインティングが発生するときに、 制御ネットワークの不本意なローブの構成を決定することになる。 主ローブと不本意なローブの利得は、制御ポイントに関連したアンテナの基本部分の固定された仰角方向の放射ダイアグラムによりディポインティング時に変調される。 図6は、制御ポイント間の間隙が緩和されるときに、不本意なローブと従来のアンテナ(その面Pc1は30度または35度未満の横転角度に相当する)から得られたアンテナ基本部分のダイアグラムの組合せを示している。 アンテナの基本部分のダイアグラム(図6の実線のスプーン形状DE)により、主花弁(main petal)がアンテナ面に垂直になり望ましい入射角の範囲に向けられることになる。 矢印で示された一点鎖線部分は、アンテナの基本部分のダイアグラムの主軸に対する主ローブのディポインティングΘがない場合の不本意なローブ(LP)の位置を示している。 前記主軸はここではアンテナに垂直である。 点線の部分は、Θのディポインティングの後の同じ位置を示す。 ディポインティングがないと、不本意なローブは除去される、というのはそうしたローブはアンテナの基本部分のダイアグラムの間隙にあるからである。 不本意なローブとアンテナの基本部分の花弁は、アンテナに沿ってダイアグラムの制御ポイント間の距離が増加するにつれて密接する。 図6は、地球の線も示している。 正確な動作のためには、入射角の範囲に沿ってΘだけ走査すると2つの条件が合致しなければならない。 いかなる不本意なローブも地平に出くわすことはない。 またはたとえあっても、極めて低い利得(主ローブの利得よりも−30ないし−40dBと低い)の場合、あいまいさに影響を及ぼさない。 主ローブ(図面では0で示してある)の利得は、リンク均衡に影響を及ぼさないために、低下しすぎてはならない。 アンテナの横転角度が30度または35度未満の従来の衛星の場合には、ローブ−1と+1がアンテナの面の極めて近くまたはそれ以上に押し戻されないと、 制御ポイント間の十分に狭い間隙を選択しても、極めて迅速に値Θに到達して高利得の不本意なローブポイント(+1、+2、...、+N)が地球をさすようになるので、いかなる解決方法も存在しない。 他方で、不本意なローブとアンテナの基本部分ダイアグラムの花弁が近接した状態で図示されているものと同じ構成は、新しい構成のアンテナから獲得されたものであるが、上記の問題を解決可能である。 この場合には、不本意なローブ+ 1、+2、+nの高利得部分は想像上のものである、というのはそれはアンテナの後ろにあるためである。 これは、このアンテナ構成により得られる地球の視野が、映像化されるべき視野をほぼ包含していることを意味している。 さらに、このアンテナ構成が、衛星について提案されたアーキテクチャの残りの部分に関連している場合、不本意なローブに対する保護の物理的境界がアンテナの前方に向かって前進するが、これは、機器モジュール12により反射された信号が送信中に受信されるので、極めて低い値の入射角に対応する成分が、あいまいさを発生させることなく機器モジュール12によりマスクされるからである。 新しいアンテナ構成では、入射角の最小値に向けてディポインティングが行われると−1の不本意なローブが確実に地表に届くことがなく、主ローブ上の最高利得低下に十分に対応できる。 平線に−1のローブを保持することで、制御ポイント間の間隙が短くなると、0ローブに関して使用可能な低入射角の限界が固定される。 水平線と最小の入射角間の中間方向にアンテナの基本部分ダイアグラムを保持することで、最小でも3.7dBの低下が保証され、入射角が水平線に関して戻され大きくなると低下はさらに大きくなる。本発明によれば、衛星は、しばしばエネルギ過剰になるのでこの低下は許容される。そうでない場合は、このような間隙の究極的な短縮化を止めるか、入射角の下方制限の上昇を受け入れる必要がある。したがって、この新しい構成では、制御ポイント間の間隙を2λ(または仰角と入射角の範囲に応じて2.5λ)に緩和することができる。それに対して、従来の構成でアンテナを30度または35度未満の角度で傾斜して用いると、間隙は0.7λまたは0.75λより低くなり、すなわち、制御増分は放射要素増分(放射要素当たり1制御ポイント)と一致するはずである。望ましい入射角の範囲で照準を合わせるように主花弁がアンテナの垂線からディポイント(照準が外される)される種類のアンテナの基本部分ダイアグラムは、固定位相傾斜(fixed phase ramp)(幅方向)に応じて放射要素間で移相を行う広い基本ダイアグラムを有する複数の放射要素をグループ化することによりアンテナの基本部分を構成することによる新しい構成のアンテナにより実現される。これは図7に示してあるものである。図7は、2つの連続制御ポイントPC1 とPC2により制御された放射要素Rを示す。固定移相傾斜は、全制御ポイントで同一であり、たとえば、移相/送信/受信モジュールMと要素Rの間のケーブルの長さを漸進的に変化させることにより実現される。この新しい構成を用いると、放射要素配列の不本意なローブが現れたり(低い入射角で)主ローブに新しい損失が発生することが避けられない場合でさえ放射要素の増分も緩和できる。