リピーターの設計及び検証ツール
【課題】リピーターの物理的モデルをテストする必要なしに、様々な異なるコンポーネントでリピーターの性能を解析することができるリピーターシステムを設計する、また開発するシステム及び方法を提供する。
【解決手段】リピーターパスの性能は、送信地上局、受信地上局のパラメータ、及びリピーターパスのリピーターコンポーネントのうちの少なくとも一つの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータを識別することによって予測可能である。コンポーネント性能パラメータ、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及びリピーターの予測性能はグラフィカルユーザーインターフェースを介して通信及び／又は表示することができる。
【解決手段】リピーターパスの性能は、送信地上局、受信地上局のパラメータ、及びリピーターパスのリピーターコンポーネントのうちの少なくとも一つの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータを識別することによって予測可能である。コンポーネント性能パラメータ、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及びリピーターの予測性能はグラフィカルユーザーインターフェースを介して通信及び／又は表示することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して通信システムに関し、さらに具体的には、リピーター構成を設計し、検証するシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信システムにおいて、衛星などのリピーターは、地上局から信号を受信し、受信した信号を別の地上局に転送することができる。この信号は、特定量の信号電力で、地上局から最初に送信される。地上局からアップリンク上のリピーターへ信号が最初に送信され、リピーターによって信号が処理され、ダウンリンク上の受信地上局に転送される間に、信号電力の一部が消費される。加えて、リピーターに含まれうる一又は複数の増幅器によって信号に電力を追加することができる。
【０００３】
理想的なのは、信号が所望の信号品質を有するように、信号が十分な電力を有して受信地上局において受信されることである。さらに、ダウンリンク前に信号の電力を増幅させるのに消費する電力等の、リピーターによって費やされる電力量を最小限に抑えることが一般的に望ましい。同様に、リピーターによって信号が処理されている間に起りうる信号電力の損失を最小限に抑えることが一般的に望ましい。
【０００４】
リピーターシステムの設計及び開発において、開発者は例えば非限定的に、フィルタ、マルチプレクサ、増幅器、及び他のコンポーネントを含む、様々な異なるリピーターのコンポーネントを組み入れることができる。各コンポーネントは、それに関連する損失と増幅度を有し、これらは信号がリピーターによって処理される際の信号電力の増幅度と損失に影響する。さらに、同じ構成を有し、同じメーカーによって製造可能なコンポーネントは、異なる増幅度、損失及びノイズ値等の異なる性能特性を有する場合がある。
【０００５】
この点について、同一のコンポーネントを有する同一の構成を有するリピーターシステムは、リピーターコンポーネントの個々の増幅度又は損失の累積的影響のために、異なる性能特性を呈する場合がある。リピーターのコンポーネントの累積的影響により、特定のリピーターの動作特性が設定された動作特性から外れ、リピーターの再検査後に、物理的モデルのコンポーネントの交換に高い費用及び多大な時間が要求されうる。このシナリオは、リピーターが仕様の範囲内において動作することを可能にするコンポーネント一式がリピーターに含まれるまで、反復プロセスにおいて繰り返されうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、リピーターの物理的モデルをテストする必要なしに、様々な異なるコンポーネントでリピーターの性能を解析することができるリピーターシステムを設計する、また開発するシステム及び方法が技術的に必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
リピーターシステムの設計及び開発に関する上記ニーズは、本発明によって対処し緩和される。本発明は、一実施形態において、リピーターパスを評価する方法を提供し、この方法は、送信地上局及び受信地上局のパラメータを識別し、リピーターパスにおける少なくとも一つのリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含むコンポーネントの性能パラメータを識別するステップを含む。本方法はさらに、リピーターパスのリピーター性能を、送信及び受信地上局のパラメータの関数、及び少なくとも一つのリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネントの性能パラメータの関数として予測することを含むことができる。本方法はさらに、リピーターコンポーネントの少なくとも一つの増幅度、損失及びノイズ指数を含むコンポーネントの性能パラメータ、送信及び受信地上局のパラメータ、及びリピーターの予測性能を通信することを含むことができる。本方法はさらに、コンポーネントの性能パラメータの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを調節して、リピーターの予測性能が、リピーターの所望の性能の所定の範囲内に収まるようにすることを含むことができる。
【０００８】
さらなる実施形態では、曲管リピーターパスの性能を判断する方法が開示されており、この方法は、入力端部及び出力端部を有するリピーターパスの物理的モデルを提供し、リピーターパスのリピーター性能を、送信地上局及び受信地上局のパラメータの関数、複数のリピーターのコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネントの性能パラメータの関数として予測するステップを含む。本方法は、入力及び出力端部それぞれにおけるリピーターの入力電力レベルとリピーターの出力電力レベルを計算し、予測されるリピーターの性能に対応させることを含むことができる。合成テストＲＦ信号を入力端部に適用することができる。テストＲＦ信号の大きさは、計算したリピーターの入力電力レベルにほぼ等しいものであってよい。本方法はさらに、出力端部に連結されたダウンリンク電力計を使用して、テストＲＦ信号の適用への応答におけるリピーターの出力電力レベルを測定することを含むことができる。本方法はさらに、測定されたリピーターの出力電力レベルと、計算されたリピーターの出力電力レベルとの差に基づいて実際のリピーターの性能を判断することを含むことができる。
【０００９】
さらなる実施形態において、軌道上の宇宙船の曲管リピーターパスを評価する方法が開示されている。本方法は、送信及び受信地上局のパラメータ、及びリピーターパスに含まれるリピーターのコンポーネントの性能パラメータを識別するステップを含むことができる。本方法はさらに、軌道上の宇宙船からテレメトリーデータを受信し、このテレメトリーデータにはリピーターの実際の性能が含まれており、リピーターの実際の性能に関連するアップリンクの実際の等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）、及びアップリンクの実際の大気損失を識別することを含むことができる。アップリンクの予測ＥＩＲＰ、及びアップリンクの予測大気損失は、アップリンクの実際のＥＩＲＰと、アップリンクの実際の大気損失と実質的に等しくなるように調節することが可能である。本方法は、リピーター性能を、リピーターコンポーネントの性能パラメータ、送信及び受信地上局、及び調節されたアップリンクの推定ＥＩＲＰ及び調節されたアップリンクの推定大気損失の関数として予測することを含むことができる。本方法はまた、リピーターの予測性能及びリピーターの実際の性能との差を計算し、次にリピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータを、リピーターの予測性能とリピーターの実際の性能との差が所定範囲内になるまで調節することを含むことができる。
【００１０】
また、リピーターパスを評価するシステムも開示されており、このシステムは、システムマネージャ、性能計算機、及びグラフィカルユーザーインターフェースを含むことができる。システムマネージャは、一又は複数の送信地上局及び受信地上局、及びリピーターパスにおける一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含む、一又は複数のリピーターコンポーネントの性能パラメータの複数の個々のパラメータを取得するように構成することができる。性能計算機はシステムマネージャと通信していてよく、リピーターパスのリピーターの予測性能を、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及び一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つの関数として計算するように構成することができる。グラフィカルユーザーインターフェースは、一又は複数の送信地上局及び受信地上局のリアルタイムに予測される個々の性能パラメータ、及び一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを表示することができる。グラフィカルユーザーインターフェースにより、送信地上局及び受信地上局の複数の個々のパラメータのうちの少なくとも一つと、増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのリピーターコンポーネントの性能パラメータの再構成を可能にして、リピーターの予測性能をリピーターの所望の性能の所定範囲内に入るようにすることが可能である。
【００１１】
説明した特徴、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態において個別に達成することができる、または下記の説明及び図面を参照することによってさらに詳細を理解することができる更に別の実施形態と組み合わせることができる。
【００１２】
本発明のこれらの特徴及び他の特徴は、添付の図面を参照することによりさらに明らかとなる。図面全体において同じ番号は同じパーツを指している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】リピーター宇宙機と、アップリンク及びダウンリンクの電波到達範囲を示す概略図である。
【図２】宇宙機に組み込むことができるリピーターパスの実施形態の概略図である。
【図３】リピーターパスのコンポーネントのパラメータを入力するためのシステムマネージャの実施形態の図である。
【図４】リピーターパスを評価するためのグラフィカルユーザーインターフェースの実施形態の図である。
【図５】リピーターパスを評価する手順に含むことができる一又は複数の操作の実施形態の図である。
【図６】リピーターパスの物理的モデルの性能を判断する手段に含むことができる一又は複数の操作の実施形態の図である。
【図７】軌道上のリピーターの性能を評価する手順に含むことができる一又は複数の操作の実施形態の図である。
【図８】リピーターパスのリピーター性能を予測する手順の一又は複数の操作を実行するためのリピーターパス評価システムの実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の様々な好適な実施形態を示す目的で記載された図面をここで参照する。図１に示すのは、アップリンク信号２０及びダウンリンク信号２４をアップリンクパス１８及びダウンリンクパス２２に沿って送信し、地球１４の一部においてダウンリンク電波到達範囲１６を画定する宇宙機３４の概略図である。宇宙機３４は、曲管リピーター３６として構成可能であるリピーターパス３８を画定するリピーター３６を組み込むことができる。リピーターパス３８は、一又は複数の送信地上局２６から無線周波（ＲＦ）信号を受信して、ＲＦ信号を一又は複数の受信地上局３０に再送信するように構成可能である。
【００１５】
リピーターパス３８は、本明細書に開示されるような評価システム１００（図３）を使用して、設計、開発及び評価することができる。評価システム１００は、図３に示すものと同様のシステムマネージャ１０２を含むことができ、このシステムマネージャ１０２は図４に示すものと同様のグラフィカルユーザーインターフェース２００（ＧＵＩ）に連結することが可能である。評価システム１００はリピーターパス３８（図１）を形成するリピーターコンポーネント４６（図２）の個々の値又は性能パラメータを調節して、リピーターパス３８（図１）のリピーターの予測性能２０８（図４）への影響を評価することができる手段を提供するため、有利である。加えて、図１に示す送信地上局２６及び受信地上局３０のパラメータを調節して、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８（図４）への影響を評価することができる。例えば、リピーターの予測性能２０８の測定値には、受信地上局３０へダウンリンク方向にＲＦ信号を送信する際にリピーター３６（図１）の送信アンテナによって発信される出力レベルを含むことができる。リピーターの送信アンテナによって放射される出力は、等価等方放射電力（ＥＩＲＰ）として定義することができ、ダウンリンク方向に沿ってリピーターの送信アンテナによって発信される信号の強度又は大きさを表しうる。
【００１６】
ある実施形態では、評価システム１００（図３）と本明細書に開示された方法により、リピーターパス３８（図１）の性能を予測して、リピーターパスの所望の性能と比較しやすくすることができる。図２に示すように、リピーターパス３８は、各々個々のコンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）を有するリピーターコンポーネント４６を含むことができる。リピーターコンポーネント４６（図２）の例えば増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及びノイズ温度１１４（図３）等のコンポーネントの性能パラメータ１１０を識別する又は取得することができ、図３のシステムマネージャ１０２に入力することができる。所定のリピーターパス３８構成のリピーターコンポーネント４６のコンポーネント性能パラメータ１１０を識別し、システムマネージャ１０２（図３）にロードした後で、グラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）を介してリピーター３６の性能を予測する及び通信する又は表示することができる。
【００１７】
コンポーネントの性能パラメータ１１０は、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００を使用して、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８（図４）が望ましいリピーターパス性能の所定範囲内に収まるまで調節することができる。例えば、リピーターパス３８は、送信地上局のアンテナ２８（図１）によってアップリンクパス１８（図１）に沿って送信されたアップリンク信号２０（図１）を受信するためのリピーター受信アンテナ４４（図１）を有することができる。リピーター受信アンテナ４４は、リピーターの受信アンテナ４４がアップリンク信号２０を受信した時に、リピーターの受信アンテナ４４によるアップリンク信号２０に与える増幅を示す増幅度パラメータを含む、リピーターの受信アンテナパラメータ１２０（図３）を有することができる。
【００１８】
図４を簡単に参照すると、グラフィカルユーザーインターフェース２００は、リピーターコンポーネント４６の増幅度１１６（図３）及び／又は他のコンポーネント性能パラメータ１１０(図３)を調節して、下記に詳細説明を記載するように、予測されるダウンリンクの等価等方放射電力（ＥＩＲＰ）３０４（図４）及び／又は予測される増幅度対ノイズ温度の比率（「Ｇ／Ｔ」）２９０（図４）、及びリピーターパス３８の他のパス性能パラメータ３８への影響を評価するための手段を提供する。アンテナの増幅度対ノイズ温度の比率（「Ｇ／Ｔ」）において、「Ｇ」はアンテナの増幅度を表し、「Ｔ」はアンテナのシステムノイズ温度を表す。
【００１９】
加えて、評価システム１００（図３）及び方法は、評価システム１００を使用してリピーターパス３８を設計及び開発中に定義された同じコンポーネント性能パラメータ１１０を有し得るリピーターコンポーネントから成るリピーターパス３８（図１）の物理的モデルの動作特性を検証する手段を提供する。さらに、本明細書に開示された評価システム１００及び方法は、評価システム１００を使用して、設計、開発及び地上テスト済みのリピーターパス３８を有する軌道上の衛星の性能を解析する手段を提供することができる。本明細書に開示された評価システム１００及び方法は、衛星のリピーター通信システム１０（図１）のリピーターパス３８の設計、開発及び評価（すなわちテスト）に限定するものではなく、非限定的に、任意の海洋、陸上、航空機搭載用又は宇宙ベースの通信システム又は上記システムの任意の組合せを含む、任意のＲＦ通信システムに適用することが可能であることに注目すべきである。
【００２０】
図２を参照すると、評価システム（図３）がリピーターの予測性能を計算することができる、リピーターパス３８の非限定的な実施形態を示している。図２に示すリピーターパス３８は、リピーター受信アンテナ４４（図４）を連結させることができる入力端部４０を含む。図２に示すように、入力テストカプラー４８及び出力テストカプラー６８はリピーターパス３８のそれぞれの入力端部４０及び出力端部４２に位置して、リピーターパス３８の物理的モデルのテスト及び検証をやりやすくすることができる。例えば、下記にさらなる詳細を記載するように、テスト機器をリピーターパス３８の入力端部４０及び出力端部４２に連結することができ、リピーター３６（図１）が利用可能になる前の地上テスト中に、入力端部４０（図４）においてリピーターパス３８に合成テストＲＦ信号２６０（図４）を適用し、出力端部４２（図４）において信号の強度を測定することができる。
【００２１】
さらに図２を参照すると、リピーターパス３８はリピーター受信アンテナ４４（図４）によって受信したアップリンク信号２０（図１）を処理するための一又は複数のリピーターコンポーネント４６を含むことができる。例えば、図２に示すように、テストカプラー４８を、リピーターパス３８に含まれていてよい送信阻止フィルタ５４（「ＴＲＦ」）に連結して、リピーター送信アンテナ（図示せず）によって送信される可能性があり、リピーター３６(図１)の動作を不利に妨げる可能性のある信号を阻止することができる。ＴＲＦ５４は、導波管５０又は他の好適な信号管路によって、入力テストカプラー４８に連結させることができる。リピーターパス３８はまた、リピーターの受信アンテナ４４が受信した信号を増幅する低ノイズ増幅器５６（「ＬＮＡ」）も含むことができる。ＬＮＡ５６はまた、導波管５０又は他の好適な装置によってＴＲＦ５４に通信可能に連結させることもできる。ＬＮＡ５６は、リピーターパス３８の入力端部４０近辺にＬＮＡ５６が位置する関係で、信号に入るノイズを最小限に抑えながら信号を増幅させることが好ましい。
【００２２】
図２に示すように、リピーターパス３８はさらに、リピーターの送信アンテナが信号を送信する前に、アップリンク周波数１３６（例：１１０００ＧＨｚ、図３〜４）からダウンリンク周波数１３８（例：１２０００ＧＨｚ、図３〜４）に信号周波数を変換するダウンリンク変換器５８（「ＤＣ」）を含むことができる。入力マルチプレクサ６０（「ＩＭＵＸ」）をリピーターパス３８に含めて、例えば高出力増幅器６４（「ＨＰＡ」）（図３〜４）等の一又は複数の増幅器が各通信路を増幅する前に、信号の帯域幅１４０（図３〜４）を異なる通信路に分離させることができる。
【００２３】
図２は、非限定的に、ＩＭＵＸ６０と進行波管６４（「ＴＷＴ」）増幅器の間にもまた含まれうるダイナミックリンク割当（「ＤＬＡ」）装置６２を含む追加のリピーターコンポーネント４６を示す。一実施形態では、ＨＰＡ(図３〜４)は一又は複数のＴＷＴ４６増幅器を含むことができるが、他のＨＰＡ構成も考えられる。ＴＷＴ４６増幅器を出力マルチプレクサ６６（「ＯＭＵＸ」）に通信可能に連結させて、リピーターの送信アンテナへ送る前に、通信路をダウンリンク周波数１３８（図３〜４）に再結合させることができる。先に示したように、リピーターパス３８（図２）に出力端部４２における出力テストカプラー６８を含めて、リピーター３６（図１）が利用可能になる前に、リピーターパス３８をテストすることができる。リピーターパス３８の上述した実施形態は、本明細書に開示された評価システム１００及び方法を使用して、設計、開発及び評価できる比較的幅広いリピーターパス３８構成のうちの一つの例であることに注目すべきである。
【００２４】
図３を参照すると、リピーターパス３８を形成するリピーターコンポーネント４６のパラメータを受信するように構成されたシステムマネージャ１０２の実施形態が示されている。システムマネージャ１０２は、例えば評価システム１００（図３）のユーザー等によって、コンポーネントの性能パラメータ１１０を入力しやすくなるように構成することができる。コンポーネントの性能パラメータ１１０の識別及びシステムマネージャ１０２へのロードにより、下に記すように、リピーターパス３８の性能の設計、評価及び／又は検証がやりやすくなる。さらに、図３のシステムマネージャ１０２により、送信地上局２６（図１）及び受信地上局３０（図１）のパラメータ２２８（図４）の入力をしやすくすることができる。上記したように、システムマネージャ１０２内に入力又は受信することができる、リピーターコンポーネント４６のコンポーネント性能パラメータ１１０の非限定的な実施例には、リピーターパス３８の所定のシステム構成１５８の一又は複数のコンポーネント４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及びノイズ温度１１４が挙げられ、また同様に、送信地上局２６及び受信地上局３０のパラメータ２２８、２３０が挙げられる。
【００２５】
図３を参照すると、システムマネージャ１０２により、リピーターパス３８の各段１０８における各コンポーネント４６の個々の損失１１２の入力がしやすくなり得る。段１０８は、リピーターパス３８におけるリピーターコンポーネント４６の位置として定義することができる。図３は、「損失２」として識別される段１０８を示し、ここにはコンポーネント４６がリストに記載され、所定のリピーターコンポーネント４６と関連しうる。例えば、「損失２」として識別される段１０８においては、リピーターコンポーネント４６は、ＴＲＦ５４と、ＴＲＦ５４に関連しうる様々なコネクタ、スイッチ、及び他の様々な品目を含むことができる。各リピーターコンポーネント４６の個別の損失１１２は、例えばメーカー等から入手することができ、評価システム１００のユーザー等がシステムマネージャ１０２に入力することができる。例えば、段１０８は「損失２」として識別される段を含むことができ、このリストには、送信阻止フィルタ５４が０．１５ｄＢの損失１１２を有することが表示されている。
