[发明专利]卫星通信系统

说明书

本发明涉及具有大面积信号覆盖的卫星通信系统。本发明具体地，但不是专门地涉及例如可在卫星播叫系统中应用的卫星通信系统。

目前正使用的卫星播叫系统包含一个装在同步轨道卫星上的固定方位的天线。通常在这样的系统中，天线及其波束方向图皆是固定的，以使信号波束的斑点或者“足迹”只覆盖着卫星可见到的地球的那一部分;其面积约为地球表面的三分之一。

天线所发送的信号在地平面的强度在所覆盖的区域是相当均匀的;但是，信号强度很微弱。这就产生一个问题，甚至对于最大功率的同步卫星，由于地平面信号强度太微弱，以致不能考虑室内的播叫覆盖。例如，对于辐射功率为400瓦的同步卫星，采用POCSAG规程，以每秒512比特的比特速率工作的现有的、有选择能力的调用播叫接收机只有2dB的信号裕度;这就是说，在地面上，平均信号强度只是在使呼叫装置工作的最小电平之上2dB。一种解决办法就是应用60波特或者更小的低比特速率的信号，以减小播叫接收机的带宽。然而，这就导致播叫系统由于其可服务的用户较少而相当昂贵和不实用。也就是说，低比特速率仅能支持小容量的播叫业务。

因此，本发明的目的在于提供一种改进了的、克服了以上缺点或者至少减轻了以上不足的卫星通信系统。

据本发明，所提供的卫星信号系统包括：一个地面站，用于接收来自地面播叫终端的播叫信号;一台上行线路发射机和天线用于将播叫信号和控制信号发送到卫星上去;绕地球轨道的卫星;用于接收播叫信号和控制信号而安装在卫星上的行线路接收机;与可控波束的天线相偶合的下行线路射频发射机，卫星装有控制下行线路天线波束方位的系统，当将播叫信号发送到地球时，天线波束按预定顺序指向地球上的许多地点。

还应知道，由于天线设置得能按预定顺序运动，因此信号波束就能顺序地指向特定的地理区域，从而使得天线能对很大的范围进行扫描，这就提供了对大陆或者全球的覆盖。

在本发明的其它方面，该系统中的播叫接收机含有电池节约器电路，该电路可使接收机通-断转换操作与下行线路波束的运动实现同步，这样，接收机只有当波束正向播叫器的所在区域发送信号时才“通”或者处于完全运行状态。

现借助实施例并参看附图，来描述本发明的卫星通信系统。

图1是已有技术卫星播叫系统的简图。

图2是根据本发明的卫星播叫系统的简图。

图3是说明本发明的卫星播叫系统工作原现的简图。

图4是说明卫星波束工作过程的流程图。

图5A-5C是说明由本发明的卫星播叫系统发送的各基群信号的简图。

图6是适于和本发明的卫星播叫系统一起使用的典型播叫接收机的方框图。

图7A-7B是说明图6所示播叫接收机中电池节约器电路工作过程的定时图。

图8A-8B是说明图6中播叫器工作过程的流程图。

首先参看图1，已有技术的卫星播叫系统又包含一台装在绕地球8同步轨道运行的卫星6上的固定天线4，该天线4的工作受卫星6控制。

天线4的安装要使得由该天线4所发送的信号波束10（它的周边线用虚线9和11表示）有一个波束区域，该区域覆盖着卫星4见到的地面表面的那一部分。该波束通常是聚光灯式波束。如上所述，由于在地球表面上的信号强度十分微弱，除将数据速率降低到大约60波特或更低之外，该卫星播叫系统不能提供室内的呼叫覆盖。

来自地面终端31的播叫信号，经天线33被发送到卫星6上的接收天线30。它由射频（RF）上行线路32表示。

现在再来参看图2，为了克服上述问题，按照本发明的最佳实施例的卫星播叫系统20包含一台可动或可控的天线22，该天线装在绕地球26的同步轨道运行的卫星24上。可动天线的运动或动作受卫星24控制。

安装可动天线22使所发送的信号波束27（用图2中的虚线21和23表示）有一相当小的波速区域，在本实施例中，该波束区域为斑区28，从而在地球表面上，提供足够的、考虑到室内的播叫覆盖的信号强度。由于地面信号强度近似地按在地球上的波束半径的二次方变化，将半径从8000哩减少到原来的十分之一，即800里，将提供大于100倍，或20dB的地面信号。例如，带有400瓦的有效辐射功率（ERP）和800哩的斑区波束直径的同步卫星，将产生高于512波特POCSAG信号门限22dB的地面信号强度。这对于提供好的室内的播叫覆盖是足够的。