しかし、この増分は制御ポイント増分とは無関係のためアンテナの電子密度をもはや条件付けないので、この他の型の不本意なローブを排除する間隙(0.5λ付近)を採用するのが好ましい。 制御式遅延区分当たりの複数のアンテナ基本部分のグループ化各アンテナ基本部分から送られた信号はすべて、位相、振幅および時間遅延を順応させた後で同じソース信号から誘導される。この時間遅延順応は、旋回するアンテナ部分からは独立して、資源から地上の目標点間での時間遅延を保障する。同様に、受信時には、様々な信号の1つへの再結合は、位相、振幅および時間遅延を順応した後で実行される。受信時の時間遅延順応は、地上の目標点から旋回するアンテナ部分から独立した信号の再結合点までの時間遅延を保障する。時間遅延差には2つの効果がある。 1つの効果は(レーダーの)距離インパルス応答を拡げることである。他の効果は、その信号の周波数構成要素に応じて仰角方向のビームのスプリアス走査を導入することである。アンテナ面が照準と垂直のときには、アンテナの基本部分への(からの)信号の分散が同じ長さのケーブルにより実行される場合に、時間条件が検査される。そうでない場合、照準が電子デポインティングにより左右される場合には特に、 プログラム式遅延線を統合して、信号がアンテナ内で分散される長さを変調して、目標点との間の全経路からの独立性を維持する必要がある。プログラム式遅延線の数を減らすために、同じ支配時間遅延区分において複数のアンテナ部分をグループ化することが可能である。この結果、その区分のスケールに制限される残留非同期性が生み出され、その振幅はその区分のサイズならびにアンテナの垂線に関してデポインティングの角度と共に増加する。新しいアンテナの外観は、幅方向のディポインティングが高いので支配された時間遅延区分の数の点からは不利益を被ることになる。しかし、このディポインティングは、非ヌル平均値について実行されるので、残留効果が平均ディポインティングの一方の側の増分ディポインティングにのみ結びついているようにこの平均ディポインティングの場合に対応する長さの順応をその区分内で固定的に導入しさえすればよい。そのため残留効果は区分のサイズを必要十分なもの以上に増加させる。それはほぼアンテナが平均方向に物理的にディポイントされたのと同様である。 重量勾配安定化部材11の幅Hがその寸法Lよりはるかに大きい−おそらく非機能延在部14 aによりそうなったのであるが−場合、前記衛星の最短慣性軸はその自然均衡位置(natural equilibrium position)にある。ただし、部材11が地球の中心を通過し、地球軌道の面に一致する面にあることが必要である。この結果、重力勾配による横転およびピッチの点で衛星が安定化する。アンテナ形成部材11の寸法は、軌道で予想されるピッチまたは横転障害に対する自然回復トルクを生み出す。部材11と協働した機器モジュール12の位置が障害を生み出すことはなく、 その高密度故に、システムの慣性の大小の差に基づく回復トルクの増加に貢献さえする。アンテナ機能をもたない部分14aは、一部分的に中空としても良い一重力勾配による回復トルクが不十分な場合、特に、幅Hが不十分の場合に、必要な重力勾配状態を確保するよう調整可能である。この回復トルクは、横転およびピッチの障害に対して有効であるが、偏揺れ( yaw)軸に関するすべての障害を補償するわけではない。偏揺れ制御は、モジュール12の姿勢および軌道制御システムにより実行される。横転およびピッチの障害に関するシステムの役割はその通常の役割と比べて単純化されているが、というのはその役割を重力勾配回復トルクの振り子効果の減衰に制限可能なためである。偏揺れの望ましくないトルクが永続的に続くのは太陽圧によるものである。図示の衛星の構成が有する高レベルの均一性は、この不本意なトルクの制限、 すなわち、質量中心における速度ベクトルと推進力に沿ったシフトに大いに有利となることに注意すべきである。 アンテナ形成部材11の1面または両面の太陽セル13衛星のアンテナは軌道面にあるのが好ましく、衛星の軌道は太陽同期であるのが好ましく、アンテナ形成部材11の特定の面に太陽セルを配置して最小の太陽アスペクト角を維持する。アンテナの面は部材11の陰になった面を占め、太陽セルにより占められてない部分の他の面も占めることができる。角度のオフセットは約30度(軌道の傾斜と太陽の上昇の累積効果)に制限されるので、6Hまたは18Hのローカル・タイムが最適である。しかし、この方法で確保可能な太陽セルの大半の領域では、6H/18Hの軌道面に関するより大きいオフセットが可能になる。固定ローカル・タイムの太陽同期のために部材11の熱設計が容易になるが、 12H/24H面の一方の側においてローカル・タイムを変えたり、浮動ローカル・タイム(太陽同期だが軌道は傾いている)で動作可能に設計することも可能である。これには、太陽セルの総面積は増大するが、部材11の両面が空間を太陽セルで被えば十分である。しかし、ローカル・タイムが12H/24Hに近づくと動作が保証できないのは確実である。