【００２６】
図３にはリスト記載されていないが、システムマネージャ１０２に入力される損失１１２、増幅度１１６及びノイズ指数１１８はｄＢで、又は他の任意の好適な単位で表すことができる。段１０８において所定のリピーターコンポーネント４６に関連する損失１１２の合計もまたシステムマネージャ１０２に含まれていてよい。例えば、「損失２」として識別されるステージ１０８について、合計損失１１２はｄＢで表すことができる０．５６と表示されている。加えて、ノイズ温度１１４は、各リピーターコンポーネント４６と関連していてよく、これもまた識別し、図３に示すシステムマネージャ１０２に入力することも可能である。ノイズ温度１１４は、所定の損失の大きさに関連する温度を表す。ノイズ温度１１４の増加は一般に、コンポーネントにおける損失の増加と相互に関連があり得る。例えば、図３は、「損失２」と表示される段１０８の０．５６の損失に関連する２９０．００（Ｋ）のノイズ温度を示す。２９０．００Ｋからのノイズ温度１１４の増加により、「損失２」と識別される段に表示される０．５６ｄＢの損失よりも損失が増加し得る。
【００２７】
図３は、図２のリピーターパス３８に関して上述したＬＮＡ５６（すなわち、低ノイズ増幅器）として識別されるリピーターコンポーネント４６を示す。図３のシステムマネージャ１０２では、増幅度１１６及び関連するノイズ指数１１８をＬＮＡ５６及び追加のリピーターコンポーネント４６に対して入力することができる。例えば、３９．５０ｄＢの増幅度と、１．５０ｄＢのノイズ指数を、ＬＮＡ５６に対してシステムマネージャ１０２に入力することができる。ＬＮＡ５６に関連する追加のハードウェアがあってよく、このハードウェアはリピーターパス３８の段１０８の合計損失に寄与しうる損失を有していてよい。例えば、「損失３」として識別される段１０８は、０．５０ｄＢの損失を有する「同軸パッド」と、０．４０ｄＢの損失を有する、記述的に命名されたマイクロ波「Ｔスイッチ」を含むことができる。Ｔスイッチはおおむね「Ｔ」の形状を有することができ、２つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、出力ポートを通過する２つの入力信号のうちの一つの選択を可能にする３つのポートを含むことができる。
【００２８】
ＬＮＡ５６に関連するハードウェアの損失１１２を、各段１０８について表示される損失に関連しうるノイズ温度１１４として、システムマネージャ１０２に入力することができる。各段１０８の合計損失を計算することができる。例えば、「損失３」として識別される段１０８は７．８４ｄＢの合計損失を有するとして表示されている。これと同様に、例えば損失１１２、ノイズ温度１１４、増幅度１１６、及びノイズ指数１１８等のコンポーネントの性能パラメータ１１０全てを、コンポーネントパラメータ４７に対して識別して、所定のリピーターパス３８構成に対しシステムマネージャ１０２内で受信することができる。
【００２９】
さらに図３を参照すると、リピーター受信アンテナ４４（図４）のパラメータもシステムマネージャ１０２に入力することができる。例えば、リピーター受信アンテナのノイズ温度１２２をケルビンの単位又は他の任意の好適な単位でシステムマネージャ１０２に入力することができる。アンテナのノイズ温度１２２は地球１４（図１）から及び宇宙からのノイズに関連付けすることができ、リピーター受信アンテナ４４が受信するアップリンク信号２０（図１）の周波数の関数であってよい。さらに、アンテナのノイズ温度１２２はリピーター受信アンテナ４４の増幅度に作用する可能性がある。システムマネージャ１０２により、リピーター受信アンテナ４４に関連するノイズ温度１２２、増幅度１２４、及び様々な損失１２６等のパラメータの入力を促進することができる。上記の様々な損失１２６は、リピーター受信アンテナ４４の製造欠陥による損失も含むことができる。
【００３０】
図３はさらに、増幅度１１６、損失１１２及びノイズ１１４、１１８に加えてさらなるリピーターのパラメータを受信するように構成されたシステムマネージャ１０２を示す。例えば、ＨＰＡ増幅器の定格１２８の値をシステムマネージャ１０２に入力することができ、飽和状態になる前のＨＰＡ６４の最大電力レベルを表すことができる。ダウンリンクのリピーター送信アンテナの増幅度１３０もまた、他のパラメータと同様に入力することができる。システムマネージャ１０２は、位置セレクター１３２（図４）を使用して選択可能な送信地上局２６及び／又は受信地上局３０（図１）の位置リストを含むことができる。受信地上局３０の位置の選択は、図４に関してより詳しく記載されるように、受信地上局３０の位置に関連のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４等のリピーターの予測性能２０８（図４）に影響を与えうる。
【００３１】
図３に示すシステムマネージャ１０２が受信することができる追加の地上局パラメータは、アップリンクの信号周波数１３６、ダウンリンクの信号周波数１３８、信号の帯域幅１４０及び信号データ速度１４２を含む。送信地上局のアンテナ２８（図４）関連のパラメータ、例えばアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６及びレンジ１４８、又は軌道上の宇宙機３４(図４)の送信地上局２６（図４）からの距離もまた、図３のシステムマネージャ１０２に入力することができる。さらに、送信地上局２６のノイズ性能を送信地上局２６の増幅度とノイズ温度の比率（「Ｇ／Ｔ」）１５０の形で入力することができる。
【００３２】
アップリンクの推定大気損失１５４及びダウンリンクの推定大気損失１５６もまた、システムマネージャ１０２内で識別し受信することができる。アップリンクの推定大気損失１５４及びダウンリンクの推定大気損失１５６は、ヌル値（すなわち、０．００）を有するものとして図３に示されており、これは、きれいな空気、及び／又は降水量がゼロであることに起因して大気損失がないことを表しうる。しかしながら、アップリンクの推定大気損失１５４及びダウンリンクの推定大気損失１５６の非ゼロ値を入力して、地球の大気中を通過している時のアップリンク信号２０及びダウンリンク信号２４（図１）の減衰を考慮に入れることができる。
【００３３】
ここで図４を参照すると、評価システム１００（図３）のグラフィカルユーザーインターフェース２００が示されている。グラフィカルユーザーインターフェース２００は、図３のシステムマネージャ１０２に示すのと同じリピーターコンポーネント４６を含むことができるリピーターコンポーネント区分２２２を含むことができる。グラフィカルユーザーインターフェース２００は、グラフィカルユーザーインターフェース２００に表示されたデータの種類を区別する手段を含むことができる凡例区分２０６を含むことができる。例えば、凡例区分２０６は、グラフィカルユーザーインターフェース２００にロードされ、システムマネージャ１０２(図３)から抽出されたパラメータデータを区別するしるしを含むことができ、また算出可能なリピーター性能２０８のデータも含むことができる。
【００３４】
本開示の目的で、図４はグラフィカルユーザーインターフェース２００に表示される異なる種類の値に対応する異なるクロスハッチングパターンのしるしを示す。しかしながら、例えば色等の任意の好適な機構を使用してグラフィカルユーザーインターフェース２００に表示される異なる種類のデータを区別することができる。これに関しては、凡例区分２０６は入力データ２１０、算出データ２１２、算出ＲＦレベル２１４、及びオーバードライブ／飽和２１６を識別することができ、これらは各々異なる識別機構、例えばしるし、色、又は他の識別機構に対応しうる。評価システム１００(図３)を終了させるための終了ボタン２２０も含むことができる。
【００３５】
図４は、入力データ２１０が図３に示すシステムマネージャ１０２に入力され、「ロードバジェット」として識別されるリピーター構成のロードボタン２０４を選択することにより、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードすることができるパラメータと相互に関連することを示す。算出データ２１２は、評価システム１００（図３）によって計算することができ、図３のシステムマネージャ１０２に入力されたコンポーネントの性能パラメータ１１０、及び送信地上局２６及び受信地上局３０の性能パラメータ１１０に基づいて、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８を定義することができる。算出データ２１２の実施例として、図４に示すリピーターの予測性能２０８データは、図３に関して上述したような、また図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００のリピーターコンポーネント区分２２２において示したようなリピーターパス３８の各段１０８におけるリピーター電力レベル２２４及び／又はノイズレベル２２６を含むことができる。リピーターの予測性能２０８にはまた、リピーターパス３８のＥＩＲＰ及びＧ／Ｔ、及び他のリピーター性能の値が含まれうる。
【００３６】
図４はまた、リピーター構成１０４（図３）を選択してグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードするためのリピーター構成ファイルメニュー２０２を含むシステム構成１５８（図３）のセレクタオプションも示す。各リピーター構成１０４ファイルは、図３のシステムマネージャ１０２において定義され、システムマネージャ１０２に予めロードされ、リピーター構成１０４を定義する一連のコンポーネント性能パラメータ１１０を表すことができる。上に記載したように、リピーター構成１０４ファイルは、リピーターパス３８構成の一定のリピーターコンポーネント４６（図３）を表し、送信地上局２６パラメータ及び受信地上局３０パラメータをさらに含む。ロードバジェットボタン２０４を選択すると、図３のシステムマネージャ１０２に入力されたリピーターコンポーネント４６のパラメータ、及び送信地上局２６及び受信地上局３０（図４）のパラメータが、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００に追加される。例えば、グラフィカルユーザーインターフェース２００のリピーターコンポーネント区分２２２において、グラフィカルユーザーインターフェース２００で「地球／宇宙の輝度Ｔ（ａｎｔ）Ｋ」として識別された１６６．００のパラメータ値は、図３のシステムマネージャ１０２において受信された値に対応する。
【００３７】
図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００において分かるように、入力データ２１０として識別される各パラメータは、パラメータの値をグラフィカルユーザーインターフェース２００に最初に追加された値から増加させる又は減少させることによって調節しやすくするためにパラメータアジャスタ２２１を含むことができる。図４は、パラメータの値を調節するための上／下の矢印を含む各パラメータアジャスタ２２１を示す。しかしながら、パラメータを調節するためのドロップダウンメニュー、スライダー、又は他の任意の好適手段を含む任意の好適な機構を用いることができる。
【００３８】
図４に示すＥＩＲＰ区分２９２を参照すると、凡例区分２０６に示すクロスハッチングパターンによって図４に識別されるリピーター３６（図１）のリピーターの予測性能２０８パラメータが示されている。ＧＵＩ２００のＥＩＲＰ区分２９２に示すリピーターの予測性能２０８パラメータは、図３のシステムマネージャ１０２が受信したパラメータの関数として計算される。例えば、ダウンリンクのパス損失２９４、ダウンリンクの大気損失１５６、信号帯域幅１４０及び信号データ速度１４２のパラメータは、図３のシステムマネージャにおいて定義される所定のリピーターパス３８からＧＵＩ２００にロードされるパラメータである。
【００３９】
評価システム１００(図３)は、例えばグラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）のＥＩＲＰ区分２９２に示すようなリピーターパス３８のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４等のリピーターの予測性能２０８パラメータを予測する、及び／又は計算することができる。計算することができる他のリピーターの予測性能２０８パラメータには、リピーターパス３８のＥＩＲＰ３０４に変換されるＨＰＡの出力電力量６４(図３)とリピーター損失１１２（図３）を表す変換係数３０２が含まれる。また、グラフィカルユーザーインターフェース２００のＥＩＲＰ区分２９２は、受信地上局における搬送波とノイズの比率（「Ｃ／Ｎ」）２９６を計算することができ、これは受信搬送波又は信号電力（「Ｃ」で表示される）の受信ノイズ電力（「Ｎ」で表示される）に対する割合を表す。さらに、ＥＩＲＰ区分２９２は、搬送波とノイズ密度の比率（「Ｃ／Ｎｏ」）２９８を含む追加のリピーター性能パラメータを計算しリストに記載することができる。ここで搬送波又は信号電力は「Ｃ」で表され、ノイズスペクトル密度は「Ｎｏ」で表される。ＥＩＲＰ区分２９２にはまた、エネルギーとノイズ密度の比率（「Ｅｂ／Ｎｏ」）３００がリストに記載されており、一情報ビット（「Ｅｂ」）当たりのエネルギーのノイズスペクトル密度（「Ｎｏ」）に対する割合を表し、これはリピーター３６（図１）の軌道上の性能を暗示するものとなりうる。
【００４０】
図４はまた、地上局のアンテナの増幅度のシステムノイズ温度に対する割合を表すグラフィカルユーザーインターフェース２００のＧ／Ｔ区分２７６も示している。図４のＧ／Ｔ区分２７６は、システムマネージャ１０２に入力されたパラメータに基づいて計算される１０．８３ｄＢＫのＧ／Ｔ値を示す。Ｇ／Ｔ区分２７６にはまた、リピーターノイズ指数２７８、システム温度２８０、２８２、リピーター温度２８４、２８６、及び変換係数２８８の算出値を含むこともできる。リピーターノイズ指数２７８（すなわち、「Ｒｐｔｒ ＮＦ」）は、リピーターのノイズ性能を表し、リピーター温度２８４（すなわち、「Ｔｒｐｔｒ」）は、リピーターノイズ指数２７８と同じパラメータを表すが、ｄＢＫの単位で表示される。システム温度２８０（すなわち、「Ｔｓｙｓ」）は、リピーター３６（図１）に入るノイズの測定値であり、システム温度２８２（「Ｔｓｙｓ」）は、ｄＢＫで表示される同じパラメータである。変換係数２８８は、リピーター３６の全体的なＧ／Ｔに寄与するアンテナの損失と他の損失の割合を表すメリット係数である。
【００４１】
図４はさらに、システムマネージャ１０２（図３）において受信され、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードされる送信地上局のパラメータ２２８、及び受信地上局のパラメータ２３０を含む地上局区分２３２を示す。図４から分かるように、地上局区分２３２には、アップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６、レンジ、アップリンク信号周波数１３６、ダウンリンク信号周波数１３８、地上局のＧ／Ｔ比率１５０、アップリンクの推定大気損失１５４、及び地上局のダウンリンクアンテナ増幅度１５２が含まれうる。地上局区分２３２において分かるように、上記値は図１３のシステムマネージャ１０２にユーザー入力することができ、アップリンクパス損失２３６、アップリンクの搬送波とノイズ密度の比率（「Ｃ／Ｎｏ」）２３８、及びダウンリンクの受信電力２４０の性能パラメータの計算及び予測に含めることができる。
【００４２】
地上局区分２３２は、ユーザーの、地上局パラメータ１４４を選択的に増加させる又は減少させて、リピーターの性能への影響を評価する能力を促進することができる。例えば、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００の地上局区分２３２には、一又は複数の飽和レベル選択２３４ボタンを含むことができ、通常送信地上局２６のオペレータによって推定されるアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６の値は、ユーザによってリピーター３６(図１)の応答を評価する手段として操作することができる。例えば、飽和レベル選択２３４ボタンのうちの一つを選択することにより、アップリンクの推定ＥＩＲＰを５ｄＢだけ増加させて、増加させた結果リピーターパス３８（すなわち宇宙機３４（図１））が飽和し、リピーター３６の物理的モデルに悪影響を与える恐れがあるか否かが判別しやすくなる。同様に、飽和レベル選択２３４ボタンのうちの一つを選択することにより、アップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６を−１０ｄＢだけ減少させてリピーター性能への影響を評価しやすくすることができる。
【００４３】
また図４に示すのは、テスト機器設定区分２５０であり、ここでリピーターパス３８の物理的モデルの地上テストを行い、利用可能になる前に検証することができる。以下により詳しく説明するように、テスト機器設定区分２５０には、リピーターパス３８のリピーターの予測性能を表す一又は複数の算出パラメータが含まれうる。例えば、−６８．７６ｄＢｍの値を有する図４の機器設定区分２５０に示されるリピーターの算出入力電力２５８は、リピーターコンポーネント区分２２２に示すようなリピーター３６の入力端部４０におけるリピーター入力電力レベルに対応する。リピーターの入力電力２５８はテストＲＦ信号２６０に対応することができ、これは地上テスト中に合成器２５１によってリピーター３６（図１）に供給されうる。テストＲＦ信号２６０は、リピーターパス３８の検証中でのテスト機器の損失を考慮した大きさを有することができる。同様に、リピーターの算出出力電力レベル２７０は図４において、テスト機器設定区分２５０の宇宙機出力（「Ｓ／Ｃ 出力」）２４５として識別されており、出力端部４２におけるリピーターパスの累積電力レベル２２４（例：図４の５０．７９ｄＢｍ）から出力端部４２における累積ノイズ指数２２６（例：図４の２．２９ｄＢ）を引いたものと対応する４８．５０ｄＢｍの値を有するものとして図示されている。
【００４４】
図４に示すテスト機器設定区分２５０は、テストエンジニア等によってリピーターパス３８の物理的モデルの検証を促進することができる。この件に関しては、テストエンジニア等のユーザーが合成ＲＦ信号をリピーターパス３８に適用して、リピーターパス３８がリピーター受信アンテナ４４を介して受信する信号をシミュレーションする前に、テスト機器設定区分２５０の値を調節することが可能である。例えば、図４に示すテスト機器設定区分２５０において、ユーザーが図４に示すケーブル損失２５４等のテスト機器とリピーター３６（図１）の間の接続部における損失を調節することが可能である。この件に関しては、テスト機器設定区分２５０により、ユーザーがリピーター３６の物理的モデルとアップリンク電力計の間の接続部の損失２６４と、ダウンリンク電力計２７２への結合器の損失２６６を調節することを可能にすることができる。
【００４５】
合成器、評価システム１００に接続していない可能性のある別のデバイス、及びテスト機器間の結合部２５４の損失もまた、ユーザーによって調節することができ、テスト機器設定区分２５０において（「ＳＴＥ損失」）２５４で表示され、特別テスト機器（「ＳＴＥ」）の損失を表す特別テスト機器損失として識別することができる。さらに、合成器の最大出力２５２は、図４に示す最大出力２５２のパラメータアジャスタ２２１を操作することによってユーザーが調節することが可能である。合成器の最大出力２５２は、ウィンドウの「オーバードライブ／飽和」２１８の凡例区分に注記される色又はしるしに対応する目視（例えば色の変化）による手段によってユーザーに警告することができる。しかしながら、合成器の最大出力２５２を、合成器の出力電力２５１が最大であることを表示する可聴（例えばビープ音）手段を含む他の任意の好適な手段によってユーザーに警告することができる。また、リピーターの算出入力電力２５８（すなわち、図４の−６８．７６ｄＢｍ）に対応する電力レベルにおいてテストＲＦ信号２６０を生成するのに要する、必要な合成器電力２５１の表示器も含むことができる。さらに図４のテスト機器設定区分２５０を参照すると、アップリンク電力計２６４からテスト機器への接続部における算出損失を表示するアップリンクの算出ケーブル損失（「ＵＬ Ｃａｌ」）２６８を含むことができる。同様に、ユーザーは、ダウンリンク電力計２７２とテスト機器の間の接続におけるダウンリンク損失２７４を入力することができる。
【００４６】
リピーターパス３８（図４）に適用できるテストＲＦ信号２６０（図４）の電力レベルに関して、テスト機器設定区分２５０（図４）により、オーバードライブ制限２６２（図４）のユーザー入力を促進することができる。オーバードライブ制限２６２には、リピーターコンポーネント４６（図３）を痛める可能性のあるリピーター３６への過剰な入力電力をユーザーに警告する手段が含まれうる。例えば、ユーザーによる設定値に近づくと、オーバードライブ制限２６２の色が変化するか、あるいは他の好適な手段を提供してもよく、これにより、リピーター３６（図１）に供給される電力レベルをユーザーに知らせることができる。ユーザーによって図３のシステムマネージャ１０２に入力され、図４のＧＵＩ２００にロードされた、上で識別された各パラメータにおいて、各パラメータに対して上述し、図４に示すパラメータアジャスタ２２１機構を操作することによって、パラメータ１１０、２２８、２３０の値を調節することができる。パラメータアジャスタ２２１機構により、パラメータの調節がしやすくなり、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８へのパラメータの変化の影響を判断する手段が提供される。
【００４７】
リピーターパス３８に供給される電力レベルを測定する又は監視する手段を提供するために、飽和レベル区分２４２（図４）をグラフィカルユーザーインターフェース２００とともに含めることができる。例えば、高電力増幅器の出力電力（「ＨＰＡ出力電力(ワット)」）２４４（図４）を、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００のリピーターコンポーネント４６区分に図示されるＴＷＴ６４高電力増幅器の出力電力を測定する又は監視する手段を提供するために含むことができる。ＨＰＡの算出出力電力２４４（図４）はリピーターの算出入力電力レベル２４６（図４）（すなわち、−６８．７６ｄＢｍ）及びリピーターコンポーネント４６区分の調節可能なＨＰＡ増幅器の定格１２８（図３）と関連する。飽和レベル区分２４２はさらに、ＴＷＴ６４の飽和点と相対的にリピーターパス３８に適用される入力電力レベルを表示するために、算出相対飽和２４８（図４）の値を含むことができる。
【００４８】
図４の実施例から分かるように、図４に示す算出相対飽和２４８の値は０．００であり、これは、ＨＰＡ（すなわち、ＴＷＴ６４）が飽和しており、リピーター３６（図１）に適用される入力電力を下げる必要があることを表している。算出相対飽和２４８の値が約−１．０を示し、入力電力を約１ｄＢｍ増加させるとＨＰＡが飽和するということを表し、リピーター３６が最高効率近くで動作していることをおおむね表すことが好ましい。しかしながら、下にさらに詳しく説明するように、コンポーネントの性能パラメータ１１０（図３）をグラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）を使用して、リピーターの入力電力レベルの結果、相対飽和が０．０ｄＢＷ以下及び約−５．０ｄＢＷ以上になる、さらに好ましくは相対飽和が約０．０〜−２．０ｄＢＷとなるように調節することができる。
