面站點的至少兩個相應的地面光學望遠鏡。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，給定衛(wèi)星的所述上行/下行鏈路望遠鏡中的一個或多個被設置為使用光學信標追蹤所述給定地面站點的至少兩個相應的地面光學望遠鏡。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述給定衛(wèi)星的單個上行/下行鏈路望遠鏡被設置為使用圓極化或光譜多樣性追蹤所述給定地面站點的所述至少兩個相應的地面光學望遠鏡。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，四個衛(wèi)星間光學望遠鏡被用于分別與兩個最近的鄰近衛(wèi)星和兩個下一個最近的鄰近衛(wèi)星進行光通信，所述兩個最近的鄰近衛(wèi)星分別位于兩側，并且所述兩個下一個最近的鄰近衛(wèi)星分別位于兩側。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，用于最近的鄰近衛(wèi)星的每個光學望遠鏡包括約為15cm的光圈直徑，用于下一個最近的鄰近衛(wèi)星的每個光學望遠鏡包括約為30cm的光圈直徑。
8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每個所述衛(wèi)星間望遠鏡都包括約為30cm的光圈直徑。
9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個衛(wèi)星的衛(wèi)星群被發(fā)射到共同的中地球軌道(MEO)赤道軌道平面中。
10.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個衛(wèi)星的衛(wèi)星群包括多個中地球軌道(MEO)衛(wèi)星和一個或多個地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述多個MEO衛(wèi)星中的每一個均包括一個或多個GEO鏈路望遠鏡，所述GEO鏈路望遠鏡具有足夠大有效范圍，使得至少一個MEO衛(wèi)星始終能夠與所述GEO衛(wèi)星中的任何一個通信。
12.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個衛(wèi)星的衛(wèi)星群包括多個中地球軌道(MEO)衛(wèi)星和一個或多個低地球軌道(LEO)衛(wèi)星。
13.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每個所述衛(wèi)星間光學望遠鏡都包括束轉向鏡，以補償每個所述衛(wèi)星間光學望遠鏡的抖動以及軌道差異。
14.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每個所述上行/下行鏈路光學望遠鏡都包括雙向內部轉向鏡，以保持對所述給定地面站點的所述至少兩個相應的地面光學望遠鏡的追足示O
15.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每個所述上行/下行鏈路光學望遠鏡被設置為利用密集光波復用(DWDM)提供與每個地面站點至少10Gbps帶寬的雙向鏈接。
16.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每個所述上行/下行鏈路望遠鏡都包括約為1cm的光圈直徑。
17.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個上行/下行鏈路光學望遠鏡為在每個衛(wèi)星上的用萬向鏡固定或具有定天鏡的望遠鏡，以追蹤地面站點。
18.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個衛(wèi)星中的每一個還包括用于對所述輸出的光信號進行放大的一個或多個主激光器。
19.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個衛(wèi)星中的每一個都包括能夠對所述輸出的光信號進行再放大的多個放大器鏈。
20.—種在多個衛(wèi)星的衛(wèi)星群中進行自由空間光通信的方法，所述方法包括以下步驟: 使用在所述多個衛(wèi)星中的每一個中的多個衛(wèi)星間光學望遠鏡與多個鄰近衛(wèi)星進行光通信； 使用在所述多個衛(wèi)星中的每一個中的多個上行/下行鏈路光學望遠鏡與多個地面站點進行光通信，每個地面站點都具有兩個或更多個地面光學望遠鏡；和 通過給定衛(wèi)星追蹤給定地面站點的至少兩個相應的地面光學望遠鏡，并且向與所述給定衛(wèi)星具有最清晰視線的地面光學望遠鏡發(fā)送數(shù)據(jù)，其中所述多個衛(wèi)星中的每一個在不將所述光信號轉換為電信號的情況下對輸入和輸出的光信號進行光學處理和轉換。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，還包括: 通過每個衛(wèi)星間光學望遠鏡使用圓極化或光譜多樣性提供雙向光信號路徑。
22.根據(jù)權利要求20所述的方法，還包括: 通過所述給定衛(wèi)星的所述上行/下行鏈路望遠鏡中的一個或多個追蹤所述給定地面站點的至少兩個相應的地面光學望遠鏡。