部材11の背部の太陽セル13の密度は、バッテリのリレーなしに前記アンテナのエネルギ要求を満たすよう選択できる。もし必要なら、部材11は、アンテナ機能は備えてないが太陽セルを保持している複数の部分を備えることが可能である。したがって、部材11の機構構造を再使用すると、最高の実行標準機器モジュールに備わったものよりはるかに強力な太陽発電器を製造でき、機器モジュール12の給電サブシステムを極端に単純化することができる。この給電サブシステムは機器モジュール自体の要求に応えて給電するだけである。部材11の各機器または機器群はその電源に直接接続され、エネルギ変換および送信機能が単純化され、機器モジュール12を含まず、そこに接続すらしてない。エネルギ自給の原則は、高度の電子メッシュがすでにある場合、すなわち、一連の製造および検査基準を満たす同じ電子ユニットへの分解が可能な場合の1つまたは複数の能動アンテナでは一層有益である。こうしたユニットと太陽セルおよびエネルギ変換および貯蔵機能(たとえば、単純なコンデンサ)を統合すれば十分である。こうした機能は他の機能と比べて重要ではない。こうした全メッシュ方法では両側にアンテナ動作が備わってない。両側のアンテナ機能は、アンテナの少なくとも一部の複製や逆配置により達成しなければならない。うまでもないことだが、幅方向の複製は重量勾配を増大させ、アンテナ機能を備えてない前述の空間の需要を低下させるよう作用する。集中管理された複数バッテリを使わないアンテナのエネルギ自給の原則では、 食の時の動作が排除されているので、18H(または6H)の日照ローカル・タイムにふさわしい。この場合には、食の発生は軌道の20%未満であり、一年の数カ月は南極(または北極)でしか食は発生しない。このことは大半の通信の障害にはならない。他方で、食と食の間は動作は継続する。これは動作面で有益である。さらに、電子機構やセルは低レベルの熱サイクルを被っている。これにより熱定格、信頼性および耐久性が改善される。上記の記載は、部材11を含む面が軌道面ではなくただ地球の中心を含むだけの状況にも当てはまる。軌道面に関する部材11の面の偏揺れオフセット−−おそらくは軌道に沿って変化する−−を採用すると、自由度が追加されて、太陽照射が最適化される。これは、特に、6H/18Hに固定されてない軌道の場合または非太陽同期軌道の場合に当てはまる。 可変(または柔軟)アンテナ形成部材11およびGPSセンサ図7と図8に特に示すように、部材11は蝶番で留められ、配置時には、部材11の平均面にほぼ並行な複数のパネル14から構成されている。配置は部材の幅Hに沿って実行される。様々なパネル14が打上げ時には機器モジュール12 に折り込まれている。パネルに関連する機構は、少なくともそれらの展開と、名目上の姿勢が一旦確保された後は、おおよその整合性(2枚の端部パネル間の10mから15mまたはそれ以上の幅に渡って10cmの位置づけエラー、2枚の連続パネル間の1c mのエラー)とを考慮したものとされる。通常の状態では、すなわち、パネルが展開されると、送信力は極めて低くなり、重量勾配トルク、太陽圧トルクおよび姿勢制御トルク(機器モジュールにより付加される)との反応に制限される。こうした障害は軌道角周波数で発生するので、変形とエラーの測定が可能になり、エラーが送受信波制御手段により考慮可能になるほど常態モードを低速に保っていれば、こうした障害を部材11の自然モードから容易に分離される。推進中エンジンの燃焼中の過渡的負荷および初期姿勢獲得段階中のその後の姿勢制御補償は高くなるが、より大きな振幅の不整合が許容される(推進エンジンの燃焼中に送信が割り込まれる)。こうした負荷や補償は上記の機構および/またはパネル間の結合により縮小させたり減衰できる。 GPSセンサ15は様々なパネル14上に分散される。センサ15はそれぞれ少なくともGPSアンテナを備えており、GPS信号復調および測定機能は、たとえば1枚のパネル14レベルで、複数のセンサに対して物理的にグループ化されている。 GPS信号復調および測定機能はすべて、たとえば、機器モジュール12に配置された同じ発振器を使用することができる。部材11の2つのセンサ15の相対位置の測定は、同じGPS衛星からの信号の2つのセンサ間の位相差の干渉計測定に基づいている。 2つのセンサ15の相対位置の測定には、センサ間の距離が周知の場合には2つの個別の衛星上の少なくとも2つの干渉計測定、またはそうでない場合には少なくとも3つの衛星での干渉計測定が必要となる。実際、各干渉計測定は追加衛星からの測定とは区別されて、センサ基準のそれぞれに特定の歪みを回避する(2重位相差原理)。一般的に、上記の複数のGPSセンサを用いる場合には、こうした複数センサの相対位置とこうしたセンサが形成する平均面の絶対姿勢を測定することが目的となる。これは、たとえば機器モジュール12における様々なセンサ15からの位相測定の集中管理処理により達成される。データの集中化を低下させるために、同じパネル14の複数のセンサ15の相対位置に関して各パネル14のレベルに処理工程を定義することも可能である。