【００４９】
図５を参照すると、ここでは評価システム１００の操作が図示されている。図５は、リピーターパス３８（図４）を評価する手順の実施形態を示す。この手順には、図５に示し、例えば図２〜４に示したものと同様の曲管リピーターパス３８等のリピーターパス３８の設計及び評価を促進しうる一又は複数の操作を含むことができる。一実施形態において、手順のステップ５００は、リピーターパス３８を形成するリピーターコンポーネント４６を提供することを含むことができる。図２〜４に示すように、リピーターパス３８は、入力端部４０及び出力端部４２を含むことができる。リピーターコンポーネント４６は、リピーターパス３８の物理的モデルを評価しやすくするために、リピーターパス３８の入力端部４０及び出力端部４２にテストカプラー４８、６８を含むことができる。
【００５０】
さらに、リピーターパス３８は、リピーターパス３８の入力端部４０に連結させることができ、送信地上局アンテナ２８（図４）によって送信されるアップリンクの受信信号２０（図１）を受信することができるリピーター受信アンテナ４４（図４）を含むことができる。リピーターパス３８はさらに、非限定的に低ノイズ増幅器５６、周波数変換器５８、入力及び出力マルチプレクサ６０、６６、通信路制御装置、及び進行波管６４（ＴＷＴ）と関連の導波路５０、ケーブル５２、及びコネクタ、スイッチ及び他の種々のハードウェア等の高電力増幅器（ＨＰＡ）を含むリピーターコンポーネント４６（図２）を含むことができる。各リピーターコンポーネント４６は、メーカーが発行又は宣伝しうる一定の操作特性を有することができる。例えば、リピーターコンポーネント４６は、所定の損失１１２及び関連のノイズ温度１１４（図３）によって識別されうる。同様に、増幅器等のリピーターコンポーネント４６は、所定の増幅度１１６及び関連のノイズ指数１１８（図３）によって識別されうる。
【００５１】
メーカーが所定のコンポーネント構成に対して、同一の仕様書及び操作パラメータ、例えば増幅度１１６、損失１１２（図３）及びノイズ指数１１８を宣伝したとしても、組み立てと材料の違いにより、同一のコンポーネントの性能にも違いが出る。この点において、本明細書に開示されるような評価システム（図３）は、リピーターコンポーネント４６の性能の違いと、違いによるリピーターパス３８の全体的な性能への影響を評価する手段を提供する。さらに、評価システム１００は、リピーター３６(図１)の設計及び開発中に、リピーターパス構成の異なる操作状況及びノイズ環境に対する応答を調べるために、コンポーネントの性能パラメータ１１０を調節する手段を提供する。
【００５２】
図５の手順のステップ５０２は、送信地上局２６（図４）のパラメータ２２８（図４）を識別する及び／又は受信することを含むことができる。例えば、上記パラメータは、地上局区分２３２のグラフィカルユーザーインターフェース２００に図示されるような送信地上局アンテナ２８のアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６を含むことができる。送信地上局２６の追加のパラメータ２２８は、アップリンクパス損失２３６、及びダウンリンクの受信電力２４０(図４)を予測する及び／又は計算することに含みうる、送信地上局２６から軌道上の衛星リピーター３６までのレンジ１４８又は距離、アップリンクの信号周波数１３６、ダウンリンクの信号周波数１３８、地上局Ｇ／Ｔ比率１５０、アップリンクの推定大気損失１５４、及び地上局のダウンリンクアンテナ増幅度１５２を含むことができる。地上局のパラメータを、上に示し、図３に図示したようにシステムマネージャ１０２にユーザー入力することができる。
【００５３】
図５の手順のステップ５０４は、リピーターパス３８のリピーターコンポーネント４６のコンポーネントの性能パラメータ１１０（図３）を識別する及び／又は受信することを含むことができる。例えば、上記コンポーネントの性能パラメータ１１０は、コンポーネント４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８及びノイズ温度１１４を含むことができる。図３は、システムマネージャ１０２のコンポーネントのユーザー入力を示す。上記したように、所定のリピーター構成１０４の一連のリピーターコンポーネント４６を、リピーター構成１０４ファイルネームによって識別することができる。例えば、図３は、「Ｋｕ Ｂａｎｄ Ｉｎｄｉａ」というファイルネームを有するシステム構成１５８を示し、これは図３のシステムマネージャ１０２に入力されたリピーターコンポーネント４６の構成が、インド大陸の少なくとも一部をカバーする通信衛星と関連しうることを表している。このように、システムマネージャ１０２は、再コールして図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードし、その後リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８のパラメータ値の変化が及ぼす影響を確実にするために調節されうる、無限ともいえる多様なリピーター構成１０４ファイルを定義し記憶する手段を提供する。
【００５４】
図５のステップ５０６は、送信地上局２６について上述したのと同様の方法で、受信地上局３０(図４)のパラメータを識別する及び／又は受信することを含むことができる。上記パラメータを取得したら、例えばユーザーが図３に示すシステムマネージャ１０２に入力することができる。受信地上局３０のパラメータの実施例には、図３のシステムマネージャ１０２に図示し、図４の地上局２３２と題した区分に示すように、ユーザー入力が可能なダウンリンク周波数１３８及びダウンリンクアンテナ増幅度１５２が挙げられる。
【００５５】
図５の手順のステップ５０８は、最初にシステムマネージャ１０２（図３）に格納され、後の再コールのために保存しうるリピーター構成１０４ファイル（図３）を選択することによって、リピーターパス３８（図４）のリピーターの予測性能２０８（図４）を予測する及び／又は計算することを含むことができる。図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００において、ロードバジェットボタン２０４を選択することにより、保存されたリピーター構成１０４ファイルのうちの一つをユーザーが選択しやすくなる。ロードバジェットボタン２０４は、図３のシステムマネージャ１０２で定義されるリピーター構成１０４（図３）を選択する任意の好適な手段を含むことができる。例えば、図４はリピーター構成１０４ファイルをロードバジェットボタン２０４から選択するドロップダウンメニューを含むことができる。図４のリピーター構成ロードボタン２０４を選択して、図３のシステムマネージャ１０２に入力されたパラメータを図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００に追加することができる。
【００５６】
ステップ５１０は、送信地上局パラメータ２２８及び受信地上局パラメータ２３０（図４）、及び／又は例えば、ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４（図４）及び／又はリピーターパス３８の予測Ｇ／Ｔ２９０（図４）等のリピーターパス３８（図４）のリピーターの予測性能２０８パラメータをグラフィカルユーザーインターフェース２００に通信する又は表示することを含むことができる。これに関しては、ユーザー定義のパラメータをグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードする際に、算出データ２１２及び算出ＲＦレベル２１４を判断してグラフィカルユーザーインターフェース２００に表示することができる。上述したように、算出データ２１２及び算出ＲＦレベル２１４は、選択されたリピーター構成１０４（図３）に対してリピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８の表示を提供する。
【００５７】
図５のステップ５１２は、グラフィカルユーザーインターフェース２００(図４)を利用して、リピーターパス３８の高電力増幅器（例：ＴＷＴ６４）の出力電力を、高電力増幅器が飽和するのを防ぐために最高電力定格よりも下回るように調節することを含むことができる。これに関しては、ＨＰＡ増幅器の定格１２８（図４）のパラメータアジャスタ２２１（図４）を操作して、ＨＰＡが飽和するかもしれない電力レベルを変更しうるＴＷＴ６４（すなわち、高電力増幅器−ＨＰＡ）の最高出力電力を増加させる又は低減することができる。ＨＰＡに適用できる最高電力を増加させることによって、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８（図４）を変更することができる。例えば、受信地上局３０に５０ｄＢＷのダウンリンクＥＩＲＰを供給することが所望される場合がある。グラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）に追加されたコンポーネントの性能パラメータ１１０(図３)により、コンポーネントの性能パラメータ１１０を調節したにも関わらず、ダウンリンクＥＩＲＰが４５ｄＢＷ未満に制限される可能性がある。しかしながら、リピーターコンポーネント区分２２２（図４）のＨＰＡ増幅器の定格１２８（図３）を調節することによって、ＨＰＡの最高出力電力を増加させることができる。ＨＰＡ増幅器の定格１２８を増加させたときに、リピーターの予測性能２０８パラメータを再計算して、結果的にダウンリンクＥＩＲＰを５０ｄＢＷまで増加させることができる。
【００５８】
図５のステップ５１４は、グラフィカルユーザーインターフェース２００を使用して、少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータ１１０（図３）の値を調節することをさらに含むことができる。例えば、パラメータアジャスタ２２１（図４）を操作して、一又は複数のコンポーネント性能パラメータ４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及び／又はノイズ温度１１４（図３）のいずれか一つを増加させて、リピーター性能への影響を判断することができる。実施形態では、コンポーネント性能パラメータ１１０を操作して、リピーターの予測性能２０８（図４）がリピーターの所望の性能の所定範囲内に入るようにすることができる。例えば、図３は、グラフィカルユーザーインターフェース２００において「地球／宇宙輝度Ｔ（ａｎｔ）Ｋ」として識別され、図３のシステムマネージャ１０２に入力されたリピーター受信アンテナのノイズ温度１２２のコンポーネントパラメータ値の１６６．００Ｋを示す。受信アンテナのノイズ温度１２２（図４）のパラメータアジャスタ２２１を操作して、ウィンドウの側面に位置する上／下の矢印を選択することにより、又は他の好適なパラメータアジャスタ２２１手段によって値１６６．００Ｋを増加させる、又は低減させることができる。
【００５９】
パラメータの調節をする際に、評価システム１００（図３）は、グラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）を介して観測される、又はさもなければ通信されるリピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８(図４)をリアルタイムで再計算することができる。例えば、受信アンテナノイズ温度１２２（図３）が変化すると、結果的にダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４（図４）が減少し、これはグラフィカルユーザーインターフェース２００のＥＩＲＰ区分２９２（図４）に反映されうる。同様に、リピーターパス３８のダウンリンクの予測Ｇ／Ｔ２９０を、受信アンテナノイズ温度１２２の調節に応じて、Ｇ／Ｔ区分２７６において更新することができる。
【００６０】
別の実施例では、ＴＷＴ６４増幅器の出力電力レベルを、パラメータアジャスタ２２１を使用して、ＨＰＡ増幅器の定格１２８(図４)に対して調節することができる。ＬＮＡ５６の増幅度を調節して、パラメータアジャスタ２２１を操作することによって、ＴＷＴ６４（すなわち、ＨＰＡ）を最高電力定格より下に維持しながらリピーターの所望の性能を得ることができる。さらに、パラメータアジャスタ２２１を操作して、リピーター３６のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４（図４）及び／又は予測されるＧ／Ｔ２９０（図４）を最大化するように、ＬＮＡ５６のノイズ指数１１８を最小化することができる。これに関しては、評価システム１００は、グラフィカルユーザーインターフェース２００に追加された任意のコンポーネント性能パラメータ１１０及び／又は送信地上局パラメータ２２８及び受信地上局パラメータ２３０を任意に調節することで、結果的にリピーターの予測性能２０８（例：ダウンリンクＥＩＲＰ３０４、Ｇ／Ｔ２９０）を変更するように構成することができる。パラメータは、ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４及び／又はダウンリンクの予測Ｇ／Ｔ２９０が所望のＥＩＲＰ及び所望のＧ／Ｔのそれぞれの所定範囲内に入るまで、管理し調節することができる。パラメータがグラフィカルユーザーインターフェース２００に表示される及び／又は再計算されるたびに、パラメータを再コール又は後の使用に備えてファイルとして保存することができる。
【００６１】
図６を参照すると、例えば宇宙機３４の曲管リピーター（図１）等のリピーターパスの物理的モデルの地上テストを行うために一又は複数の操作を含む手順の実施形態が示されている。リピーターパス３８(図４)は、図３及び４に示す評価システムを使用して、リピーター性能が図５の手順で予測されるものと同様のリピーターコンポーネント４６（図３）を含むことができる。図６の手順は、入力端部４０及び出力端部４２を有するリピーターパス３８（図４）の物理的モデルを提供するステップ６００を含むことができる。図４に示すように、リピーターパス３８（図４）は入力端部４０と出力端部４２においてテストカプラーを含み、これによって地上テスト中にリピーターパス３８の物理的モデルの検証を促進することができる。
【００６２】
図６の手順のステップ６０２は、ＧＵＩ２００を使用して、図５に記載された手順において上述したものと同様の方法で、ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ及び予測Ｇ／Ｔ等のリピーターの予測性能を予測する及び/又は計算することを含むことができる。上述したように、リピーターの予測性能は、図４に示すコンポーネント性能パラメータ４６及び送信地上局２６と受信地上局３０のパラメータに基づくものである。
【００６３】
図６の手順のステップ６０４は、リピーターパス３８の入力端部４０及び出力端部４２（図４）それぞれにおいて、リピーター入力電力レベル２４６（図４）及びリピーター出力電力レベル２４５（図４）を予測する及び/又は計算することを含むことができる。上述したように、図４はテスト機器設定区分２５０を示し、ここでリピーターパス３８の物理的モデルの地上テストを行い、利用可能になる前に検証することができる。上述したように、ＧＵＩ２００のテスト機器設定区分２５０は、図４の機器設定区分２５０に記載される−６８．７６ｄＢｍとして示すリピーターの算出入力電力２５８等の、リピーターパス３８のリピーターの予測性能に対応する算出パラメータを含むことができる。機器設定区分２５０に示す値、−６８．７６ｄＢｍは、ＧＵＩ２００（図４）のリピーターコンポーネント区分２２２に記載されるリピーター３６（図１）の入力端部４０におけるリピーターの入力電力レベル２４６に対応する。
【００６４】
図６の手順には、ＧＵＩ２００のテスト機器設定区分２５０（図４）の変数を調節して、テスト機器とリピーター３６の物理的モデルとの接続部における損失を考慮することを含むことができる。例えば、テストエンジニア等のユーザーがテスト機器設定区分２５０を調節して、アップリンク電力計２６４（図４）とリピーターパス３８（図４）の物理的モデルとの接続部における損失を考慮することができる。同様に、テストエンジニアがＧＵＩ２００を調節して、リピーターパス３８の物理的モデルとダウンリンク電力計２７２（図４）との間のカプラー損失２６６（図４）を考慮することができる。テストエンジニアはまた、表示「ＳＴＥ損失」としてテスト機器設定区分２５０において識別されるように、別々に提供された合成器とテスト機器との間の結合部２５４(図４)における損失を調節することも可能である。さらに、図４に示す最大出力２５２に対してパラメータアジャスタ２２１を操作することによって、テスト信号合成器の最大出力２５２を調節することができる。
【００６５】
図６の手順のステップ６０６は、合成テストＲＦ信号２６０（図４）をリピーターパス３８(図４)の入力端部４０に適用することを含むことができる。上述したように、テストＲＦ信号２６０は、リピーターの算出入力電力レベル２４６とほぼ等しい、又はこれを表す大きさを有することが好ましい。これに関して、テストエンジニアはアップリンク電力計をリピーターパス３８の物理的モデルの入力端部４０に結合させて、テストＲＦ信号２６０の入力端部４０への適用を監視することができる。テストエンジニアはテストＲＦ信号２６０を調節して、テストＲＦ信号２６０の大きさをリピーターの算出入力電力レベル２４６とほぼ等しく維持するようにすることができる。
【００６６】
本手順のステップ６０８は、テストＲＦ信号２６０の入力端部４０への適用に応じて、ダウンリンク電力計２７２を使用して、リピーターパス３８の出力端部４２（図３）におけるリピーターの出力電力レベルを測定することを含むことができる。上述したように、テストＲＦ信号２６０は、リピーターパス３８（図４）を形成する様々なコンポーネント１１０に関連する増幅度１１６及び損失１１２（図３）によって増幅され、また減衰される。
【００６７】
図６の手順のステップ６１０は、出力端部４２（図３）におけるリピーターの測定出力電力レベル２４５（図４）と、リピーターの算出出力電力レベル２４５との差に基づいて、リピーターパス３８（図４）の物理的モデルのリピーターの実際の性能を判断することを含む。測定された、又は実際のリピーターの出力電力レベル２４５はダウンリンク電力計によって測定し、リピーターの算出出力電力レベル２４５と比較することができる。リピーターの算出出力電力レベル２４５は、図４のテスト機器設定区分２５０において、上述したように宇宙機出力（「Ｓ／Ｃ 出力」）として識別することができ、４８．５０ｄＢｍの値を有するように記載されており、これは、リピーターパスの累積電力レベル２２４（例：図４における５０．７９ｄＢｍ）からリピーターパスの累積ノイズ指数２２６（例：図４における２．２９ｄＢ）を引いたものと対応する。
【００６８】
出力端部４２（図３）におけるリピーターの測定出力電力レベルと、リピーターの算出出力電力レベル２４５（図４）との差が、所定の許容差又は範囲外にであった場合、本方法は任意に、リピーターの測定出力電力レベルがリピーターの算出出力電力レベル２４５の所定範囲に入るまで、コンポーネント性能パラメータ１１０（図３）を順次調節することによって、許容差を外れた状況に寄与するリピーターコンポーネント４６（図３）を識別することを含むことができる。例えば、テストエンジニアは、ＧＵＩ２００（図４）のリピーターコンポーネント区分２２２のコンポーネント性能パラメータ１１０それぞれのパラメータアジャスタ２２１（図４）を操作して、コンポーネント性能パラメータ４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８及び/又はノイズ温度１１４（図３）を調節して、リピーターの測定出力電力レベルへの影響を解析することができる。
【００６９】
図７を参照すると、さらなる実施形態において、利用可能に配置されたリピーター３６（図１）の性能を評価する手順の一又は複数の操作が示されている。非限定的な実施形態において、手順は軌道上のリピーター宇宙機３４（図１）の曲管リピーターパス３８を監視する又はトラブルシューティングのために適用することができる。図７の方法は、図５の手順において上述したような方法で、送信地上局２６、受信地上局３０、リピーターパス３８を形成するリピーターコンポーネント４６を識別する、及び/又は図４のＧＵＩ２００にロードするステップ７００を含むことができる。コンポーネント性能パラメータ１１０(図３)は、図４のＧＵＩ２００のリピーターコンポーネント区分２２２に示すようなリピーターコンポーネント４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及び/又はノイズ温度１１４を含むことができる。
【００７０】
図７をさらに参照すると、手順はリピーター３６（図１）を搭載する軌道上の宇宙機３４（図１）からテレメトリーデータ２５（図４）を受信するステップ７０２を含むことができる。テレメトリーデータ２５には、リピーターパス３８(図４)のリピーターの実際の性能データを含むことができる。ステップ７０４は、送信地上局２６（図４）のアップリンクの実際の又は現在のＥＩＲＰ及びアップリンクの実際の大気損失を識別する、及び/又は受信することを含むことができる。アップリンクパス１８(図１)における実際の又は現在測定されるアップリンクＥＩＲＰ及び現在測定される大気損失は、ほぼ軌道上のリピーター３６の評価時点において送信地上局２６のオペレータから入手可能である。
【００７１】
ステップ７０６は、ＧＵＩ２００(図４)のパラメータアジャスタ２２１を使用して、アップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６とアップリンクの推定大気損失１５４(図４)を調節して、アップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６と、アップリンクの推定大気損失１５４(図４)が、軌道上のリピーター３６のほぼ評価時点において送信地上局２６(図１)のオペレータが提供可能であるアップリンクの現在の又は実際のＥＩＲＰとアップリンクの実際の大気損失とほぼ等しくなるようにすることを含むことができる。図４から分かるように、地上局区分２３２は、アップリンクの推定大気損失１５４もまた可能であるように、ユーザーが調節可能であるアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６を含むことができる。
【００７２】
ステップ７０８は、調節されたアップリンクの推定ＥＩＲＰとアップリンクの推定大気損失に基づき軌道上のリピーターパスのリピーターの予測性能を計算することを含むことができる。例えば、ＧＵＩ２００（図４）は、調節されたアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６とアップリンクの推定大気損失に基づいて、グラフィカルユーザーインターフェース２００のＥＩＲＰ区分２９２(図４)にダウンリンクの予測ＥＩＲＰを表示することができる。同様に、ＧＵＩは、図４に示すグラフィカルユーザーインターフェース２００のＧ／Ｔ区分においてリピーターパスの予測Ｇ／Ｔ２９０を表示することができる。