23.根據(jù)權利要求20所述的方法，還包括: 使用四個衛(wèi)星間光學望遠鏡與兩個最近的鄰近衛(wèi)星以及兩個下一個最近的鄰近衛(wèi)星進行光學通信，其中所述兩個最近的鄰近衛(wèi)星分別位于兩側，所述兩個下一個最近的鄰近衛(wèi)星位于兩側。
24.根據(jù)權利要求20所述方法，其中，所述多個衛(wèi)星的衛(wèi)星群被發(fā)射到共同的中地球軌道(MEO)赤道軌道平面中。
25.根據(jù)權利要求20所述方法，其中，所述多個衛(wèi)星的衛(wèi)星群包括多個中地球軌道(MEO)衛(wèi)星以及一個或多個靜止地球軌道(GEO)衛(wèi)星或低地球軌道(LEO)衛(wèi)星。
26.—種自由空間光通信系統(tǒng)，包括: 多個衛(wèi)星的衛(wèi)星群，所述多個衛(wèi)星中的每一個衛(wèi)星都包括:多個衛(wèi)星間光學望遠鏡，所述多個衛(wèi)星間光學望遠鏡用于與多個鄰近衛(wèi)星光通信； 多個上行/下行鏈路光學望遠鏡，所述多個上行/下行鏈路光學望遠鏡用于與多個地面站點光通信，其中所述多個衛(wèi)星中的每一個都包括光回路，所述光回路用于在不將所述光信號轉換成電信號的情況下對輸入和輸出的光信號進行光學處理和轉換。
27.根據(jù)權利要求26所述的系統(tǒng)，其中，每個衛(wèi)星間光學望遠鏡能夠調節(jié)該衛(wèi)星間光學望遠鏡的傾斜角度，以適應所述衛(wèi)星群中衛(wèi)星數(shù)量的變化。
28.根據(jù)權利要求26所述的系統(tǒng)，其中，當所述衛(wèi)星群通過給定地面站點時，給定衛(wèi)星的所述上行/下行鏈路望遠鏡中的一個或多個被設置為追蹤所述給定地面站點的至少兩個相應的地面光學望遠鏡，并且向與所述給定衛(wèi)星具有最清晰視線的地面光學望遠鏡發(fā)送數(shù)據(jù)。
29.根據(jù)權利要求26所述的系統(tǒng)，其中，給定衛(wèi)星的所述一個或多個上行/下行鏈路望遠鏡被設置為連續(xù)且實時地追蹤所述給定地面站點的至少兩個相應的地面光學望遠鏡。
30.根據(jù)權利要求26所述的系統(tǒng)，其中，給定衛(wèi)星的所述一個或多個上行/下行鏈路望遠鏡被設置為使用光學信標追蹤所述給定地面站點的至少兩個相應的地面光學望遠鏡。
31.根據(jù)權利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述給定衛(wèi)星的單個上行/下行鏈路望遠鏡被設置為使用圓極化或光譜多樣性追蹤所述給定地面站點的所述至少兩個相應的地面光學望遠鏡。
32.根據(jù)權利要求26所述的系統(tǒng)，其中，四個衛(wèi)星間光學望遠鏡分別用于與兩個最近的鄰近衛(wèi)星及兩個下一個最近的鄰近衛(wèi)星進行光通信，其中所述兩個最近的鄰近衛(wèi)星分別位于兩側，所述兩個下一個最近的鄰近衛(wèi)星分別位于兩側。
33.根據(jù)權利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述多個衛(wèi)星的衛(wèi)星群被發(fā)射到共同的中地球軌道(MEO)赤道軌道平面中。
34.根據(jù)權利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述多個衛(wèi)星的衛(wèi)星群包括多個中地球軌道(MEO)衛(wèi)星以及一個或多個地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星或低地球軌道(LEO)衛(wèi)星。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自由空間光通信系統(tǒng)(100)和方法，包括多個衛(wèi)星(102)的衛(wèi)星群。每個衛(wèi)星都包括：多個衛(wèi)星間光學望遠鏡(204)，用于與多個鄰近衛(wèi)星進行光通信，每個衛(wèi)星間光學望遠鏡能夠調節(jié)其傾斜角度以適應衛(wèi)星群中衛(wèi)星數(shù)量的變化；和多個上行/下行鏈路光學望遠鏡(206)，用于與多個地面站點進行光通信，其中每個地面站點具有多個地面光學望遠鏡。當衛(wèi)星群通過給定地面站點時，給定衛(wèi)星的上行/下行鏈路望遠鏡中的一些望遠鏡被設置為追蹤給定地面站點的至少兩個相應的地面光學望遠鏡，并向與給定衛(wèi)星具有最清晰視線的地面光學望遠鏡發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，每個衛(wèi)星都包括光回路(208,210,212,216)，用于在不將光信號轉換為電信號的情況下對輸入和輸出的光信號進行光學處理和轉換。
【IPC分類】H04B10-118
【公開號】CN104662820
【申請?zhí)枴緾N201380047956
【發(fā)明人】G·D·科爾曼, C·T·小黑斯廷斯, D·史密斯, J·F·希爾尼
【申請人】雷神公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年5月10日
【公告號】EP2873172A2, US8913894, US9077449, US20140016941, US20150071645, WO2014025426A2, WO2014025426A3, WO2014025426A8