相対位置は、これは前記パネルが内部変形を被らない限りそのパネルの絶対姿勢に等しくなり、各パネルに対して定められた参照センサ間の相対位置だけを主に計算すればよい。各パネル1は最小3つのGPSセンサ15を備えており、パネルが内部変形しない場合にはこれで十分である。構造を軽くする必要があるので、パネル14において熱可塑性モードによる変型が発生する場合がある。各パネル14がこうした変形を測定するのには少なくとも1つの追加GPSセンサ15が必要である。衛星の事実上の面外形は、正確な相対位置付けのために、GPSシステムの主制限を構成する多経路ソースを削減している。唯一の多経路ソースは機器モジュール12であり、機器モジュール12の少なくとも主要効果は除去できる。前述のように、機器モジュール12に接続された1枚または複数のパネル14 aにはアンテナ機能が備えられてない。したがって、こうしたパネルはGPSセンサを装備していない。図9に示すように、他の複数のパネル14のセンサにおける多経路ソースを除去するためには、最小入射角でそこからの信号が受信されるGPS衛星を無視するだけで十分である。最小角度とは、少なくとも衛星の最小作動入射角未満である(通常25度)、というのは、他の理由から複数のパネル14aの部分またはすべてが視野を遮るわけではないからである。マスキングが極めて限られているので、衛星が十分に認識できシステムが動作する。従って、多経路はプレート20の端部20aによる回折に制限される。この回折は、特定の方向依存性を有さず、したがって遮蔽され得ない。部材11の変形は、送信または受信波を移相する手段を備えた各表面ユニットのレベルで補償され、移相は、中間面に対するビームのディポインティングとこの中間面についての表面ユニットの位置づけを考慮している。表面ユニットの位置は、隣接するGPSセンサの位置から獲得される。変形測定処理におけるように、補償処理は、各パネルのレベルで局所工程を保持できる。移相は、パネルのレベルで中間面と関連ディポジティングと位置オフセットを考慮している。同じパネルで一貫した方法で、参照パネルの参照点を通過するアンテナすべてのビームの電波面に関するパネル参照点のオフセットに対応する位相期間を追加する必要がある。特にGPS多経路についての前述の条件のもとでは、平坦さの補償は1ミリメーター内で達成可能で、中間面の姿勢は1度の1/10内に定めることができる。これは、平坦さの補償が最も厳しい高周波(X帯域)レーダーを含むレーダー送信の要求に対する完全な回答である。高周波を必要とする場合の上記の均衡を容易にするためには、モジュール12からの残留多経路の影響を抑えるために、 モジュール12に相対する部材11の端部に高周波パネルを配置するのが好ましい。この構成は、以後に指摘するように、部材が高周波パネル(低周波パネル1 4a)だけで構成されていない場合には常に可能となる。当然のことながら、GPSセンサ位相測定に基づいた補償は、アンテナ形成部材が単一の変形可能なパネルである場合には同じように適用される。 機器モジュールおよび打上げシステム機器モジュール12をこれからより詳細に説明する。機器モジュール12は、アンテナを除く様々な機器ユニットを保持している。なかでも、レーダーの中心電子部品、映像データを記憶するメモリ手段、遠隔測定手段、および磁気計、磁気トルク器、燃料タンク、推進器を含む姿勢および軌道制御システムや遠隔制御およびオンボード制御手段などの様々な補助機器ユニットである。モジュール12にはバッテリも備わっている。その容量は、エネルギ自給原理が部材11に関して採用されている場合にはモジュールの特殊な要求に応じる。上記の様々な機器は図9と図10の参照番号16により共通に指定される。エネルギ自給オプションが部材11に関して採用されている場合には、モジュール12に接続されたパネル14aの第1のものが、食と食との間に機器モジュール12に給電する独立した太陽発電器を構成している。食の間は、太陽発電器はバッテリにより中継されて、ボードに記憶されたデータと機器モジュールの動作を維持する。バッテリは軌道インジェクション中にも使用される。図10と図11に示すように、機器モジュール12は、打上げ時にパネル14 の束に機構上の強度も付加している。この目的のために、機器モジュール12は、複数のパネルが折り曲げられ、パネルを配置するための花火(pyrotechnic)トラップを備えた円筒型支持外被から構成される。この円筒形状は打上げシステムとの円形境界面17を延ばし、打上げシステムにより付加される剛性要求との折りあいを容易にする。打上げシステムの軸に沿った衛星の寸法は部材11の長さLに相当する。円筒の長さはアンテナの長さLにより直接定められるが、直径はパネル14の基本幅により束縛される。円筒形外被は、パネルの束と機器モジュール12の機器ユニットの統合後に、 一緒に組立てられた2つの外殻18と19から構成される。一方の外殻18は機器モジュール12の様々な機器ユニットを統合する。他方の外殻19は、2枚のフラップを備えたトラップを画定する花火カッターを保持する。このカッターの爆発により、2枚のフラップが形成され噴出される。