【００７３】
手順のステップ７１０は、テレメトリーデータ２５(図４)とともに含まれるリピーターの予測性能とリピーターの実際の性能との差を計算することを含むことができる。例えば、リピーターパス３８(図４)の開発中にダウンリンクの推定ＥＩＲＰ１４６と、軌道上のリピーターパス３８のダウンリンクの実際のＥＩＲＰとの差は、稼働中のリピーター３６（図１）の性能の指標となり得る。
【００７４】
図８を参照すると、開示の手順の上述したステップ又はステップの任意の組み合わせは、全体的に又は一部において、リピーターパス評価システム８００又は他の好適なコンピュータシステム等のコンピュータによって実行されるプロセスで実行することが可能である。リピーターパス評価システム８００は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を実行することができる。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４をリピーターパス評価システム８００に供給、又はロードして、一又は複数の上述した操作又はステップを実行することができる。
【００７５】
非限定的な実施例において、リピーターパス評価システム８００及び/又はコンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４は、例えば通信システム１０（図４）の曲管リピーターパス等のリピーターパス３８（図４）の評価を促進し得る。送信地上局２６及び受信地上局３０（図１）間のＲＦ信号(図１)の送受信については、リピーター３６宇宙機３４（図１）において説明したが、本明細書に開示されている評価システム１０２（図３〜４）は、非限定的に、全ての海洋、陸上、飛行又は宇宙ベース通信システムを含む通信システム又はこれらの全ての組合せに組み込むことができるリピーター３６（図１）を評価するために実行可能である。
【００７６】
図８のブロック図は、上により詳細に説明したような一定のリピーターコンポーネント４６（図３）を有するリピーター３６（図４）のリピーター性能を予測するために評価システム１０２（図３〜４）を使用することができる有利な実施形態のリピーターパス評価システム８００を示す。図８に示す実施形態では、リピーターパス評価システム８００は、一又は複数のコンポーネントを通信可能に結合させて、上記コンポーネント間のデータ転送を促進するデータ通信パス８０２(例：データリンク)を含むことができる。通信パス８０２は、リピーターパス評価システム８００のコンポーネントとデバイス間のデータ転送を促進する一又は複数のデータバス又は他の任意の好適な通信パスを含むことができる。
【００７７】
非限定的な実施形態では、リピーターパス評価システム８００のコンポーネントには、一又は複数のプロセッサ８０４、メモリ装置８０６、非揮発性記憶装置８０８、通信装置８１２、入力／出力装置８１０、表示装置８１４、システムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０を含むことができる。システムマネージャ８２６は、送信地上局２６（図４）及び受信地上局３０（図４）のパラメータと、リピーターパス３８（図４）のリピーターコンポーネント４６(図３)のコンポーネント性能パラメータ１１０(図３)を受信可能である。性能計算機８２８は、コンポーネントの性能パラメータ１１０、及び送信地上局２６と受信地上局３０（図４）のパラメータに基づいてリピーターパスのリピーターの予測性能を計算することができる。
【００７８】
システムマネージャ８２６は、一又は複数の送信地上局２６及び受信地上局３０の複数の個々のパラメータ、及びリピーターパスの一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失、ノイズ指数及びノイズ温度のうちの少なくとも一つを含むコンポーネント性能パラメータ１１０を取得するように構成可能である。これに関しては、システムマネージャ８２６は、入力／出力装置８１０を使用して、図３に示したもののように、システムマネージャ８２６にユーザー入力できるコンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）を受信することができる。入力／出力装置８１０はまた、例えばキーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、及びデータをシステムマネージャ８２６に入力する他の任意の好適な装置等の周辺機器によって、送信地上局２６（図４）及び受信地上局３０（図４）のパラメータ、及びリピーターコンポーネント４６（図３）のコンポーネント性能パラメータ１１０のユーザー入力を容易にすることができる。増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及び／又はノイズ温度１１４を非限定的に含むコンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）をシステムマネージャ８２６に入力することができる。さらに、例えば導波管５０、ケーブル５２（図２）、コネクタ、スイッチ及びリピーターパス３８の各段の各リピーターコンポーネント４６に関連する他の種々のハードウェア等の種々のハードウェア関連のパラメータもまたシステムマネージャ８２６に入力することができ、リピーターパス３８の各段１０８における合計損失を上述し図３に示すようにシステムマネージャ８２６によって計算することができる（図３）。
【００７９】
上に示すように、送信地上局２６及び受信地上局３０（図４）のパラメータを、図３に示すようにシステムマネージャ８２６に入力することができる。例えば、アップリンク信号周波数１３６、ダウンリンク信号周波数１３８、信号帯域幅１４０、信号データ速度１４２、アップリンクの予測ＥＩＲＰ１４６、及び軌道上のリピーター宇宙機３４のレンジ１４８をシステムマネージャ８２６に入力可能である。システムマネージャ８２６はまた、図３に示し上述したように、アップリンクの大気損失１５４及びダウンリンクの大気損失１５６に加えて、上述したようにＧ／Ｔ比率として表されるノイズ性能を受信することも可能である。本明細書に記載される評価システムを使用して評価される地上ベースのリピーターシステムに関しては、システムマネージャ８２６に入力されるレンジパラメータには、送信地上局２６から地上ベースの中継局までの距離を含むことができる。
【００８０】
グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、図４の「ロードバジェット」で識別されるリピーター構成ロードボタン２０４を選択する等によって、コンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）及び送信地上局２６と受信地上局３０(図４)のパラメータとともにロードすることができる。グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、複数のリピーター構成１０４ファイル(図３)の中から選択するために、リピーター構成ファイルメニュー２０２(図４)を含むシステム構成１５８（図４）セレクタオプションを含むことができる。各ファイルは、予めシステムマネージャ８２６にロードされた一連のコンポーネント性能パラメータ１１０を表し、所定のリピーター構成１０４を定義する。グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、リピーターコンポーネント４６の増幅度１６、損失１２、ノイズ指数１１８、及び／又はノイズ温度１１４（図３〜４）を含んでいてよいロードされたコンポーネント性能パラメータ１１０を通信及び／又は表示することができる。上で言及した地上局パラメータも同様に、上述したようにグラフィカルユーザーインターフェース８３０に表示することができる。
【００８１】
性能計算機８２８は、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８（図４）を、リピーター構成１０４ファイル(図３)の選択の際にグラフィカルユーザーインターフェース８３０に最初にロードされるパラメータの関数として計算することができる。これに関して、グラフィカルユーザーインターフェース８３０はリピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８(図４)を表す算出データ２１２（図４）及び算出ＲＦレベル２１４を表示することができる。例えば、グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、リピーター構成１０４ファイルを選択する際にグラフィカルユーザーインターフェース８３０に最初にロードされるパラメータに基づいてリピーターパス３８の予測ダウンリンクＥＩＲＰ３０４(図４)及び／又は予測Ｇ／Ｔ２９０(図４)を表示することができる。
【００８２】
グラフィカルユーザーインターフェース８３０により、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及び／又はリピーターコンポーネント４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及びノイズ温度１１４のうちの少なくとも１つのリピーターコンポーネント性能パラメータ１１０の再構成を可能にして、リピーターの予測性能がリピーターの望ましい性能の所定範囲内に入るようにすることができる。これに関して、グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、コンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）及び／又は送信地上局２６、受信地上局３０(図４)パラメータのうちの少なくとも１つのユーザー調節を可能にしてリピーター性能に与える影響を判断することができる。グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、グラフィカルユーザーインターフェース８３０に表示されたコンポーネント性能パラメータ１１０の各々に対するパラメータアジャスタ２２１(図４)を含むことができる。パラメータアジャスタ２２１は、図５に示す手順に関して上述した方法で、リピーターの予測性能がリピーターの望ましい性能の所定範囲内に入るまでユーザーがパラメータを調節しやすくすることができる。例えば、ユーザーはリピーターパス３８(図４)のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４及び予測Ｇ／Ｔ２９０が上述したように所定範囲内に入るまで、一又は複数のコンポーネント性能パラメータ１１０の増幅度１１６及び／又は損失１１２（図３）を調節することができる。
【００８３】
グラフィカルユーザーインターフェース８３０はさらに、リピーターコンポーネント４６の他のパラメータを調節するためのパラメータアジャスタ２２１(図４)を含むことができる。例えば、パラメータアジャスタ２２１は、パラメータアジャスタ２２１のうちの一つを使用して、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）５６(図４)の増幅度を最大化しながら（すなわち増加させながら）、進行波管６４（「ＴＷＴ」）増幅器（すなわちＨＰＡ）の電力出力が最大電力定格を下回るように維持してＴＷＴ６４増幅器の飽和を回避できるようにＨＰＡ増幅器の定格１２８(図４)を調節してリピーターの所望の性能を得るために含まれていてよい。さらに、パラメータアジャスタ２２１を操作して、リピーター３６のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４（図４）及び／又は予測Ｇ／Ｔ２９０（図４）を最大化するような方法で、ＬＮＡ５６のノイズ指数を最小限に抑えることができる。別の実施例では、グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、リピーターの予測性能が望ましい性能の所定範囲内に入るまで、リピーター受信アンテナ４４(図４)に関するノイズ温度１２２、増幅度１２４及び種々の損失１２６(図３)を調節するためのパラメータアジャスタ２２１を含むことができる。
【００８４】
ある実施形態では、リピーターパス評価システム８００は、メモリ装置８０６にインストールすることができるコンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４の命令を実行するための一又は複数のプロセッサ２０４を含むことができる。あるいは、プロセッサ８０４は、二以上の一体化されたプロセッサコアを有するマルチプロセッサコアを含むことができる。またさらに、プロセッサ８０４は主プロセッサと、チップ上に一体化された一又は複数の二次プロセッサを含むことができる。プロセッサ８０４はまた、複数の同様に構成されたプロセッサを有する多数のプロセッサシステムも含むことができる。
【００８５】
図８をさらに参照すると、リピーターパス評価システム８００はさらに、一又は複数の揮発性又は非揮発性の記憶装置８０８を含むことができる一又は複数のメモリ装置８０６を含むことができる。しかしながら、メモリ装置８０６はデータを記憶する任意のハードウェア装置を含むことができる。例えば、メモリ装置８０６は、通信パス８０２に含まれうるインターフェース及び／又は一体化されたメモリコントローラハブのランダムアクセスメモリ又はキャッシュを含むことができる。メモリ装置８０６は、様々な異なる種類のデータ、コンピュータによって読み取り可能なコード又はプログラム命令８２４、又は他の任意の種類の情報のうちのいずれか一つを恒久的に及び／又は一時的に記憶するように構成することができる。非揮発性記憶装置８０８は、非限定的に、フラッシュメモリ装置、ハードドライブ、光ディスク、ハードディスク、磁気テープ又は他の任意の長期間の保存に好適な実施形態を含む様々な構成で提供することができる。さらに、非揮発性記憶装置８０８は、取外し可能なハードドライブ等の取外し可能な装置を含むことができる。
【００８６】
リピーターパス評価システム８００は、リピーターパス評価システム８００に接続可能なコンポーネント間でデータの転送を促進する一又は複数の入力／出力装置８１０をさらに含むことができる。入力／出力装置８１０はリピーターパス評価システム８００に直接及び／又は間接的に結合させることができる。入力／出力装置８１０により、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン及び他の任意のデータをリピーターパス評価システム８００に入力するのに好適な装置等の周辺機器によって、ユーザーがシステムマネージャ８２６にデータ又はパラメータを入力しやすくすることができる。コンポーネント性能パラメータ１１０等のデータは、自律ベースで、又は別のコンピュータシステム（図示せず）の別のシステムマネージャ（図示せず）からのユーザコマンドを介してシステムマネージャ８２６に入力することも可能である。入力／出力装置８１０はさらに、リピーターパス評価システム８００の出力を表すデータを転送するための出力装置を含むことができる。例えば、入力／出力装置８１０は、リピーターパス評価システム８００によって処理されたデータの結果を表示するためのコンピュータのモニター又はコンピュータ画面等の表示装置８１４を含むことができる。例えば、グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、入力／出力装置を使用してシステムマネージャ８２６にロードされるデータを表示することができる。入力／出力装置８１０は、リピーターパス評価システム８００によって処理された情報のハードコピーを印刷するためのプリンタ又はファックス機器を任意に含むことができる。
【００８７】
図８をさらに参照すると、リピーターパス評価システム８００は、コンピュータネットワーク内の及び／又は他のプロセッサベースのシステムとのリピーターパス評価システム８００の通信を促進する一又は複数の通信装置８１２を含むことができる。リピーターパス評価システム８００のコンピュータネットワークとの又は他のプロセッサベースのシステムとの通信は、無線手段及び／又は有線接続によって行うことができる。例えば、通信装置８１２は、リピーターパス評価システム８００とコンピュータネットワーク間の無線通信又はケーブル通信を可能にするネットワークインターフェースコントローラを含むことができる。通信装置８１２はまた、モデム及び／又はネットワークアダプタ、又はデータ送受信用の様々な代替装置のうちのいずれか一つを含むことができる。
【００８８】
図５に関連して上述したようなリピーターパス３８（図４）を評価するための上述した手順の一又は複数の操作は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を使用して、プロセッサ８０４によって、及び／又は一又は複数のシステムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０によって実施することができる。同様に、図６に関して上述したような地上テスト中に、リピーター３６(図４)の物理的モデルのリピーター性能を判断するための上述した手順の一又は複数の操作は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を使用して、プロセッサ８０４によって、及び／又は一又は複数のシステムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０によって実施可能である。さらに、図７に関して上述したような軌道上のリピーター宇宙機（図１）用に利用可能に配置されたリピーター３６（図４）の性能を評価するための上述した手順の一又は複数の操作は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を使用して、プロセッサ８０４によって、及び／又は一又は複数のシステムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０によって実施可能である。
【００８９】
図８に示すように、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４はコンピュータが使用可能なプログラムコード及びコンピュータによって読み取り可能なプログラムコードを含んでいてよいプログラムコードを含むことができる。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４はプロセッサ８０４によって読み取り実行することが可能である。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４によりプロセッサ８０４が、リピーターパス(図５)を評価する、地上テスト(図６)中にリピーターパスの物理的モデルのリピーター性能を判断する、又は稼働中のリピーター（図７）の性能を評価することに関連する上述した実施形態の一又は複数の操作を実施することが可能になりうる。
【００９０】
さらに図８を参照すると、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４は、リピーターパス評価システム８００の操作命令を含むことができ、アプリケーション及びプログラムをさらに含むことができる。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４は、プロセッサ８０４によって、及び／又は一又は複数のシステムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０によって実行するために、一又は複数のメモリ装置８０６及び／又は非揮発性の記憶装置８０８に含まれる及び／又はロードされることが可能である。上に示したように、一又は複数のメモリ装置８０６及び／又は非揮発性の記憶装置８０８を、通信パス８０２を通して、図８に示す一又は複数の残りのコンポーネントに通信可能に結合させることができる。
【００９１】
コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４は、具体的な又は非具体的な、一時的な又は非一時的なコンピュータによって読み取り可能な媒体８１８に含むことができ、プロセッサ８０４によって実行するために、リピーターパス評価システム８００にロードする又は転送することができる。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４及びコンピュータによって読み取り可能な媒体８１８は、コンピュータプログラム製品８１６を含む。ある実施形態では、コンピュータによって読み取り可能な媒体８１８はコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０及び／又はコンピュータによって読み取り可能な信号媒体８２２を含むことができる。
【００９２】
コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は、非限定的に、例えばハードドライブ等の記憶装置にデータを転送するための、ドライブ、フラッシュメモリ装置又は他の記憶装置又はハードウェアにロード可能な光ディスク及び磁気ディスクを含む様々な異なる実施形態を含むことができる。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は、リピーターパス評価システム８００に取外しできないように取り付けることができる。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は任意の好適な記憶媒体を含むことができ、非限定的に、半導体システム又は伝播システムを含むことができる。これに関しては、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は、電子媒体、磁気媒体、光媒体、電磁気媒体、及び赤外線媒体を含むことができる。例えば、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は、磁気テープ、コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ、及び読取専用メモリを含むことができる。光ディスクの実施形態の非限定的な実施例には、コンパクトディスク−読取専用メモリ、コンパクトディスク−読み／書き、及びデジタルビデオディスクを含むことができる。
【００９３】
コンピュータによって読み取り可能な信号媒体８２２には、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を含むことができ、非限定的に、電磁気信号及び光信号を含む様々なデータ信号構成において具現化することが可能である。上記データ信号は、無線又は配線接続手段によるものを含む任意の好適な通信リンクによって送信することができる。例えば、配線接続手段は、光ファイバーケーブル、同軸ケーブル、信号線、及びデータを無線手段によって又は物理的手段によって送信するためのほかの任意の好適な手段を含むことができる。
