[发明专利]移动通信卫星有效负载

权利要求书

1.一种与通信系统配用的卫星有效负载，所述有效负载是具有带多个接收元件和接收功率放大装置的相控接收天线阵、第一波束形成装置、地面站通信装置、第二波束形成装置和带多个发射元件和发射功率放大装置的第二波束形成装置的那样一种有效负载，其特征在于，它包括：

具有n个接收元件的相控接收天线阵，用以接收第一频带范围内的射频信号；

第一束形成装置，其一个输入与所述n个接收元件中每一个相连，用于从由所述相控接收天线阵接收的射频信号中形成m个上行线路波束，其中n大于1，而m小于n；

地面站通信装置，该装置具有与所述第一波束形成装置的输出相耦合的输入，用于将所述m个上行线路波束转换为第二频带范围内的射频信号和将射频信号发射至地面站和从地面站接收射频信号，所发射和接收的射频信号在所述第二频带范围内；

第二波束形成装置，该装置具有与所述地面站通信装置的输出相耦合的输入，用于从所述地面站接收到的射频信号形成m个下行线路波束，所述m个下行线路波束在第三频带范围内形成；

具有n个发射元件的相控发射天线阵，用于将所述m个下行线路波束作为所述第三频带范围内的射频信号发射，每个所述发射元件有与之相关联的功率放大装置，每个所述功率放大器装置的输入与所述第二波束形成装置的输出相耦合，而其输出与其中一个所述发射元件相耦合，其中各所述n个发射元件给各所述m个下行线路波束发射射频能；

其中各所述m个上行线路波束具有对应的下行线路波束，它照射所述上行线路波束的同一发源部位，且所述相应的所述下行线路波束其中之一的功率级是所述上行线路波束的功率级的函数。

2.根据权利要求1的卫星有效负载，其特征在于，所述第一频带在L波段范围内，所述第二频带在C波段范围内，所述第三频带在S波段范围内。

3.根据权利要求1的卫星有效负载，其特征在于，所述n个接收元件中每一个有与之相耦合的多个接收放大器。

4.根据权利要求3的卫星有效负载，其特征在于，每个所述接收放大器的输入与一个所述接收元件的自由空间相耦合。

5.根据权利要求1的卫星有效负载，其特征在于，每个所述功率放大器的输出与一个所述发射元件的自由空间相耦合。

6.根据权利要求1的卫星有效负载，其特征在于，

所述第一波束形成装置包括：

n个功率分配器，各功率分配器有m个输出端，且一个输出端耦合到所述n个接收元件的一个输出端上；和

m个上行线路波束形成装置，各装置有m个输入端和一个输出端，各所述m个输入端耦合到各所述n个功率分配器的所述m个输出端之一上；且

所述地面站通信装置包括：

m个第一频率变换装置，各装置的一个输入端耦合到所述m个上行线路波束形成装置其中之一上，各所述m个第一频率变换装置的一个输出端供提供第二频带范围内的射频信号；

用以将所述m个频率变换装置的所述输出合并和发射m信道RF信号至地面站的装置，所发射的RF信号在所述第二频带范围内；

用以从地面站接收m信道RF信号的装置，所接收的RF信号在第二频带范围内；

m个第二频率变换装置，每个装置有与所述地面站接收装置的输出相耦合的输入，所述m个第二频率变换装置的每一个对所述接收到的m个信道中的一个作出响应，并具有用于提供第三频带范围内RF信号的输出；

所述第二波束形成装置包括：

m个下行线路波束形成装置，每个装置的具有与所述m个第二频率变换装置之一个的输出相耦合的输入；

n个功率组合器，每个组合器有用于与所述m个下行线路波束形成装置的输出相耦合的m个输入和一个与所述相控阵发射天线的所述n个发射元件之一耦合的输出。

7.根据权利要求6的卫星有效负载，其特征在于，所述第一频带在L波段范围内，所述第二频带在C波段范围内和所述第三频带在S波段范围内。

8.根据权利要求6的卫星有效负载，其特征在于，所述n个接收元件的每一个至少有一个与之相连的接收放大器，而每个所述接收放大器的输入与一个所述接收元件的自由空间相耦合。

9.根据权利要求6的卫星有效负载，其特征在于，所述n个发射元件的每一个至少有一个与之相耦合的发射放大器，每个所述发射放大器的输出与所述发射元件之一的自由空间相耦合。