この2枚のフラップは外殻19により保持され、外殻18との境界面に沿って配置された2つの蝶番により開けて保持されている。打上げ時には、様々なパネル14が互いに折り曲げられ、すべてのパネルを通るタイロッドにより外殻18に接続されたプレート20に対して保持されている。プレートの他面は衛星の機器ユニットの残りを保持している。このアーキテクチャは、様々な質量センタリング要求の準備を容易にする。打上げシステムの軸に沿った打上げ時のセンタリングは、シリンダの中間面に関するプレート20の適切なオフセットにより獲得され、シリンダ自体は打上げシステムの軸に中心が置かれている。配列モードでの両種類のセンタリング、すなわち、アンテナの面上で、方向Lのアンテナの真ん中に関して垂直にモジュール1 2の質量の中心の整合(局所垂線に沿った部材11の短い慣性軸の重力勾配による自然整合を容易にすることと衛星の太陽圧トルクを制限すること)は、プレート20の機器ユニットの均衡を取ることで達成される。フラップ19aと19bが開いて保持されていれば、プレート20以外のアンテナ11に向けてGPS信号の不本意な反射の資源が残らず、同時に、外殻18 により保持された干渉計アンテナに要求される視野が開いている。打上げ状態における衛星の望ましい円筒形状は、打上げシステムの積載フェアリングが不必要になるという利点を備えている。ノーズコーンの追加、外殻に圧接され軌道上に配置されたアンテナの採用により外部付属物(遠隔測定アンテナ)だけの除去、打上げシステムとの接続を被うスカートの、円筒の基部への選択的な追加により、積載フェアリングに等価の空気力学上の構成が再構成される。この選択により、衛星の質量の増加と認可された最高寸法の増加の交渉が可能になる。長さLが5.5m未満の場合、折曲げられたアンテナ形状部材11と機器モジュール12の両厚さが2m未満の直径であると、部材は、計画された小型打上げシステム(Lockeed Martin LLV3,McDONNELL DOUGLAS DELTA-LITE)またはDELTA 2 などの従来の中規模打上げシステムの積載フェアリングと互換性をもつ。これは、13mまたは15m(1.7m幅の8または9枚のパネル)未満のアンテナ形成部材11の全幅に対して特に当てはまる。上記のアンテナの寸法による通信では、(従来の構成と標準的な機器モジュールを備えた)従来の方法を取れば、質量と容量が大きくなり、そのためより高額の打上げシステム(ARIANE 5,ATL AS II AS)が必要とされる。 パネルの全体的なアーキテクチャ図12は、パネルの1方の側だけからの放射の場合における、本発明の衛星のパネルの実現可能な実施例の全体的なアーキテクチャを示す。パネルはサンドイッチ構造であり、オプションのレードーム(radome) 21、放射パネル22、電子手段27を保持するNIDA(登録商標)型中間アルミニウム構造23、熱保護層24、および太陽セル13を保持するプレート2 5を含む。断面I型の垂直および水平補強材26が中間構造23に適用され、プレート2 5を保持している。図13に示すように、パネルは複数の機能ユニット28に分割される。機能ユニット28用の電子手段27は、構造23と熱保護層24の間に保持されている。電子手段とは、送受信および移相手段および関連制御手段などである。こうした電子手段は、パネルの背部の太陽セル13により供給される電力を処理する。各パネルは少なくとも内部に1つのスリーブ29を備え、スリーブ中に、打上げ時にパネルを支持外被に固定するタイロッドが挿入されている。部材29とGPSセンサ15は両方ともアンテナ機能を中立化するので、アンテナ機能のために部分的に中立化される共通機能ユニット28に両者が一緒に分類されるのが有益である。この部材とGPSセンサ15は、図14に示すように、2つの補強材26の交差点付近で前記ユニット28の端部に配置されるのが有益である。パネルのマイクロ波機器ユニットには、パネルに接続した太陽セルにより直接供給された電力が供給され、自給は各ユニット毎または複数のユニットを含むグループ毎に達成される。各パネルまたは半パネルには、機器モジュール12からのスター(star) 構成または(地球から最も遠く離れている)頂部パネルからのディジーチェーン構成の光ファイバまたは同軸ケーブルによりマイクロ波信号が供給されて、ケーブルの物理長が必要な遅延線の一部を構成する。処理モジュール(BFN、基本モジュール、2次モジュール)が制御/コマンドバスにより機器モジュール12に接続される。同じ機能ユニット28で一緒にグループ化された電子手段27は、集積またはハイブリッド技術で実施される。パネルが両方の側から放射する場合には、太陽セルを保持するプレート25を放射要素を保持するプレートと置換する。どちらの場合にも、電子機器ユニット27との統合と接続を容易にするために、両プレートの表面積を制限し、1方のプレートは統合後に補強材26の矩形グリッドにより形成された区画を接近させるのが望ましい。この様にして、パネルの部分的な分解可能性と修理が可能になる。 太陽発電器の寸法太陽セル13は、たとえばGaAs/Ge型セルであり、最悪の場合(すなわち、耐用寿命の終わり頃、最悪の耐用入射角および120℃)10ボルトで必要な電流を供給する。