【００９４】
さらに図８を参照すると、コンピュータによって読み取り可能な信号媒体８２２により、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を、非揮発性記憶装置又はリピーターパス評価システム８００内で使用する他の好適な記憶装置又はメモリ装置にダウンロードすることが容易になり得る。例えば、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０内に含まれるコンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を、サーバー、又は別のシステムのクライアントコンピュータからコンピュータネットワークを介してリピーターパス評価システム８００にダウンロードすることが可能である。
【００９５】
リピーターパス評価システム８００の様々な異なる実施形態のうちのいずれか一つを、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を実行できる任意のハードウェア装置又はシステムを使用して実行することが可能である。例えば、プロセッサ８０４は一又は複数の特定機能を実行するように構成されたハードウェアユニットを含むことができ、特定機能の実行において、機能を実行するためのコンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４はメモリ装置８０６に予めロードしておくことができる。
【００９６】
ある実施形態においては、プロセッサ８０４は、アプリケーションの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理回路、又は一又は複数の特定機能又は動作を実行するように構成された他の任意のハードウェア装置を含むことができる。例えば、プログラム可能な論理回路を一時的に又は永続的にプログラミングして、リピーターパスを評価する（図５）、リピーターパスの物理的モデルの地上テスト中にリピーター性能を判断する（図６）、又は稼働中のリピーターの性能を評価する（図７）手順に関連する一又は複数の操作を実行することができる。プログラム可能な論理回路は、プログラム可能論理アレイ、プログラム可能アレイ論理、フィールドプログラム可能な論理アレイ、及びフィールドプログラム可能なゲートアレイ、及び他の任意の好適な論理回路を非限定的に含むことができる。ある実施形態では、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を、一又は複数のプロセッサ８０４によって、及び/又はプロセッサ８０４と通信している一又は複数のハードウェアユニットを含む他の装置によって操作可能である。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４の特定部分をプロセッサ８０４によって実行することができ、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４の他の部分をハードウェアユニットによって実行することができる。
【００９７】
上述した様々な実施形態は、リピーター３６の物理的モデル（図４）を構築する必要性を除去するさらなる技術的効果によって一定のリピーターコンポーネント４６（図３）のリピーター性能を予測し、動作特性を測定して稼働中のリピーター３６の性能を予測する能力を提供するため、有利である。これに関し、上述した手順の一又は複数の操作を実行する技術的効果には、一定のリピーターコンポーネント４６からなるリピーター３６構成を設計する必要性の除去、一又は複数のリピーター３６構成の物理的モデルの構築、稼働中のリピーター性能を予測するために、リピーターパス３８（図４）において組み立てられた時のリピーターコンポーネント４６の動作特性の測定、及びその後の異なるリピーターコンポーネント４６の再設計、再度の組立て、及びリピーターの所望の性能を有するリピーター構成が出来上がるまで繰り返し再テストすることが含まれる。さらに、上述した様々な有利な実施形態は、様々な異なる状況及びノイズ環境において稼働する無限とも思える多様のリピーター構成のリピーター性能の予測における効率性及び精度を増加させる技術的効果を提供する。
【００９８】
本発明の追加の変更及び改善は当業者に明らかとなり得る。このため、本明細書に記載され図示したパーツの特定の組み合わせは本発明の特定の実施形態のみを表すものであり、本発明の精神及び範囲内の代替実施形態又は装置を限定するものではない。
【００９９】
本発明はまた、下記の実施形態も含む。
１． リピーターパスのリピーター性能を制御する方法であって：
送信地上局及び受信地上局のパラメータを識別し；
リピーターパスの少なくとも一つのリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含むコンポーネント性能パラメータを識別し；
リピーターパスのリピーター性能を、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及び少なくとも一つのリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータの関数として予測し；
グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）上で、リピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含むコンポーネント性能パラメータ、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及びリピーターの予測性能を通信し；
コンポーネント性能パラメータの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを調節して、リピーターの予測性能がリピーターの所望の性能の所定範囲内であるように管理する
ステップを含む方法。
【０１００】
２． コンポーネント性能パラメータを識別するステップが、リピーターコンポーネントに関連するノイズ温度を識別することをさらに含み；
コンポーネント性能パラメータの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを調節するステップが、ノイズ温度を調節することをさらに含む
実施形態１の方法。
【０１０１】
３．リピーターコンポーネントがリピーター受信アンテナを含み：
リピーターの予測性能が所望の性能パラメータの所定範囲内に入るまで、リピーター受信アンテナのアンテナ増幅度を調節する
ステップをさらに含む実施形態１の方法。
【０１０２】
４．コンポーネント性能パラメータを調節するステップが：
ダウンリンクの予測等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）及びリピーターパスの増幅度とノイズ温度の予測比率（Ｇ／Ｔ）のうちの少なくとも一つが、所望のＥＩＲＰ及び所望のＧ／Ｔ各々の所定範囲内に入るまで、コンポーネント性能パラメータを調節する
ことを含む、実施形態１の方法。
【０１０３】
５．リピーターコンポーネントが低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、最大電力定格を有する高電力増幅器（ＨＰＡ）を含み：
ＨＰＡを最大電力定格以下に維持しながら、リピーターの所望の性能を得るためにＬＮＡの増幅度を最大化する
ステップをさらに含む、実施形態４の方法。
【０１０４】
６．ダウンリンクの予測ＥＩＲＰとリピーターの予測Ｇ／Ｔを最大化するように、ＬＮＡのノイズ指数を最小限に抑える
ステップをさらに含む、実施形態５の方法。
【０１０５】
７．リピーターコンポーネントが最大電力定格を有する高電力増幅器を含み、リピーターの予測性能が、リピーターの入力電力レベルに相対的な高電力増幅器の飽和を含み、本方法がさらに：
リピーターの入力電力レベルが結果的に約０．０〜−２．０ｄＢＷの相対飽和になるように、コンポーネント性能パラメータを調節する
ステップを含む、実施形態１の方法。
【０１０６】
８．リピーターパスが曲管リピーターパスを含む、実施形態１の方法。
【０１０７】
９．リピーターの所望の性能が得られる調節されたコンポーネント性能パラメータを有するリピーターコンポーネントを含むリピーターパスの物理的モデルを構築する
ステップをさらに含む、実施形態１の方法。
【０１０８】
１０．入力端部及び出力端部を有するリピーターパスの物理的モデルを供給し；
各入力端部及び出力端部におけるリピーターの入力電力レベル及びリピーターの出力電力レベルを計算して、リピーターの予測性能に対応させ；
計算したリピーターの入力電力レベルとほぼ等しい大きさを有する、合成テストＲＦ信号を入力端部に適用し；
出力端部に結合されたダウンリンクの電力計を使用して、テストＲＦ信号の適用に応じたリピーターの出力電力レベルを測定し；
リピーターの測定出力電力レベルと計算されたリピーターの出力電力レベルとの差に基づき、物理的モデルのリピーターの実際の性能を判断する
ステップをさらに含む、実施形態１の方法。
【０１０９】
１１．曲管リピーターパスの性能を制御するシステムであって：
入力端部及び出力端部を有するリピーターパスの物理的モデルであって；
リピーターパスが、リピーターの予測性能を、送信地上局、受信地上局のパラメータ、及び複数のリピーターコンポーネントのうちの少なくとも一つの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータの関数として有するように構成されており；
リピーターパスがさらに、入力及び出力端部それぞれにおいて計算され、リピーターの予測性能と対応するリピーターの入力電力レベルと、リピーターの出力電力レベルを有するように構成されており；
計算されたリピーターの入力電力レベルとほぼ等しい大きさを有する合成テストＲＦ信号が入力端部に適用される；
リピーターパスの物理的モデルと、
出力端部に結合され、テストＲＦ信号の適用に応じてリピーターの出力電力レベルを測定するように構成されたダウンリンク電力計であって；
リピーターの測定出力電力レベルと、計算されたリピーターの出力電力レベルとの差に基づいて、リピーターの実際の性能を判断し；
少なくとも一つのリピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータが、リピーターの測定出力電力レベルが計算されたリピーターの出力電力レベルの所定範囲内となるまで調節されるダウンリンク電力計
を含むシステム。
【０１１０】
コンポーネント性能パラメータを調節するステップが：
リピーターコンポーネントのノイズ温度を調節する
ことを含む、実施形態１１の方法。
【符号の説明】
【０１１１】
１０ 衛星のリピーター通信システム
１２ 損失
１４ 地球
１６ 増幅度
１８ アップリンクパス
２０ アップリンク信号
２２ ダウンリンクパス
２４ ダウンリンク信号
２５ リピーターの算出入力電力
２６ 送信地上局
２８ 送信地上局アンテナ
３０ 受信地上局
３４ 軌道上の宇宙機
３６ リピーター
３８ リピーターパス
４０ 入力端部
４２ 出力端部
４４ リピーター受信アンテナ
４６ リピーターコンポーネント
４８ 入力テストカプラー
５０ 導波管
５２ ケーブル
５４ 送信阻止フィルタ
５６ 低ノイズ増幅器
５８ ダウンリンク変換器
６０ ＩＭＵＸ
６２ ダイナミックリンク割当装置
６４ 進行波管増幅器
６６ 出力マルチプレクサ
６８ 出力テストカプラー
１００ 評価システム
１０２ システムマネージャ
１０４ リピーター構成
１０８ リピーターパスの段
１１２ 損失
１１４ ノイズ温度
１１６ 増幅度
１１８ ノイズ指数
１２０ リピーター受信アンテナパラメータ
１２２ 受信アンテナのノイズ温度
１２４ 増幅度
１２６ 損失
１２８ ＨＰＡ増幅器の定格
１３０ リピーター送信アンテナの増幅度
１３２ 位置セレクター
１３６ アップリンクの信号周波数
１３８ ダウンリンクの信号周波数
１４０ 信号の帯域幅
１４２ 信号データ速度
１４６ アップリンクの推定ＥＩＲP
１４８ アップリンクの推定レンジ
１５０ 送信地上局の増幅度とノイズ温度との比率
１５２ 地上局のダウンリンクアンテナ増幅度
１５４ アップリンクの推定大気損失
１５６ ダウンリンクの大気損失
２００ グラフィカルユーザーインターフェース
２０２ リピーター構成ファイルメニュー
２０４ ロードバジェットボタン
２０６ 凡例区分
２０８ リピーターの予測性能パラメータ
２１０ 入力データ
２１２ 算出データ
２１４ 算出ＲＦレベル
２１６ オーバードライブ／飽和
２１８ ウィンドウ「オーバードライブ／飽和」凡例区分
２２０ 終了ボタン
２２１ パラメータアジャスタ
２２２ リピーターコンポーネント区分
２２４ リピーターパスの累積電力レベル
２２６ リピーターパスの累積ノイズ指数
２２８ 送信地上局のパラメータ
２３０ 受信地上局のパラメータ
２３４ 飽和レベル選択ボタン
２３６ アップリンクパス損失
２３８ アップリンクの搬送波とノイズ密度との比率
２４０ ダウンリンクの受信電力
２４２ 飽和レベル区分
２４４ 高電力増幅器の出力電力
２４５ リピーターの出力電力レベル
２４６ リピーターの算出入力電力レベル
２４８ 算出相対飽和
２５０ テスト機器設定区分
２５２ テスト信号合成器の最大出力
２５４ ケーブル損失
２５８ リピーターの算出入力電力
２６０ テストＲＦ信号
２６２ オーバードライブ制限
２６４ リピーターの物理的モデルとアップリンク電力計との間の接続部の損失
２６６ リピーターパスの物理的モデルとダウンリンク電力計との間のカプラー損失
２６８ アップリンクの算出ケーブル損失
２７６ Ｇ／Ｔ区分
２７８ リピーターノイズ指数
２８０ システム温度
２８２ システム温度
２８４ リピーターの温度
２８６ リピーターの温度
２８８ 変換係数
２９０ リピーターパスの予測Ｇ／Ｔ
２９２ ＥＩＲＰ区分
２９４ ダウンリンクのパス損失
２９６ 受信地上局における搬送波とノイズとの比率
２９８ 搬送波とノイズ密度との比率
３００ エネルギーとノイズ密度との比率
３０２ 変換係数
３０４ ダウンリンクの予測ＥＩＲP
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して通信システムに関し、さらに具体的には、リピーター構成を設計し、検証するシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信システムにおいて、衛星などのリピーターは、地上局から信号を受信し、受信した信号を別の地上局に転送することができる。この信号は、特定量の信号電力で、地上局から最初に送信される。地上局からアップリンク上のリピーターへ信号が最初に送信され、リピーターによって信号が処理され、ダウンリンク上の受信地上局に転送される間に、信号電力の一部が消費される。加えて、リピーターに含まれうる一又は複数の増幅器によって信号に電力を追加することができる。
【０００３】
理想的なのは、信号が所望の信号品質を有するように、信号が十分な電力を有して受信地上局において受信されることである。さらに、ダウンリンク前に信号の電力を増幅させるのに消費する電力等の、リピーターによって費やされる電力量を最小限に抑えることが一般的に望ましい。同様に、リピーターによって信号が処理されている間に起りうる信号電力の損失を最小限に抑えることが一般的に望ましい。
【０００４】
リピーターシステムの設計及び開発において、開発者は例えば非限定的に、フィルタ、マルチプレクサ、増幅器、及び他のコンポーネントを含む、様々な異なるリピーターのコンポーネントを組み入れることができる。各コンポーネントは、それに関連する損失と増幅度を有し、これらは信号がリピーターによって処理される際の信号電力の増幅度と損失に影響する。さらに、同じ構成を有し、同じメーカーによって製造可能なコンポーネントは、異なる増幅度、損失及びノイズ値等の異なる性能特性を有する場合がある。
【０００５】
この点について、同一のコンポーネントを有する同一の構成を有するリピーターシステムは、リピーターコンポーネントの個々の増幅度又は損失の累積的影響のために、異なる性能特性を呈する場合がある。リピーターのコンポーネントの累積的影響により、特定のリピーターの動作特性が設定された動作特性から外れ、リピーターの再検査後に、物理的モデルのコンポーネントの交換に高い費用及び多大な時間が要求されうる。このシナリオは、リピーターが仕様の範囲内において動作することを可能にするコンポーネント一式がリピーターに含まれるまで、反復プロセスにおいて繰り返されうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、リピーターの物理的モデルをテストする必要なしに、様々な異なるコンポーネントでリピーターの性能を解析することができるリピーターシステムを設計する、また開発するシステム及び方法が技術的に必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
リピーターシステムの設計及び開発に関する上記ニーズは、本発明によって対処し緩和される。本発明は、一実施形態において、リピーターパスを評価する方法を提供し、この方法は、送信地上局及び受信地上局のパラメータを識別し、リピーターパスにおける少なくとも一つのリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含むコンポーネントの性能パラメータを識別するステップを含む。本方法はさらに、リピーターパスのリピーター性能を、送信及び受信地上局のパラメータの関数、及び少なくとも一つのリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネントの性能パラメータの関数として予測することを含むことができる。本方法はさらに、リピーターコンポーネントの少なくとも一つの増幅度、損失及びノイズ指数を含むコンポーネントの性能パラメータ、送信及び受信地上局のパラメータ、及びリピーターの予測性能を通信することを含むことができる。本方法はさらに、コンポーネントの性能パラメータの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを調節して、リピーターの予測性能が、リピーターの所望の性能の所定の範囲内に収まるようにすることを含むことができる。
【０００８】
さらなる実施形態では、曲管リピーターパスの性能を判断する方法が開示されており、この方法は、入力端部及び出力端部を有するリピーターパスの物理的モデルを提供し、リピーターパスのリピーター性能を、送信地上局及び受信地上局のパラメータの関数、複数のリピーターのコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネントの性能パラメータの関数として予測するステップを含む。本方法は、入力及び出力端部それぞれにおけるリピーターの入力電力レベルとリピーターの出力電力レベルを計算し、予測されるリピーターの性能に対応させることを含むことができる。合成テストＲＦ信号を入力端部に適用することができる。テストＲＦ信号の大きさは、計算したリピーターの入力電力レベルにほぼ等しいものであってよい。本方法はさらに、出力端部に連結されたダウンリンク電力計を使用して、テストＲＦ信号の適用への応答におけるリピーターの出力電力レベルを測定することを含むことができる。本方法はさらに、測定されたリピーターの出力電力レベルと、計算されたリピーターの出力電力レベルとの差に基づいて実際のリピーターの性能を判断することを含むことができる。
【０００９】
さらなる実施形態において、軌道上の宇宙船の曲管リピーターパスを評価する方法が開示されている。本方法は、送信及び受信地上局のパラメータ、及びリピーターパスに含まれるリピーターのコンポーネントの性能パラメータを識別するステップを含むことができる。本方法はさらに、軌道上の宇宙船からテレメトリーデータを受信し、このテレメトリーデータにはリピーターの実際の性能が含まれており、リピーターの実際の性能に関連するアップリンクの実際の等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）、及びアップリンクの実際の大気損失を識別することを含むことができる。アップリンクの予測ＥＩＲＰ、及びアップリンクの予測大気損失は、アップリンクの実際のＥＩＲＰと、アップリンクの実際の大気損失と実質的に等しくなるように調節することが可能である。本方法は、リピーター性能を、リピーターコンポーネントの性能パラメータ、送信及び受信地上局、及び調節されたアップリンクの推定ＥＩＲＰ及び調節されたアップリンクの推定大気損失の関数として予測することを含むことができる。本方法はまた、リピーターの予測性能及びリピーターの実際の性能との差を計算し、次にリピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータを、リピーターの予測性能とリピーターの実際の性能との差が所定範囲内になるまで調節することを含むことができる。
【００１０】
また、リピーターパスを評価するシステムも開示されており、このシステムは、システムマネージャ、性能計算機、及びグラフィカルユーザーインターフェースを含むことができる。システムマネージャは、一又は複数の送信地上局及び受信地上局、及びリピーターパスにおける一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含む、一又は複数のリピーターコンポーネントの性能パラメータの複数の個々のパラメータを取得するように構成することができる。性能計算機はシステムマネージャと通信していてよく、リピーターパスのリピーターの予測性能を、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及び一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つの関数として計算するように構成することができる。グラフィカルユーザーインターフェースは、一又は複数の送信地上局及び受信地上局のリアルタイムに予測される個々の性能パラメータ、及び一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを表示することができる。グラフィカルユーザーインターフェースにより、送信地上局及び受信地上局の複数の個々のパラメータのうちの少なくとも一つと、増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのリピーターコンポーネントの性能パラメータの再構成を可能にして、リピーターの予測性能をリピーターの所望の性能の所定範囲内に入るようにすることが可能である。
【００１１】
説明した特徴、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態において個別に達成することができる、または下記の説明及び図面を参照することによってさらに詳細を理解することができる更に別の実施形態と組み合わせることができる。
【００１２】
本発明のこれらの特徴及び他の特徴は、添付の図面を参照することによりさらに明らかとなる。図面全体において同じ番号は同じパーツを指している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】リピーター宇宙機と、アップリンク及びダウンリンクの電波到達範囲を示す概略図である。
【図２】宇宙機に組み込むことができるリピーターパスの実施形態の概略図である。
【図３】リピーターパスのコンポーネントのパラメータを入力するためのシステムマネージャの実施形態の図である。
【図４】リピーターパスを評価するためのグラフィカルユーザーインターフェースの実施形態の図である。
【図５】リピーターパスを評価する手順に含むことができる一又は複数の操作の実施形態の図である。
【図６】リピーターパスの物理的モデルの性能を判断する手段に含むことができる一又は複数の操作の実施形態の図である。
【図７】軌道上のリピーターの性能を評価する手順に含むことができる一又は複数の操作の実施形態の図である。
【図８】リピーターパスのリピーター性能を予測する手順の一又は複数の操作を実行するためのリピーターパス評価システムの実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の様々な好適な実施形態を示す目的で記載された図面をここで参照する。図１に示すのは、アップリンク信号２０及びダウンリンク信号２４をアップリンクパス１８及びダウンリンクパス２２に沿って送信し、地球１４の一部においてダウンリンク電波到達範囲１６を画定する宇宙機３４の概略図である。宇宙機３４は、曲管リピーター３６として構成可能であるリピーターパス３８を画定するリピーター３６を組み込むことができる。リピーターパス３８は、一又は複数の送信地上局２６から無線周波（ＲＦ）信号を受信して、ＲＦ信号を一又は複数の受信地上局３０に再送信するように構成可能である。
【００１５】
リピーターパス３８は、本明細書に開示されるような評価システム１００（図３）を使用して、設計、開発及び評価することができる。評価システム１００は、図３に示すものと同様のシステムマネージャ１０２を含むことができ、このシステムマネージャ１０２は図４に示すものと同様のグラフィカルユーザーインターフェース２００（ＧＵＩ）に連結することが可能である。評価システム１００はリピーターパス３８（図１）を形成するリピーターコンポーネント４６（図２）の個々の値又は性能パラメータを調節して、リピーターパス３８（図１）のリピーターの予測性能２０８（図４）への影響を評価することができる手段を提供するため、有利である。加えて、図１に示す送信地上局２６及び受信地上局３０のパラメータを調節して、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８（図４）への影響を評価することができる。例えば、リピーターの予測性能２０８の測定値には、受信地上局３０へダウンリンク方向にＲＦ信号を送信する際にリピーター３６（図１）の送信アンテナによって発信される出力レベルを含むことができる。リピーターの送信アンテナによって放射される出力は、等価等方放射電力（ＥＩＲＰ）として定義することができ、ダウンリンク方向に沿ってリピーターの送信アンテナによって発信される信号の強度又は大きさを表しうる。
【００１６】
ある実施形態では、評価システム１００（図３）と本明細書に開示された方法により、リピーターパス３８（図１）の性能を予測して、リピーターパスの所望の性能と比較しやすくすることができる。図２に示すように、リピーターパス３８は、各々個々のコンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）を有するリピーターコンポーネント４６を含むことができる。リピーターコンポーネント４６（図２）の例えば増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及びノイズ温度１１４（図３）等のコンポーネントの性能パラメータ１１０を識別する又は取得することができ、図３のシステムマネージャ１０２に入力することができる。所定のリピーターパス３８構成のリピーターコンポーネント４６のコンポーネント性能パラメータ１１０を識別し、システムマネージャ１０２（図３）にロードした後で、グラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）を介してリピーター３６の性能を予測する及び通信する又は表示することができる。
【００１７】
コンポーネントの性能パラメータ１１０は、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００を使用して、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８（図４）が望ましいリピーターパス性能の所定範囲内に収まるまで調節することができる。例えば、リピーターパス３８は、送信地上局のアンテナ２８（図１）によってアップリンクパス１８（図１）に沿って送信されたアップリンク信号２０（図１）を受信するためのリピーター受信アンテナ４４（図１）を有することができる。リピーター受信アンテナ４４は、リピーターの受信アンテナ４４がアップリンク信号２０を受信した時に、リピーターの受信アンテナ４４によるアップリンク信号２０に与える増幅を示す増幅度パラメータを含む、リピーターの受信アンテナパラメータ１２０（図３）を有することができる。
【００１８】
図４を簡単に参照すると、グラフィカルユーザーインターフェース２００は、リピーターコンポーネント４６の増幅度１１６（図３）及び／又は他のコンポーネント性能パラメータ１１０(図３)を調節して、下記に詳細説明を記載するように、予測されるダウンリンクの等価等方放射電力（ＥＩＲＰ）３０４（図４）及び／又は予測される増幅度対ノイズ温度の比率（「Ｇ／Ｔ」）２９０（図４）、及びリピーターパス３８の他のパス性能パラメータ３８への影響を評価するための手段を提供する。アンテナの増幅度対ノイズ温度の比率（「Ｇ／Ｔ」）において、「Ｇ」はアンテナの増幅度を表し、「Ｔ」はアンテナのシステムノイズ温度を表す。
【００１９】
加えて、評価システム１００（図３）及び方法は、評価システム１００を使用してリピーターパス３８を設計及び開発中に定義された同じコンポーネント性能パラメータ１１０を有し得るリピーターコンポーネントから成るリピーターパス３８（図１）の物理的モデルの動作特性を検証する手段を提供する。さらに、本明細書に開示された評価システム１００及び方法は、評価システム１００を使用して、設計、開発及び地上テスト済みのリピーターパス３８を有する軌道上の衛星の性能を解析する手段を提供することができる。本明細書に開示された評価システム１００及び方法は、衛星のリピーター通信システム１０（図１）のリピーターパス３８の設計、開発及び評価（すなわちテスト）に限定するものではなく、非限定的に、任意の海洋、陸上、航空機搭載用又は宇宙ベースの通信システム又は上記システムの任意の組合せを含む、任意のＲＦ通信システムに適用することが可能であることに注目すべきである。
【００２０】
図２を参照すると、評価システム（図３）がリピーターの予測性能を計算することができる、リピーターパス３８の非限定的な実施形態を示している。図２に示すリピーターパス３８は、リピーター受信アンテナ４４（図４）を連結させることができる入力端部４０を含む。図２に示すように、入力テストカプラー４８及び出力テストカプラー６８はリピーターパス３８のそれぞれの入力端部４０及び出力端部４２に位置して、リピーターパス３８の物理的モデルのテスト及び検証をやりやすくすることができる。例えば、下記にさらなる詳細を記載するように、テスト機器をリピーターパス３８の入力端部４０及び出力端部４２に連結することができ、リピーター３６（図１）が利用可能になる前の地上テスト中に、入力端部４０（図４）においてリピーターパス３８に合成テストＲＦ信号２６０（図４）を適用し、出力端部４２（図４）において信号の強度を測定することができる。
【００２１】
さらに図２を参照すると、リピーターパス３８はリピーター受信アンテナ４４（図４）によって受信したアップリンク信号２０（図１）を処理するための一又は複数のリピーターコンポーネント４６を含むことができる。例えば、図２に示すように、テストカプラー４８を、リピーターパス３８に含まれていてよい送信阻止フィルタ５４（「ＴＲＦ」）に連結して、リピーター送信アンテナ（図示せず）によって送信される可能性があり、リピーター３６(図１)の動作を不利に妨げる可能性のある信号を阻止することができる。ＴＲＦ５４は、導波管５０又は他の好適な信号管路によって、入力テストカプラー４８に連結させることができる。リピーターパス３８はまた、リピーターの受信アンテナ４４が受信した信号を増幅する低ノイズ増幅器５６（「ＬＮＡ」）も含むことができる。ＬＮＡ５６はまた、導波管５０又は他の好適な装置によってＴＲＦ５４に通信可能に連結させることもできる。ＬＮＡ５６は、リピーターパス３８の入力端部４０近辺にＬＮＡ５６が位置する関係で、信号に入るノイズを最小限に抑えながら信号を増幅させることが好ましい。
【００２２】
図２に示すように、リピーターパス３８はさらに、リピーターの送信アンテナが信号を送信する前に、アップリンク周波数１３６（例：１１０００ＧＨｚ、図３〜４）からダウンリンク周波数１３８（例：１２０００ＧＨｚ、図３〜４）に信号周波数を変換するダウンリンク変換器５８（「ＤＣ」）を含むことができる。入力マルチプレクサ６０（「ＩＭＵＸ」）をリピーターパス３８に含めて、例えば高出力増幅器６４（「ＨＰＡ」）（図３〜４）等の一又は複数の増幅器が各通信路を増幅する前に、信号の帯域幅１４０（図３〜４）を異なる通信路に分離させることができる。
【００２３】
図２は、非限定的に、ＩＭＵＸ６０と進行波管６４（「ＴＷＴ」）増幅器の間にもまた含まれうるダイナミックリンク割当（「ＤＬＡ」）装置６２を含む追加のリピーターコンポーネント４６を示す。一実施形態では、ＨＰＡ(図３〜４)は一又は複数のＴＷＴ４６増幅器を含むことができるが、他のＨＰＡ構成も考えられる。ＴＷＴ４６増幅器を出力マルチプレクサ６６（「ＯＭＵＸ」）に通信可能に連結させて、リピーターの送信アンテナへ送る前に、通信路をダウンリンク周波数１３８（図３〜４）に再結合させることができる。先に示したように、リピーターパス３８（図２）に出力端部４２における出力テストカプラー６８を含めて、リピーター３６（図１）が利用可能になる前に、リピーターパス３８をテストすることができる。リピーターパス３８の上述した実施形態は、本明細書に開示された評価システム１００及び方法を使用して、設計、開発及び評価できる比較的幅広いリピーターパス３８構成のうちの一つの例であることに注目すべきである。
【００２４】
図３を参照すると、リピーターパス３８を形成するリピーターコンポーネント４６のパラメータを受信するように構成されたシステムマネージャ１０２の実施形態が示されている。システムマネージャ１０２は、例えば評価システム１００（図３）のユーザー等によって、コンポーネントの性能パラメータ１１０を入力しやすくなるように構成することができる。コンポーネントの性能パラメータ１１０の識別及びシステムマネージャ１０２へのロードにより、下に記すように、リピーターパス３８の性能の設計、評価及び／又は検証がやりやすくなる。さらに、図３のシステムマネージャ１０２により、送信地上局２６（図１）及び受信地上局３０（図１）のパラメータ２２８（図４）の入力をしやすくすることができる。上記したように、システムマネージャ１０２内に入力又は受信することができる、リピーターコンポーネント４６のコンポーネント性能パラメータ１１０の非限定的な実施例には、リピーターパス３８の所定のシステム構成１５８の一又は複数のコンポーネント４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及びノイズ温度１１４が挙げられ、また同様に、送信地上局２６及び受信地上局３０のパラメータ２２８、２３０が挙げられる。
【００２５】
図３を参照すると、システムマネージャ１０２により、リピーターパス３８の各段１０８における各コンポーネント４６の個々の損失１１２の入力がしやすくなり得る。段１０８は、リピーターパス３８におけるリピーターコンポーネント４６の位置として定義することができる。図３は、「損失２」として識別される段１０８を示し、ここにはコンポーネント４６がリストに記載され、所定のリピーターコンポーネント４６と関連しうる。例えば、「損失２」として識別される段１０８においては、リピーターコンポーネント４６は、ＴＲＦ５４と、ＴＲＦ５４に関連しうる様々なコネクタ、スイッチ、及び他の様々な品目を含むことができる。各リピーターコンポーネント４６の個別の損失１１２は、例えばメーカー等から入手することができ、評価システム１００のユーザー等がシステムマネージャ１０２に入力することができる。例えば、段１０８は「損失２」として識別される段を含むことができ、このリストには、送信阻止フィルタ５４が０．１５ｄＢの損失１１２を有することが表示されている。
【００２６】
図３にはリスト記載されていないが、システムマネージャ１０２に入力される損失１１２、増幅度１１６及びノイズ指数１１８はｄＢで、又は他の任意の好適な単位で表すことができる。段１０８において所定のリピーターコンポーネント４６に関連する損失１１２の合計もまたシステムマネージャ１０２に含まれていてよい。例えば、「損失２」として識別されるステージ１０８について、合計損失１１２はｄＢで表すことができる０．５６と表示されている。加えて、ノイズ温度１１４は、各リピーターコンポーネント４６と関連していてよく、これもまた識別し、図３に示すシステムマネージャ１０２に入力することも可能である。ノイズ温度１１４は、所定の損失の大きさに関連する温度を表す。ノイズ温度１１４の増加は一般に、コンポーネントにおける損失の増加と相互に関連があり得る。例えば、図３は、「損失２」と表示される段１０８の０．５６の損失に関連する２９０．００（Ｋ）のノイズ温度を示す。２９０．００Ｋからのノイズ温度１１４の増加により、「損失２」と識別される段に表示される０．５６ｄＢの損失よりも損失が増加し得る。
【００２７】
図３は、図２のリピーターパス３８に関して上述したＬＮＡ５６（すなわち、低ノイズ増幅器）として識別されるリピーターコンポーネント４６を示す。図３のシステムマネージャ１０２では、増幅度１１６及び関連するノイズ指数１１８をＬＮＡ５６及び追加のリピーターコンポーネント４６に対して入力することができる。例えば、３９．５０ｄＢの増幅度と、１．５０ｄＢのノイズ指数を、ＬＮＡ５６に対してシステムマネージャ１０２に入力することができる。ＬＮＡ５６に関連する追加のハードウェアがあってよく、このハードウェアはリピーターパス３８の段１０８の合計損失に寄与しうる損失を有していてよい。例えば、「損失３」として識別される段１０８は、０．５０ｄＢの損失を有する「同軸パッド」と、０．４０ｄＢの損失を有する、記述的に命名されたマイクロ波「Ｔスイッチ」を含むことができる。Ｔスイッチはおおむね「Ｔ」の形状を有することができ、２つの入力ポートと１つの出力ポートを含み、出力ポートを通過する２つの入力信号のうちの一つの選択を可能にする３つのポートを含むことができる。
【００２８】
ＬＮＡ５６に関連するハードウェアの損失１１２を、各段１０８について表示される損失に関連しうるノイズ温度１１４として、システムマネージャ１０２に入力することができる。各段１０８の合計損失を計算することができる。例えば、「損失３」として識別される段１０８は７．８４ｄＢの合計損失を有するとして表示されている。これと同様に、例えば損失１１２、ノイズ温度１１４、増幅度１１６、及びノイズ指数１１８等のコンポーネントの性能パラメータ１１０全てを、コンポーネントパラメータ４７に対して識別して、所定のリピーターパス３８構成に対しシステムマネージャ１０２内で受信することができる。
【００２９】
さらに図３を参照すると、リピーター受信アンテナ４４（図４）のパラメータもシステムマネージャ１０２に入力することができる。例えば、リピーター受信アンテナのノイズ温度１２２をケルビンの単位又は他の任意の好適な単位でシステムマネージャ１０２に入力することができる。アンテナのノイズ温度１２２は地球１４（図１）から及び宇宙からのノイズに関連付けすることができ、リピーター受信アンテナ４４が受信するアップリンク信号２０（図１）の周波数の関数であってよい。さらに、アンテナのノイズ温度１２２はリピーター受信アンテナ４４の増幅度に作用する可能性がある。システムマネージャ１０２により、リピーター受信アンテナ４４に関連するノイズ温度１２２、増幅度１２４、及び様々な損失１２６等のパラメータの入力を促進することができる。上記の様々な損失１２６は、リピーター受信アンテナ４４の製造欠陥による損失も含むことができる。
【００３０】
図３はさらに、増幅度１１６、損失１１２及びノイズ１１４、１１８に加えてさらなるリピーターのパラメータを受信するように構成されたシステムマネージャ１０２を示す。例えば、ＨＰＡ増幅器の定格１２８の値をシステムマネージャ１０２に入力することができ、飽和状態になる前のＨＰＡ６４の最大電力レベルを表すことができる。ダウンリンクのリピーター送信アンテナの増幅度１３０もまた、他のパラメータと同様に入力することができる。システムマネージャ１０２は、位置セレクター１３２（図４）を使用して選択可能な送信地上局２６及び／又は受信地上局３０（図１）の位置リストを含むことができる。受信地上局３０の位置の選択は、図４に関してより詳しく記載されるように、受信地上局３０の位置に関連のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４等のリピーターの予測性能２０８（図４）に影響を与えうる。
【００３１】
図３に示すシステムマネージャ１０２が受信することができる追加の地上局パラメータは、アップリンクの信号周波数１３６、ダウンリンクの信号周波数１３８、信号の帯域幅１４０及び信号データ速度１４２を含む。送信地上局のアンテナ２８（図４）関連のパラメータ、例えばアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６及びレンジ１４８、又は軌道上の宇宙機３４(図４)の送信地上局２６（図４）からの距離もまた、図３のシステムマネージャ１０２に入力することができる。さらに、送信地上局２６のノイズ性能を送信地上局２６の増幅度とノイズ温度の比率（「Ｇ／Ｔ」）１５０の形で入力することができる。
【００３２】
アップリンクの推定大気損失１５４及びダウンリンクの推定大気損失１５６もまた、システムマネージャ１０２内で識別し受信することができる。アップリンクの推定大気損失１５４及びダウンリンクの推定大気損失１５６は、ヌル値（すなわち、０．００）を有するものとして図３に示されており、これは、きれいな空気、及び／又は降水量がゼロであることに起因して大気損失がないことを表しうる。しかしながら、アップリンクの推定大気損失１５４及びダウンリンクの推定大気損失１５６の非ゼロ値を入力して、地球の大気中を通過している時のアップリンク信号２０及びダウンリンク信号２４（図１）の減衰を考慮に入れることができる。
【００３３】
ここで図４を参照すると、評価システム１００（図３）のグラフィカルユーザーインターフェース２００が示されている。グラフィカルユーザーインターフェース２００は、図３のシステムマネージャ１０２に示すのと同じリピーターコンポーネント４６を含むことができるリピーターコンポーネント区分２２２を含むことができる。グラフィカルユーザーインターフェース２００は、グラフィカルユーザーインターフェース２００に表示されたデータの種類を区別する手段を含むことができる凡例区分２０６を含むことができる。例えば、凡例区分２０６は、グラフィカルユーザーインターフェース２００にロードされ、システムマネージャ１０２(図３)から抽出されたパラメータデータを区別するしるしを含むことができ、また算出可能なリピーター性能２０８のデータも含むことができる。
【００３４】
本開示の目的で、図４はグラフィカルユーザーインターフェース２００に表示される異なる種類の値に対応する異なるクロスハッチングパターンのしるしを示す。しかしながら、例えば色等の任意の好適な機構を使用してグラフィカルユーザーインターフェース２００に表示される異なる種類のデータを区別することができる。これに関しては、凡例区分２０６は入力データ２１０、算出データ２１２、算出ＲＦレベル２１４、及びオーバードライブ／飽和２１６を識別することができ、これらは各々異なる識別機構、例えばしるし、色、又は他の識別機構に対応しうる。評価システム１００(図３)を終了させるための終了ボタン２２０も含むことができる。
【００３５】
図４は、入力データ２１０が図３に示すシステムマネージャ１０２に入力され、「ロードバジェット」として識別されるリピーター構成のロードボタン２０４を選択することにより、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードすることができるパラメータと相互に関連することを示す。算出データ２１２は、評価システム１００（図３）によって計算することができ、図３のシステムマネージャ１０２に入力されたコンポーネントの性能パラメータ１１０、及び送信地上局２６及び受信地上局３０の性能パラメータ１１０に基づいて、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８を定義することができる。算出データ２１２の実施例として、図４に示すリピーターの予測性能２０８データは、図３に関して上述したような、また図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００のリピーターコンポーネント区分２２２において示したようなリピーターパス３８の各段１０８におけるリピーター電力レベル２２４及び／又はノイズレベル２２６を含むことができる。リピーターの予測性能２０８にはまた、リピーターパス３８のＥＩＲＰ及びＧ／Ｔ、及び他のリピーター性能の値が含まれうる。
【００３６】
図４はまた、リピーター構成１０４（図３）を選択してグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードするためのリピーター構成ファイルメニュー２０２を含むシステム構成１５８（図３）のセレクタオプションも示す。各リピーター構成１０４ファイルは、図３のシステムマネージャ１０２において定義され、システムマネージャ１０２に予めロードされ、リピーター構成１０４を定義する一連のコンポーネント性能パラメータ１１０を表すことができる。上に記載したように、リピーター構成１０４ファイルは、リピーターパス３８構成の一定のリピーターコンポーネント４６（図３）を表し、送信地上局２６パラメータ及び受信地上局３０パラメータをさらに含む。ロードバジェットボタン２０４を選択すると、図３のシステムマネージャ１０２に入力されたリピーターコンポーネント４６のパラメータ、及び送信地上局２６及び受信地上局３０（図４）のパラメータが、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００に追加される。例えば、グラフィカルユーザーインターフェース２００のリピーターコンポーネント区分２２２において、グラフィカルユーザーインターフェース２００で「地球／宇宙の輝度Ｔ（ａｎｔ）Ｋ」として識別された１６６．００のパラメータ値は、図３のシステムマネージャ１０２において受信された値に対応する。
【００３７】