この種の16個のセルの列が、部材11の各機能ユニットに備えてある。 (シリコン技術ではなく)選択されたGaAs技術は、より高い太陽セル温度に耐えられる。この様にして発電されたエネルギは、レーダーパルス中の電圧降下を、機器が許容でき、性能(通常10%)が維持できる電圧降下量に制限する手段27に含まれている電解およびセラミックコンデンサに貯蔵される。電圧は10ボルトに制限される。 姿勢および軌道制御最も単純な構成では、横転軸に沿うように方向づけられた1つの反動推進エンジンが使用される。姿勢制御は、軌道獲得中および推進エンジンの燃焼の(方向Vに)適正な位置づけ時に発生し、単一の推進エンジンの不整合による偏揺れの一過性の擾乱により実質的に決められる。偏揺れにより引き起こされた場合に有効となるように、位置づけ訂正は、極めて限られた期間の基本パルスに分割される。適正位置づけ処理の期間は長いが、アンテナの太陽照射や熱条件は2つの基本パルス間で確保されつづける。適正位置づけ操作中には、推進は弱くなり、最も重要なことは、比較的発生頻度が低い。この種の衛星では、摩擦が低いので( 方向Vの横断面は極めて小さい)、1つまたは複数の軌道上で通信の割込みが必要な場合でさえ、姿勢システムの反応時間の分割と拡大による本方法を受け入れることができる。複雑さが増大しても、燃焼時間に関して制御された複数の推進を使用すると、必要なら、偏揺れの不本意なトルクをリアルタイムで押しとどめ、燃焼の総持続時間を短縮できる。衛星は冷却ガス推進を可能にする特色を備えている。ヒドラジン溶液の貯蔵タンクの質量の増大を受け入れ可能であり、摩擦が低いと、重量勾配が増大して動作期間が10年となる。送信中の軌道面、特に、6H/18H以外のローカル・タイムを使用する軌道面を訂正する必要がある。この種の方法は、推進エンジンを面に垂直な位置にもたらすように、偏揺れ90度分の衛星の回転の導入による方向Vへの推進エンジンの燃焼とは異なる。アンテナを配置する前に、1度レベルの精度の磁力計測定をフィルタリングすることで姿勢が測定できる。配置後に、アンテナがひろったGPS信号が使用され、精度は1度の1/10以上に改善される。磁気トルク器は、ピッチおよび横転の重力勾配のふりこ効果を減衰するのに必要なトルクを供給し、永続的な影響(太陽圧)を押しとどめ、推進エンジンの燃焼中に偏揺れの一過性の影響から回復する。アンテナ形成部材11の初期姿勢は以下の方式で確保されるのが望ましい。部材11を配置して、その後、磁力計測定のみによる回転速度を下げるよう設計された磁気トルクに制御法則を当てはめる。衛星は、重力勾配均衡位置について安定している。 2つの均衡位置が可能であるが、1方の位置は部材11がモジュール12の下にあり、他方の位置は部材11がモジュール12の上にある。アンテナ形成部材11が機器モジュール12の下に配置されている場合、衛星は偏揺れ状態で回転して、太陽発電器を太陽に向けて、そのバッテリを充電し、 自給状態を維持し、その後、新しい制御法則が磁気トルク器に適用されて、すべての軸に基づいて再び衛星を回転させ、その後、速度削減制御法則が再び使用されて、重力勾配均衡位置に戻る。回転の起動および停止処理は、アンテナが正しい位置になるまで繰り返される。回転が開始される度に、アンテナは、必要な姿勢を再獲得する2つのうち1つのチャンスを与えられる。上記のすべてが、基本姿勢および推進システムにいたる。このシステムは、( 冗長部を無視すると)3つの磁気トルク器、1つの3軸磁力計、1つのオンボードコンピュータ、1つのGPS受信器、4つのGPS受信アンテナ(この例では、最も離れているパネルのアンテナが使用されている)および単一推進エンジンに基づいた推進サブシステムから構成される。注意すべきことは、この姿勢制御システムは、いかなる種類(地球、太陽または星)の光学センサも使用しておらず、ローカル・タイムまたは通信中のローカル・タイムのバラツキから独立した動作を可能にする。 逆転姿勢衛星(機器モジュールの下の部材11)または姿勢が重要でないときの 衛星衛星の公称の姿勢は、これまで説明された姿勢を逆転可能である。すなわち、 機器モジュール12の下にアンテナ形成部材を配置できる。その結果生じる利点は、入射角の値が低いときのレーダーの視野の制約を外せることである。視野の遮断を回避するよう採用されたパネル14aは、頂部パネル14のレベルでのGPS衛星の過度なマスクを回避するのに必要とされる。この状況では、このマスクは、動作に必要な最小の数のGPS衛星によってのみ左右される。機器モジュールのプレート20での反射による多経路を発生させやすいGPS入射角方向は、地球によりマスクされる。前述の姿勢にもよくあることだが、パネルへのマイクロ波信号のディジーチェーン式給電は、反対端のパネルではなく、モジュール12の近くの第1パネルから始まる。しかし、遠隔測定(telemetry)アンテナは、その視野をふさぐ部材11を回避するように異なるように構成されなければならない。 