図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００において分かるように、入力データ２１０として識別される各パラメータは、パラメータの値をグラフィカルユーザーインターフェース２００に最初に追加された値から増加させる又は減少させることによって調節しやすくするためにパラメータアジャスタ２２１を含むことができる。図４は、パラメータの値を調節するための上／下の矢印を含む各パラメータアジャスタ２２１を示す。しかしながら、パラメータを調節するためのドロップダウンメニュー、スライダー、又は他の任意の好適手段を含む任意の好適な機構を用いることができる。
【００３８】
図４に示すＥＩＲＰ区分２９２を参照すると、凡例区分２０６に示すクロスハッチングパターンによって図４に識別されるリピーター３６（図１）のリピーターの予測性能２０８パラメータが示されている。ＧＵＩ２００のＥＩＲＰ区分２９２に示すリピーターの予測性能２０８パラメータは、図３のシステムマネージャ１０２が受信したパラメータの関数として計算される。例えば、ダウンリンクのパス損失２９４、ダウンリンクの大気損失１５６、信号帯域幅１４０及び信号データ速度１４２のパラメータは、図３のシステムマネージャにおいて定義される所定のリピーターパス３８からＧＵＩ２００にロードされるパラメータである。
【００３９】
評価システム１００(図３)は、例えばグラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）のＥＩＲＰ区分２９２に示すようなリピーターパス３８のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４等のリピーターの予測性能２０８パラメータを予測する、及び／又は計算することができる。計算することができる他のリピーターの予測性能２０８パラメータには、リピーターパス３８のＥＩＲＰ３０４に変換されるＨＰＡの出力電力量６４(図３)とリピーター損失１１２（図３）を表す変換係数３０２が含まれる。また、グラフィカルユーザーインターフェース２００のＥＩＲＰ区分２９２は、受信地上局における搬送波とノイズの比率（「Ｃ／Ｎ」）２９６を計算することができ、これは受信搬送波又は信号電力（「Ｃ」で表示される）の受信ノイズ電力（「Ｎ」で表示される）に対する割合を表す。さらに、ＥＩＲＰ区分２９２は、搬送波とノイズ密度の比率（「Ｃ／Ｎｏ」）２９８を含む追加のリピーター性能パラメータを計算しリストに記載することができる。ここで搬送波又は信号電力は「Ｃ」で表され、ノイズスペクトル密度は「Ｎｏ」で表される。ＥＩＲＰ区分２９２にはまた、エネルギーとノイズ密度の比率（「Ｅｂ／Ｎｏ」）３００がリストに記載されており、一情報ビット（「Ｅｂ」）当たりのエネルギーのノイズスペクトル密度（「Ｎｏ」）に対する割合を表し、これはリピーター３６（図１）の軌道上の性能を暗示するものとなりうる。
【００４０】
図４はまた、地上局のアンテナの増幅度のシステムノイズ温度に対する割合を表すグラフィカルユーザーインターフェース２００のＧ／Ｔ区分２７６も示している。図４のＧ／Ｔ区分２７６は、システムマネージャ１０２に入力されたパラメータに基づいて計算される１０．８３ｄＢＫのＧ／Ｔ値を示す。Ｇ／Ｔ区分２７６にはまた、リピーターノイズ指数２７８、システム温度２８０、２８２、リピーター温度２８４、２８６、及び変換係数２８８の算出値を含むこともできる。リピーターノイズ指数２７８（すなわち、「Ｒｐｔｒ ＮＦ」）は、リピーターのノイズ性能を表し、リピーター温度２８４（すなわち、「Ｔｒｐｔｒ」）は、リピーターノイズ指数２７８と同じパラメータを表すが、ｄＢＫの単位で表示される。システム温度２８０（すなわち、「Ｔｓｙｓ」）は、リピーター３６（図１）に入るノイズの測定値であり、システム温度２８２（「Ｔｓｙｓ」）は、ｄＢＫで表示される同じパラメータである。変換係数２８８は、リピーター３６の全体的なＧ／Ｔに寄与するアンテナの損失と他の損失の割合を表すメリット係数である。
【００４１】
図４はさらに、システムマネージャ１０２（図３）において受信され、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードされる送信地上局のパラメータ２２８、及び受信地上局のパラメータ２３０を含む地上局区分２３２を示す。図４から分かるように、地上局区分２３２には、アップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６、レンジ、アップリンク信号周波数１３６、ダウンリンク信号周波数１３８、地上局のＧ／Ｔ比率１５０、アップリンクの推定大気損失１５４、及び地上局のダウンリンクアンテナ増幅度１５２が含まれうる。地上局区分２３２において分かるように、上記値は図１３のシステムマネージャ１０２にユーザー入力することができ、アップリンクパス損失２３６、アップリンクの搬送波とノイズ密度の比率（「Ｃ／Ｎｏ」）２３８、及びダウンリンクの受信電力２４０の性能パラメータの計算及び予測に含めることができる。
【００４２】
地上局区分２３２は、ユーザーの、地上局パラメータ１４４を選択的に増加させる又は減少させて、リピーターの性能への影響を評価する能力を促進することができる。例えば、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００の地上局区分２３２には、一又は複数の飽和レベル選択２３４ボタンを含むことができ、通常送信地上局２６のオペレータによって推定されるアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６の値は、ユーザによってリピーター３６(図１)の応答を評価する手段として操作することができる。例えば、飽和レベル選択２３４ボタンのうちの一つを選択することにより、アップリンクの推定ＥＩＲＰを５ｄＢだけ増加させて、増加させた結果リピーターパス３８（すなわち宇宙機３４（図１））が飽和し、リピーター３６の物理的モデルに悪影響を与える恐れがあるか否かが判別しやすくなる。同様に、飽和レベル選択２３４ボタンのうちの一つを選択することにより、アップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６を−１０ｄＢだけ減少させてリピーター性能への影響を評価しやすくすることができる。
【００４３】
また図４に示すのは、テスト機器設定区分２５０であり、ここでリピーターパス３８の物理的モデルの地上テストを行い、利用可能になる前に検証することができる。以下により詳しく説明するように、テスト機器設定区分２５０には、リピーターパス３８のリピーターの予測性能を表す一又は複数の算出パラメータが含まれうる。例えば、−６８．７６ｄＢｍの値を有する図４の機器設定区分２５０に示されるリピーターの算出入力電力２５８は、リピーターコンポーネント区分２２２に示すようなリピーター３６の入力端部４０におけるリピーター入力電力レベルに対応する。リピーターの入力電力２５８はテストＲＦ信号２６０に対応することができ、これは地上テスト中に合成器２５１によってリピーター３６（図１）に供給されうる。テストＲＦ信号２６０は、リピーターパス３８の検証中でのテスト機器の損失を考慮した大きさを有することができる。同様に、リピーターの算出出力電力レベル２７０は図４において、テスト機器設定区分２５０の宇宙機出力（「Ｓ／Ｃ 出力」）２４５として識別されており、出力端部４２におけるリピーターパスの累積電力レベル２２４（例：図４の５０．７９ｄＢｍ）から出力端部４２における累積ノイズ指数２２６（例：図４の２．２９ｄＢ）を引いたものと対応する４８．５０ｄＢｍの値を有するものとして図示されている。
【００４４】
図４に示すテスト機器設定区分２５０は、テストエンジニア等によってリピーターパス３８の物理的モデルの検証を促進することができる。この件に関しては、テストエンジニア等のユーザーが合成ＲＦ信号をリピーターパス３８に適用して、リピーターパス３８がリピーター受信アンテナ４４を介して受信する信号をシミュレーションする前に、テスト機器設定区分２５０の値を調節することが可能である。例えば、図４に示すテスト機器設定区分２５０において、ユーザーが図４に示すケーブル損失２５４等のテスト機器とリピーター３６（図１）の間の接続部における損失を調節することが可能である。この件に関しては、テスト機器設定区分２５０により、ユーザーがリピーター３６の物理的モデルとアップリンク電力計の間の接続部の損失２６４と、ダウンリンク電力計２７２への結合器の損失２６６を調節することを可能にすることができる。
【００４５】
合成器、評価システム１００に接続していない可能性のある別のデバイス、及びテスト機器間の結合部２５４の損失もまた、ユーザーによって調節することができ、テスト機器設定区分２５０において（「ＳＴＥ損失」）２５４で表示され、特別テスト機器（「ＳＴＥ」）の損失を表す特別テスト機器損失として識別することができる。さらに、合成器の最大出力２５２は、図４に示す最大出力２５２のパラメータアジャスタ２２１を操作することによってユーザーが調節することが可能である。合成器の最大出力２５２は、ウィンドウの「オーバードライブ／飽和」２１８の凡例区分に注記される色又はしるしに対応する目視（例えば色の変化）による手段によってユーザーに警告することができる。しかしながら、合成器の最大出力２５２を、合成器の出力電力２５１が最大であることを表示する可聴（例えばビープ音）手段を含む他の任意の好適な手段によってユーザーに警告することができる。また、リピーターの算出入力電力２５８（すなわち、図４の−６８．７６ｄＢｍ）に対応する電力レベルにおいてテストＲＦ信号２６０を生成するのに要する、必要な合成器電力２５１の表示器も含むことができる。さらに図４のテスト機器設定区分２５０を参照すると、アップリンク電力計２６４からテスト機器への接続部における算出損失を表示するアップリンクの算出ケーブル損失（「ＵＬ Ｃａｌ」）２６８を含むことができる。同様に、ユーザーは、ダウンリンク電力計２７２とテスト機器の間の接続におけるダウンリンク損失２７４を入力することができる。
【００４６】
リピーターパス３８（図４）に適用できるテストＲＦ信号２６０（図４）の電力レベルに関して、テスト機器設定区分２５０（図４）により、オーバードライブ制限２６２（図４）のユーザー入力を促進することができる。オーバードライブ制限２６２には、リピーターコンポーネント４６（図３）を痛める可能性のあるリピーター３６への過剰な入力電力をユーザーに警告する手段が含まれうる。例えば、ユーザーによる設定値に近づくと、オーバードライブ制限２６２の色が変化するか、あるいは他の好適な手段を提供してもよく、これにより、リピーター３６（図１）に供給される電力レベルをユーザーに知らせることができる。ユーザーによって図３のシステムマネージャ１０２に入力され、図４のＧＵＩ２００にロードされた、上で識別された各パラメータにおいて、各パラメータに対して上述し、図４に示すパラメータアジャスタ２２１機構を操作することによって、パラメータ１１０、２２８、２３０の値を調節することができる。パラメータアジャスタ２２１機構により、パラメータの調節がしやすくなり、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８へのパラメータの変化の影響を判断する手段が提供される。
【００４７】
リピーターパス３８に供給される電力レベルを測定する又は監視する手段を提供するために、飽和レベル区分２４２（図４）をグラフィカルユーザーインターフェース２００とともに含めることができる。例えば、高電力増幅器の出力電力（「ＨＰＡ出力電力(ワット)」）２４４（図４）を、図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００のリピーターコンポーネント４６区分に図示されるＴＷＴ６４高電力増幅器の出力電力を測定する又は監視する手段を提供するために含むことができる。ＨＰＡの算出出力電力２４４（図４）はリピーターの算出入力電力レベル２４６（図４）（すなわち、−６８．７６ｄＢｍ）及びリピーターコンポーネント４６区分の調節可能なＨＰＡ増幅器の定格１２８（図３）と関連する。飽和レベル区分２４２はさらに、ＴＷＴ６４の飽和点と相対的にリピーターパス３８に適用される入力電力レベルを表示するために、算出相対飽和２４８（図４）の値を含むことができる。
【００４８】
図４の実施例から分かるように、図４に示す算出相対飽和２４８の値は０．００であり、これは、ＨＰＡ（すなわち、ＴＷＴ６４）が飽和しており、リピーター３６（図１）に適用される入力電力を下げる必要があることを表している。算出相対飽和２４８の値が約−１．０を示し、入力電力を約１ｄＢｍ増加させるとＨＰＡが飽和するということを表し、リピーター３６が最高効率近くで動作していることをおおむね表すことが好ましい。しかしながら、下にさらに詳しく説明するように、コンポーネントの性能パラメータ１１０（図３）をグラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）を使用して、リピーターの入力電力レベルの結果、相対飽和が０．０ｄＢＷ以下及び約−５．０ｄＢＷ以上になる、さらに好ましくは相対飽和が約０．０〜−２．０ｄＢＷとなるように調節することができる。
【００４９】
図５を参照すると、ここでは評価システム１００の操作が図示されている。図５は、リピーターパス３８（図４）を評価する手順の実施形態を示す。この手順には、図５に示し、例えば図２〜４に示したものと同様の曲管リピーターパス３８等のリピーターパス３８の設計及び評価を促進しうる一又は複数の操作を含むことができる。一実施形態において、手順のステップ５００は、リピーターパス３８を形成するリピーターコンポーネント４６を提供することを含むことができる。図２〜４に示すように、リピーターパス３８は、入力端部４０及び出力端部４２を含むことができる。リピーターコンポーネント４６は、リピーターパス３８の物理的モデルを評価しやすくするために、リピーターパス３８の入力端部４０及び出力端部４２にテストカプラー４８、６８を含むことができる。
【００５０】
さらに、リピーターパス３８は、リピーターパス３８の入力端部４０に連結させることができ、送信地上局アンテナ２８（図４）によって送信されるアップリンクの受信信号２０（図１）を受信することができるリピーター受信アンテナ４４（図４）を含むことができる。リピーターパス３８はさらに、非限定的に低ノイズ増幅器５６、周波数変換器５８、入力及び出力マルチプレクサ６０、６６、通信路制御装置、及び進行波管６４（ＴＷＴ）と関連の導波路５０、ケーブル５２、及びコネクタ、スイッチ及び他の種々のハードウェア等の高電力増幅器（ＨＰＡ）を含むリピーターコンポーネント４６（図２）を含むことができる。各リピーターコンポーネント４６は、メーカーが発行又は宣伝しうる一定の操作特性を有することができる。例えば、リピーターコンポーネント４６は、所定の損失１１２及び関連のノイズ温度１１４（図３）によって識別されうる。同様に、増幅器等のリピーターコンポーネント４６は、所定の増幅度１１６及び関連のノイズ指数１１８（図３）によって識別されうる。
【００５１】
メーカーが所定のコンポーネント構成に対して、同一の仕様書及び操作パラメータ、例えば増幅度１１６、損失１１２（図３）及びノイズ指数１１８を宣伝したとしても、組み立てと材料の違いにより、同一のコンポーネントの性能にも違いが出る。この点において、本明細書に開示されるような評価システム（図３）は、リピーターコンポーネント４６の性能の違いと、違いによるリピーターパス３８の全体的な性能への影響を評価する手段を提供する。さらに、評価システム１００は、リピーター３６(図１)の設計及び開発中に、リピーターパス構成の異なる操作状況及びノイズ環境に対する応答を調べるために、コンポーネントの性能パラメータ１１０を調節する手段を提供する。
【００５２】
図５の手順のステップ５０２は、送信地上局２６（図４）のパラメータ２２８（図４）を識別する及び／又は受信することを含むことができる。例えば、上記パラメータは、地上局区分２３２のグラフィカルユーザーインターフェース２００に図示されるような送信地上局アンテナ２８のアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６を含むことができる。送信地上局２６の追加のパラメータ２２８は、アップリンクパス損失２３６、及びダウンリンクの受信電力２４０(図４)を予測する及び／又は計算することに含みうる、送信地上局２６から軌道上の衛星リピーター３６までのレンジ１４８又は距離、アップリンクの信号周波数１３６、ダウンリンクの信号周波数１３８、地上局Ｇ／Ｔ比率１５０、アップリンクの推定大気損失１５４、及び地上局のダウンリンクアンテナ増幅度１５２を含むことができる。地上局のパラメータを、上に示し、図３に図示したようにシステムマネージャ１０２にユーザー入力することができる。
【００５３】
図５の手順のステップ５０４は、リピーターパス３８のリピーターコンポーネント４６のコンポーネントの性能パラメータ１１０（図３）を識別する及び／又は受信することを含むことができる。例えば、上記コンポーネントの性能パラメータ１１０は、コンポーネント４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８及びノイズ温度１１４を含むことができる。図３は、システムマネージャ１０２のコンポーネントのユーザー入力を示す。上記したように、所定のリピーター構成１０４の一連のリピーターコンポーネント４６を、リピーター構成１０４ファイルネームによって識別することができる。例えば、図３は、「Ｋｕ Ｂａｎｄ Ｉｎｄｉａ」というファイルネームを有するシステム構成１５８を示し、これは図３のシステムマネージャ１０２に入力されたリピーターコンポーネント４６の構成が、インド大陸の少なくとも一部をカバーする通信衛星と関連しうることを表している。このように、システムマネージャ１０２は、再コールして図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードし、その後リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８のパラメータ値の変化が及ぼす影響を確実にするために調節されうる、無限ともいえる多様なリピーター構成１０４ファイルを定義し記憶する手段を提供する。
【００５４】
図５のステップ５０６は、送信地上局２６について上述したのと同様の方法で、受信地上局３０(図４)のパラメータを識別する及び／又は受信することを含むことができる。上記パラメータを取得したら、例えばユーザーが図３に示すシステムマネージャ１０２に入力することができる。受信地上局３０のパラメータの実施例には、図３のシステムマネージャ１０２に図示し、図４の地上局２３２と題した区分に示すように、ユーザー入力が可能なダウンリンク周波数１３８及びダウンリンクアンテナ増幅度１５２が挙げられる。
【００５５】
図５の手順のステップ５０８は、最初にシステムマネージャ１０２（図３）に格納され、後の再コールのために保存しうるリピーター構成１０４ファイル（図３）を選択することによって、リピーターパス３８（図４）のリピーターの予測性能２０８（図４）を予測する及び／又は計算することを含むことができる。図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００において、ロードバジェットボタン２０４を選択することにより、保存されたリピーター構成１０４ファイルのうちの一つをユーザーが選択しやすくなる。ロードバジェットボタン２０４は、図３のシステムマネージャ１０２で定義されるリピーター構成１０４（図３）を選択する任意の好適な手段を含むことができる。例えば、図４はリピーター構成１０４ファイルをロードバジェットボタン２０４から選択するドロップダウンメニューを含むことができる。図４のリピーター構成ロードボタン２０４を選択して、図３のシステムマネージャ１０２に入力されたパラメータを図４のグラフィカルユーザーインターフェース２００に追加することができる。
【００５６】
ステップ５１０は、送信地上局パラメータ２２８及び受信地上局パラメータ２３０（図４）、及び／又は例えば、ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４（図４）及び／又はリピーターパス３８の予測Ｇ／Ｔ２９０（図４）等のリピーターパス３８（図４）のリピーターの予測性能２０８パラメータをグラフィカルユーザーインターフェース２００に通信する又は表示することを含むことができる。これに関しては、ユーザー定義のパラメータをグラフィカルユーザーインターフェース２００にロードする際に、算出データ２１２及び算出ＲＦレベル２１４を判断してグラフィカルユーザーインターフェース２００に表示することができる。上述したように、算出データ２１２及び算出ＲＦレベル２１４は、選択されたリピーター構成１０４（図３）に対してリピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８の表示を提供する。
【００５７】
図５のステップ５１２は、グラフィカルユーザーインターフェース２００(図４)を利用して、リピーターパス３８の高電力増幅器（例：ＴＷＴ６４）の出力電力を、高電力増幅器が飽和するのを防ぐために最高電力定格よりも下回るように調節することを含むことができる。これに関しては、ＨＰＡ増幅器の定格１２８（図４）のパラメータアジャスタ２２１（図４）を操作して、ＨＰＡが飽和するかもしれない電力レベルを変更しうるＴＷＴ６４（すなわち、高電力増幅器−ＨＰＡ）の最高出力電力を増加させる又は低減することができる。ＨＰＡに適用できる最高電力を増加させることによって、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８（図４）を変更することができる。例えば、受信地上局３０に５０ｄＢＷのダウンリンクＥＩＲＰを供給することが所望される場合がある。グラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）に追加されたコンポーネントの性能パラメータ１１０(図３)により、コンポーネントの性能パラメータ１１０を調節したにも関わらず、ダウンリンクＥＩＲＰが４５ｄＢＷ未満に制限される可能性がある。しかしながら、リピーターコンポーネント区分２２２（図４）のＨＰＡ増幅器の定格１２８（図３）を調節することによって、ＨＰＡの最高出力電力を増加させることができる。ＨＰＡ増幅器の定格１２８を増加させたときに、リピーターの予測性能２０８パラメータを再計算して、結果的にダウンリンクＥＩＲＰを５０ｄＢＷまで増加させることができる。
【００５８】
図５のステップ５１４は、グラフィカルユーザーインターフェース２００を使用して、少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータ１１０（図３）の値を調節することをさらに含むことができる。例えば、パラメータアジャスタ２２１（図４）を操作して、一又は複数のコンポーネント性能パラメータ４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及び／又はノイズ温度１１４（図３）のいずれか一つを増加させて、リピーター性能への影響を判断することができる。実施形態では、コンポーネント性能パラメータ１１０を操作して、リピーターの予測性能２０８（図４）がリピーターの所望の性能の所定範囲内に入るようにすることができる。例えば、図３は、グラフィカルユーザーインターフェース２００において「地球／宇宙輝度Ｔ（ａｎｔ）Ｋ」として識別され、図３のシステムマネージャ１０２に入力されたリピーター受信アンテナのノイズ温度１２２のコンポーネントパラメータ値の１６６．００Ｋを示す。受信アンテナのノイズ温度１２２（図４）のパラメータアジャスタ２２１を操作して、ウィンドウの側面に位置する上／下の矢印を選択することにより、又は他の好適なパラメータアジャスタ２２１手段によって値１６６．００Ｋを増加させる、又は低減させることができる。