1つの解決法は、機器モジュール上に、部材11の各面に1つ、計2つのアンテナを備えることで、軌道面に対するステーションの状況にかかわらず1方のアンテナだけが常に直接見える。アンテナ切替え動作はせいぜいパス当たり1つ必要である。面から基本アンテナを外すと、2つのアンテナの視野を重ねて、ステーションが軌道面に入るときに一層柔軟に切替え時間を管理することが可能になる。さらに、衛星は、配置後に確保された複数の均衡位置の第1の位置で動作し、 前述の回転の起動および停止処理手順を回避するよう設計可能である。ハードウェアの視点からは、必要なことは、最悪のシナリオでさえ視度をふさがないように適用された複数のパネル14aの外形や寸法に対応する2種類の基本リンクと、パネルマイクロ波信号供給システムを起動する2つの切替え可能方式と、両外形と互換性のあるモジュールの熱制御を備えていることである。有効な外形への他の適用要素は、それほど重要でない影響を、主にソフトウェアに及ぼすだけである。上述のすべては、部材11が2つの部分であり1方はモジュール12の上部で、他方はモジュール12の下部にある状況に同じように適用される。 低周波数、高周波数または多周波数動作への適用他のすべての特徴は通信に対して全く同じように保持されるので、アンテナ形成部材11の機能上の幅は波長に正比例であり、その結果、重量勾配条件は、高周波(XまたはC帯域)通信では通常では確保することはできないが、これはしばしば低周波数(S、LまたはP帯域)通信ではよくあることである。機器モジュールの太陽発電器パネルに加えて中実または中空パネル14の導入がとりわけ高周波数では必要となる。レーダーの新しい生成要求の1つを構成する周波数組合せに適用しても、本発明のシステムは完全に最適な状態を維持する、というのは様々な周波数のパネルすべてが重量勾配に貢献し、パネル14aを追加する必要は(もはや)ないためである。パネル14では、単一周波数状況と比べて機器モジュールのぎりぎりの変更に応じて、同一のサイズXの帯状パネルを追加して2周波数通信を構成すれば十分である。様々な周波数はアンテナの様々な機能長Lを使用できる。標準パネル長はより短いパネルの表面の非機能延在部により維持され、必要ならセンタリング条件(質量、太陽圧推進の中心、など)の維持が容易になる。部材11の各アンテナについてエネルギ自給オプションを用いると、パネルの背部の太陽セルの「カーペット状配置」は高周波数で一層密度があがる。というのは一般に電力需要が増えて(これはレーダーに当てはまる)アンテナの幅を狭くできるからである。エネルギが不十分で前記アンテナの背部以外の部材のどこか他の場所にセルを追加した場合には、電力転送接続を制限し、前述の全電子メッシュ概念を保持するために、こうしたセル領域を接触させ前記アンテナの一方の側に接して配置するのが好ましい。 単一パスレーダー干渉計通信への適用単一パスレーダー干渉計は主に形状データを確保するために意図されており、 2つの隔置されたアンテナから同時に2つの映像を形成する。 1方のアンテナが送信し、両方で受信する。データの精度は、波長に対する、速度ベクトルに垂直な2つのアンテナにより形成された基線の長さに依存しているので、同じ衛星上のアンテナでは、干渉計は高周波数(XまたはC帯域)のみで実現可能であり、 アンテナ基線は10mまたは15mを越える。干渉計通信を本発明のレーダー衛星に追加するのは単純なことである。第2の受信専用アンテナは一般に単一パネル14である。というのは(アンテナの幅を定める)入射角の値が大きいときの動作を求める必要はないからであり、さらにアンテナの背部の太陽発電器の要求は、アンテナが受信専用アンテナという事実により飛躍的に削減でき、電力の消費はほとんどまたは全くなくなる。高周波数専用通信の場合では、このパネル14は、視野をふさがないように適用され(モジュール用の太陽発電器を保持する場合のある)パネル14aと重力勾配用に特別に導入された他の複数のパネル14aの間に追加される。前記他のパネル14 aがない場合または数が十分でない場合、必要な基準高を得るために他のパネルが追加される。多周波数通信の場合には、干渉計の通信は全体的にただ1つの高周波数にしか関連しておらず、干渉計受信パネル14と前記高周波数の主アンテナを部材11の対抗端部に配置するが、両者は、視野をふさがないように適用されたパネル14aにより機器モジュールから分離されている。この様にして獲得された干渉計基線は、必要なら、さらに非機能パネル14aを追加することで延長可能である。干渉計機能の導入による影響を抑制するためには、モジュールの太陽発電器と干渉計受信アンテナの機能を1つの同じパネル14aに組み込むことができる。干渉計受信アンテナの消費電力が極めて低いので、モジュールの発電器機能が維持され、受信アンテナの視野をふさがないようにする準備の必要はない、というのは必要な幅が1パネル未満の場合には、受信アンテナを最小値の入射角でねらう必要はないし、受信アンテナはパネルの上方部、したがって、より露呈した部分しか占有しないからである。このことは、極めて高い周波数が使用されない場合にはとくにあてはまる。このようにして、干渉計機能はわずかな価格で追加される。これに対して、従来の衛星では、端部の受信アンテナを保持するための専用の展開可能なマストを導入する必要がある。 国際協力状況における共有および均衡動作宇宙空間の国際協力は、それが継続するとすれば、開発だけでなく動作においても様々な国々の役割の公平な共有を保証しなければならない。残念ながら、遠隔探知システムでは、主要動作タスク、すなわちプログラミングを集中管理して、衝突することなく需要の最適な管理を保証し、衛星の統合性を保護しなければならない。これは、衛星制御センタと共に領土に通信プログラムセンタを保持する役割を当然担うことになる主要パートナーがいない場合には解決できない問題を引き起こす。というのは、衛星制御センタは一般にプログラミングセンタから分離させることができないからである。 INTELSAT型通信衛星に採用されたのと同じ方式で(リピーターまたはビームの貸与)ステーションの視程の円により区切られた領域の映像化のための衛星の使用制御を各パートナーが行う方式はこれまで実現されなかった。軌道の一部の資源を使用すると常にそれらの可用性に影響を及ぼすので、集中管理協力は必要不可欠である。最適な遠隔探知では、照準方向を変えるときの時間遅延は極めて長くなり(衛星または鏡の再方向付けは可能であるが)、現代の機敏なレーダーでは、問題は、バッテリを充電する時間、送信器オン/オフ制限、機器ユニットの熱条件制限である。部材11用のエネルギ自給オプションを採用することで、図4およびそれ以後の図に示すような衛星の理論により、食と食との間はレーダーの連続動作が可能になる。この地理的な共有方式において、集められたデータはボードには記憶されないで、地上ステージョンにリアルタイムで再送信される(記憶および送信機能は使用しない)ので、衛星共有の問題は、パートナー間の視程の円の単純な分散や、プログラムやデータ獲得における各自給や決定権の保証に還元できる。しかし、衛星へのアクセスを地理的に区分する新しい機能は、各パートナーがその区分で衛星の制御を保持するには十分ではない。衛星を管理しその状況を保護する共通の要求を準備する必要もある。この接続で注意すべきことは、部材1 1の全電子メッシュ・アーキテクチャがプログラミングによる障害に対して強くなる。高周波モジュールと太陽セルの対応するブロックから構成された各基本機能ユニットはセルにより供給されるエネルギのほぼすべてをユニット内部に放散しなければならない。これは前記ユニットが太陽セルと電子部品の現状により左右される唯1つの熱状況の元にあるようにする全体に対する機能面での貢献およびユニットの活動およびプログラム状況から独立している。部材11には冗長性はないが、障害に関連する性能の漸進的な劣化または基本機能ユニットの劣化を被るだけである。各パートナーは、劣化処理に影響を及ぼすことなく(障害伝播処理なし)(非作動されるユニットと形成するアンテナ図方法の選択により)こうした劣化を管理する最適の方法に同意する。映像のリアルタイムのプログラミングおよび部材11と映像制作型の技術動作(土地の幅、波形、解像度、入射角)以外に、各パートナーはその局所要求や親和性に応じてレーダー専門技術を開発し配備可能である。機器モジュールに統合された積載の一部は連続電力源からも恩恵を受けるが、アンテナ形成部材11は多数の同一の機能ユニットの累積により構成されたものではない。利用技術の作動回路構成のレベルは低いし(電子管なし、機構なし、構成上の遅延なし)機能の大きさが削減されるので、各パートナーにより交換可能に活動化される削減されたスイッチの周りのブロックの冗長システムを実現できる。この様にして、共有の概念は全積載に拡大可能である。衛星の動作には、地上からの制御を必要とする軌道制御機能(軌道維持並びにパネル配列のおおまかな姿勢の維持)が必然的に伴う。積載物の使用に影響されることなく、こうした機能は、他方で、すべてのパートナーにめったに影響を及ぼすわけではないアクセスをほぼ予想して制限することができる(たとえば、安定時間および方法)。こうした機能は集中管理され、パートナーに知らせるかパートナーとの相互連絡することなく動作して充電される単一のエージェンシーに任せてある。前述の共有方法は可能なかぎり最も静的なモードで説明されており、相互接続と相互依存性(軌道弧または適用範囲の共有)のすべての除去と、多数の小さなパートナーを含む軌道プログラムを一層容易にすることから受けられる利点を示している。他の一致はこの基礎で実現可能である。個別または一般化といったパートナー間のより緊密な一致は、弧の動的配分、記録映像に応答する中心パートナーの導入および未指定弧または局所パートナーによるオンボードメモリの管理である。重要なことは、共有の概念がエネルギ資源の偏在に第1に関連していることに注意すべきである。このことは、太陽発電器を過大に評価して重い機器モジュールを使用し、重い打上げシステムに至ることで従来の衛星でも達成可能である。図4と以後の図に示すような衛星の利益は内在的なもので、コストゼロで獲得できる。

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