【００５９】
パラメータの調節をする際に、評価システム１００（図３）は、グラフィカルユーザーインターフェース２００（図４）を介して観測される、又はさもなければ通信されるリピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８(図４)をリアルタイムで再計算することができる。例えば、受信アンテナノイズ温度１２２（図３）が変化すると、結果的にダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４（図４）が減少し、これはグラフィカルユーザーインターフェース２００のＥＩＲＰ区分２９２（図４）に反映されうる。同様に、リピーターパス３８のダウンリンクの予測Ｇ／Ｔ２９０を、受信アンテナノイズ温度１２２の調節に応じて、Ｇ／Ｔ区分２７６において更新することができる。
【００６０】
別の実施例では、ＴＷＴ６４増幅器の出力電力レベルを、パラメータアジャスタ２２１を使用して、ＨＰＡ増幅器の定格１２８(図４)に対して調節することができる。ＬＮＡ５６の増幅度を調節して、パラメータアジャスタ２２１を操作することによって、ＴＷＴ６４（すなわち、ＨＰＡ）を最高電力定格より下に維持しながらリピーターの所望の性能を得ることができる。さらに、パラメータアジャスタ２２１を操作して、リピーター３６のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４（図４）及び／又は予測されるＧ／Ｔ２９０（図４）を最大化するように、ＬＮＡ５６のノイズ指数１１８を最小化することができる。これに関しては、評価システム１００は、グラフィカルユーザーインターフェース２００に追加された任意のコンポーネント性能パラメータ１１０及び／又は送信地上局パラメータ２２８及び受信地上局パラメータ２３０を任意に調節することで、結果的にリピーターの予測性能２０８（例：ダウンリンクＥＩＲＰ３０４、Ｇ／Ｔ２９０）を変更するように構成することができる。パラメータは、ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４及び／又はダウンリンクの予測Ｇ／Ｔ２９０が所望のＥＩＲＰ及び所望のＧ／Ｔのそれぞれの所定範囲内に入るまで、管理し調節することができる。パラメータがグラフィカルユーザーインターフェース２００に表示される及び／又は再計算されるたびに、パラメータを再コール又は後の使用に備えてファイルとして保存することができる。
【００６１】
図６を参照すると、例えば宇宙機３４の曲管リピーター（図１）等のリピーターパスの物理的モデルの地上テストを行うために一又は複数の操作を含む手順の実施形態が示されている。リピーターパス３８(図４)は、図３及び４に示す評価システムを使用して、リピーター性能が図５の手順で予測されるものと同様のリピーターコンポーネント４６（図３）を含むことができる。図６の手順は、入力端部４０及び出力端部４２を有するリピーターパス３８（図４）の物理的モデルを提供するステップ６００を含むことができる。図４に示すように、リピーターパス３８（図４）は入力端部４０と出力端部４２においてテストカプラーを含み、これによって地上テスト中にリピーターパス３８の物理的モデルの検証を促進することができる。
【００６２】
図６の手順のステップ６０２は、ＧＵＩ２００を使用して、図５に記載された手順において上述したものと同様の方法で、ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ及び予測Ｇ／Ｔ等のリピーターの予測性能を予測する及び/又は計算することを含むことができる。上述したように、リピーターの予測性能は、図４に示すコンポーネント性能パラメータ４６及び送信地上局２６と受信地上局３０のパラメータに基づくものである。
【００６３】
図６の手順のステップ６０４は、リピーターパス３８の入力端部４０及び出力端部４２（図４）それぞれにおいて、リピーター入力電力レベル２４６（図４）及びリピーター出力電力レベル２４５（図４）を予測する及び/又は計算することを含むことができる。上述したように、図４はテスト機器設定区分２５０を示し、ここでリピーターパス３８の物理的モデルの地上テストを行い、利用可能になる前に検証することができる。上述したように、ＧＵＩ２００のテスト機器設定区分２５０は、図４の機器設定区分２５０に記載される−６８．７６ｄＢｍとして示すリピーターの算出入力電力２５８等の、リピーターパス３８のリピーターの予測性能に対応する算出パラメータを含むことができる。機器設定区分２５０に示す値、−６８．７６ｄＢｍは、ＧＵＩ２００（図４）のリピーターコンポーネント区分２２２に記載されるリピーター３６（図１）の入力端部４０におけるリピーターの入力電力レベル２４６に対応する。
【００６４】
図６の手順には、ＧＵＩ２００のテスト機器設定区分２５０（図４）の変数を調節して、テスト機器とリピーター３６の物理的モデルとの接続部における損失を考慮することを含むことができる。例えば、テストエンジニア等のユーザーがテスト機器設定区分２５０を調節して、アップリンク電力計２６４（図４）とリピーターパス３８（図４）の物理的モデルとの接続部における損失を考慮することができる。同様に、テストエンジニアがＧＵＩ２００を調節して、リピーターパス３８の物理的モデルとダウンリンク電力計２７２（図４）との間のカプラー損失２６６（図４）を考慮することができる。テストエンジニアはまた、表示「ＳＴＥ損失」としてテスト機器設定区分２５０において識別されるように、別々に提供された合成器とテスト機器との間の結合部２５４(図４)における損失を調節することも可能である。さらに、図４に示す最大出力２５２に対してパラメータアジャスタ２２１を操作することによって、テスト信号合成器の最大出力２５２を調節することができる。
【００６５】
図６の手順のステップ６０６は、合成テストＲＦ信号２６０（図４）をリピーターパス３８(図４)の入力端部４０に適用することを含むことができる。上述したように、テストＲＦ信号２６０は、リピーターの算出入力電力レベル２４６とほぼ等しい、又はこれを表す大きさを有することが好ましい。これに関して、テストエンジニアはアップリンク電力計をリピーターパス３８の物理的モデルの入力端部４０に結合させて、テストＲＦ信号２６０の入力端部４０への適用を監視することができる。テストエンジニアはテストＲＦ信号２６０を調節して、テストＲＦ信号２６０の大きさをリピーターの算出入力電力レベル２４６とほぼ等しく維持するようにすることができる。
【００６６】
本手順のステップ６０８は、テストＲＦ信号２６０の入力端部４０への適用に応じて、ダウンリンク電力計２７２を使用して、リピーターパス３８の出力端部４２（図３）におけるリピーターの出力電力レベルを測定することを含むことができる。上述したように、テストＲＦ信号２６０は、リピーターパス３８（図４）を形成する様々なコンポーネント１１０に関連する増幅度１１６及び損失１１２（図３）によって増幅され、また減衰される。
【００６７】
図６の手順のステップ６１０は、出力端部４２（図３）におけるリピーターの測定出力電力レベル２４５（図４）と、リピーターの算出出力電力レベル２４５との差に基づいて、リピーターパス３８（図４）の物理的モデルのリピーターの実際の性能を判断することを含む。測定された、又は実際のリピーターの出力電力レベル２４５はダウンリンク電力計によって測定し、リピーターの算出出力電力レベル２４５と比較することができる。リピーターの算出出力電力レベル２４５は、図４のテスト機器設定区分２５０において、上述したように宇宙機出力（「Ｓ／Ｃ 出力」）として識別することができ、４８．５０ｄＢｍの値を有するように記載されており、これは、リピーターパスの累積電力レベル２２４（例：図４における５０．７９ｄＢｍ）からリピーターパスの累積ノイズ指数２２６（例：図４における２．２９ｄＢ）を引いたものと対応する。
【００６８】
出力端部４２（図３）におけるリピーターの測定出力電力レベルと、リピーターの算出出力電力レベル２４５（図４）との差が、所定の許容差又は範囲外にであった場合、本方法は任意に、リピーターの測定出力電力レベルがリピーターの算出出力電力レベル２４５の所定範囲に入るまで、コンポーネント性能パラメータ１１０（図３）を順次調節することによって、許容差を外れた状況に寄与するリピーターコンポーネント４６（図３）を識別することを含むことができる。例えば、テストエンジニアは、ＧＵＩ２００（図４）のリピーターコンポーネント区分２２２のコンポーネント性能パラメータ１１０それぞれのパラメータアジャスタ２２１（図４）を操作して、コンポーネント性能パラメータ４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８及び/又はノイズ温度１１４（図３）を調節して、リピーターの測定出力電力レベルへの影響を解析することができる。
【００６９】
図７を参照すると、さらなる実施形態において、利用可能に配置されたリピーター３６（図１）の性能を評価する手順の一又は複数の操作が示されている。非限定的な実施形態において、手順は軌道上のリピーター宇宙機３４（図１）の曲管リピーターパス３８を監視する又はトラブルシューティングのために適用することができる。図７の方法は、図５の手順において上述したような方法で、送信地上局２６、受信地上局３０、リピーターパス３８を形成するリピーターコンポーネント４６を識別する、及び/又は図４のＧＵＩ２００にロードするステップ７００を含むことができる。コンポーネント性能パラメータ１１０(図３)は、図４のＧＵＩ２００のリピーターコンポーネント区分２２２に示すようなリピーターコンポーネント４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及び/又はノイズ温度１１４を含むことができる。
【００７０】
図７をさらに参照すると、手順はリピーター３６（図１）を搭載する軌道上の宇宙機３４（図１）からテレメトリーデータ２５（図４）を受信するステップ７０２を含むことができる。テレメトリーデータ２５には、リピーターパス３８(図４)のリピーターの実際の性能データを含むことができる。ステップ７０４は、送信地上局２６（図４）のアップリンクの実際の又は現在のＥＩＲＰ及びアップリンクの実際の大気損失を識別する、及び/又は受信することを含むことができる。アップリンクパス１８(図１)における実際の又は現在測定されるアップリンクＥＩＲＰ及び現在測定される大気損失は、ほぼ軌道上のリピーター３６の評価時点において送信地上局２６のオペレータから入手可能である。
【００７１】
ステップ７０６は、ＧＵＩ２００(図４)のパラメータアジャスタ２２１を使用して、アップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６とアップリンクの推定大気損失１５４(図４)を調節して、アップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６と、アップリンクの推定大気損失１５４(図４)が、軌道上のリピーター３６のほぼ評価時点において送信地上局２６(図１)のオペレータが提供可能であるアップリンクの現在の又は実際のＥＩＲＰとアップリンクの実際の大気損失とほぼ等しくなるようにすることを含むことができる。図４から分かるように、地上局区分２３２は、アップリンクの推定大気損失１５４もまた可能であるように、ユーザーが調節可能であるアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６を含むことができる。
【００７２】
ステップ７０８は、調節されたアップリンクの推定ＥＩＲＰとアップリンクの推定大気損失に基づき軌道上のリピーターパスのリピーターの予測性能を計算することを含むことができる。例えば、ＧＵＩ２００（図４）は、調節されたアップリンクの推定ＥＩＲＰ１４６とアップリンクの推定大気損失に基づいて、グラフィカルユーザーインターフェース２００のＥＩＲＰ区分２９２(図４)にダウンリンクの予測ＥＩＲＰを表示することができる。同様に、ＧＵＩは、図４に示すグラフィカルユーザーインターフェース２００のＧ／Ｔ区分においてリピーターパスの予測Ｇ／Ｔ２９０を表示することができる。
【００７３】
手順のステップ７１０は、テレメトリーデータ２５(図４)とともに含まれるリピーターの予測性能とリピーターの実際の性能との差を計算することを含むことができる。例えば、リピーターパス３８(図４)の開発中にダウンリンクの推定ＥＩＲＰ１４６と、軌道上のリピーターパス３８のダウンリンクの実際のＥＩＲＰとの差は、稼働中のリピーター３６（図１）の性能の指標となり得る。
【００７４】
図８を参照すると、開示の手順の上述したステップ又はステップの任意の組み合わせは、全体的に又は一部において、リピーターパス評価システム８００又は他の好適なコンピュータシステム等のコンピュータによって実行されるプロセスで実行することが可能である。リピーターパス評価システム８００は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を実行することができる。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４をリピーターパス評価システム８００に供給、又はロードして、一又は複数の上述した操作又はステップを実行することができる。
【００７５】
非限定的な実施例において、リピーターパス評価システム８００及び/又はコンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４は、例えば通信システム１０（図４）の曲管リピーターパス等のリピーターパス３８（図４）の評価を促進し得る。送信地上局２６及び受信地上局３０（図１）間のＲＦ信号(図１)の送受信については、リピーター３６宇宙機３４（図１）において説明したが、本明細書に開示されている評価システム１０２（図３〜４）は、非限定的に、全ての海洋、陸上、飛行又は宇宙ベース通信システムを含む通信システム又はこれらの全ての組合せに組み込むことができるリピーター３６（図１）を評価するために実行可能である。
【００７６】
図８のブロック図は、上により詳細に説明したような一定のリピーターコンポーネント４６（図３）を有するリピーター３６（図４）のリピーター性能を予測するために評価システム１０２（図３〜４）を使用することができる有利な実施形態のリピーターパス評価システム８００を示す。図８に示す実施形態では、リピーターパス評価システム８００は、一又は複数のコンポーネントを通信可能に結合させて、上記コンポーネント間のデータ転送を促進するデータ通信パス８０２(例：データリンク)を含むことができる。通信パス８０２は、リピーターパス評価システム８００のコンポーネントとデバイス間のデータ転送を促進する一又は複数のデータバス又は他の任意の好適な通信パスを含むことができる。
【００７７】
非限定的な実施形態では、リピーターパス評価システム８００のコンポーネントには、一又は複数のプロセッサ８０４、メモリ装置８０６、非揮発性記憶装置８０８、通信装置８１２、入力／出力装置８１０、表示装置８１４、システムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０を含むことができる。システムマネージャ８２６は、送信地上局２６（図４）及び受信地上局３０（図４）のパラメータと、リピーターパス３８（図４）のリピーターコンポーネント４６(図３)のコンポーネント性能パラメータ１１０(図３)を受信可能である。性能計算機８２８は、コンポーネントの性能パラメータ１１０、及び送信地上局２６と受信地上局３０（図４）のパラメータに基づいてリピーターパスのリピーターの予測性能を計算することができる。
【００７８】
システムマネージャ８２６は、一又は複数の送信地上局２６及び受信地上局３０の複数の個々のパラメータ、及びリピーターパスの一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失、ノイズ指数及びノイズ温度のうちの少なくとも一つを含むコンポーネント性能パラメータ１１０を取得するように構成可能である。これに関しては、システムマネージャ８２６は、入力／出力装置８１０を使用して、図３に示したもののように、システムマネージャ８２６にユーザー入力できるコンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）を受信することができる。入力／出力装置８１０はまた、例えばキーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、及びデータをシステムマネージャ８２６に入力する他の任意の好適な装置等の周辺機器によって、送信地上局２６（図４）及び受信地上局３０（図４）のパラメータ、及びリピーターコンポーネント４６（図３）のコンポーネント性能パラメータ１１０のユーザー入力を容易にすることができる。増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及び／又はノイズ温度１１４を非限定的に含むコンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）をシステムマネージャ８２６に入力することができる。さらに、例えば導波管５０、ケーブル５２（図２）、コネクタ、スイッチ及びリピーターパス３８の各段の各リピーターコンポーネント４６に関連する他の種々のハードウェア等の種々のハードウェア関連のパラメータもまたシステムマネージャ８２６に入力することができ、リピーターパス３８の各段１０８における合計損失を上述し図３に示すようにシステムマネージャ８２６によって計算することができる（図３）。
【００７９】
上に示すように、送信地上局２６及び受信地上局３０（図４）のパラメータを、図３に示すようにシステムマネージャ８２６に入力することができる。例えば、アップリンク信号周波数１３６、ダウンリンク信号周波数１３８、信号帯域幅１４０、信号データ速度１４２、アップリンクの予測ＥＩＲＰ１４６、及び軌道上のリピーター宇宙機３４のレンジ１４８をシステムマネージャ８２６に入力可能である。システムマネージャ８２６はまた、図３に示し上述したように、アップリンクの大気損失１５４及びダウンリンクの大気損失１５６に加えて、上述したようにＧ／Ｔ比率として表されるノイズ性能を受信することも可能である。本明細書に記載される評価システムを使用して評価される地上ベースのリピーターシステムに関しては、システムマネージャ８２６に入力されるレンジパラメータには、送信地上局２６から地上ベースの中継局までの距離を含むことができる。
【００８０】
グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、図４の「ロードバジェット」で識別されるリピーター構成ロードボタン２０４を選択する等によって、コンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）及び送信地上局２６と受信地上局３０(図４)のパラメータとともにロードすることができる。グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、複数のリピーター構成１０４ファイル(図３)の中から選択するために、リピーター構成ファイルメニュー２０２(図４)を含むシステム構成１５８（図４）セレクタオプションを含むことができる。各ファイルは、予めシステムマネージャ８２６にロードされた一連のコンポーネント性能パラメータ１１０を表し、所定のリピーター構成１０４を定義する。グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、リピーターコンポーネント４６の増幅度１６、損失１２、ノイズ指数１１８、及び／又はノイズ温度１１４（図３〜４）を含んでいてよいロードされたコンポーネント性能パラメータ１１０を通信及び／又は表示することができる。上で言及した地上局パラメータも同様に、上述したようにグラフィカルユーザーインターフェース８３０に表示することができる。
【００８１】
性能計算機８２８は、リピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８（図４）を、リピーター構成１０４ファイル(図３)の選択の際にグラフィカルユーザーインターフェース８３０に最初にロードされるパラメータの関数として計算することができる。これに関して、グラフィカルユーザーインターフェース８３０はリピーターパス３８のリピーターの予測性能２０８(図４)を表す算出データ２１２（図４）及び算出ＲＦレベル２１４を表示することができる。例えば、グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、リピーター構成１０４ファイルを選択する際にグラフィカルユーザーインターフェース８３０に最初にロードされるパラメータに基づいてリピーターパス３８の予測ダウンリンクＥＩＲＰ３０４(図４)及び／又は予測Ｇ／Ｔ２９０(図４)を表示することができる。
【００８２】
グラフィカルユーザーインターフェース８３０により、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及び／又はリピーターコンポーネント４６の増幅度１１６、損失１１２、ノイズ指数１１８、及びノイズ温度１１４のうちの少なくとも１つのリピーターコンポーネント性能パラメータ１１０の再構成を可能にして、リピーターの予測性能がリピーターの望ましい性能の所定範囲内に入るようにすることができる。これに関して、グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、コンポーネント性能パラメータ１１０（図３〜４）及び／又は送信地上局２６、受信地上局３０(図４)パラメータのうちの少なくとも１つのユーザー調節を可能にしてリピーター性能に与える影響を判断することができる。グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、グラフィカルユーザーインターフェース８３０に表示されたコンポーネント性能パラメータ１１０の各々に対するパラメータアジャスタ２２１(図４)を含むことができる。パラメータアジャスタ２２１は、図５に示す手順に関して上述した方法で、リピーターの予測性能がリピーターの望ましい性能の所定範囲内に入るまでユーザーがパラメータを調節しやすくすることができる。例えば、ユーザーはリピーターパス３８(図４)のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４及び予測Ｇ／Ｔ２９０が上述したように所定範囲内に入るまで、一又は複数のコンポーネント性能パラメータ１１０の増幅度１１６及び／又は損失１１２（図３）を調節することができる。
【００８３】
グラフィカルユーザーインターフェース８３０はさらに、リピーターコンポーネント４６の他のパラメータを調節するためのパラメータアジャスタ２２１(図４)を含むことができる。例えば、パラメータアジャスタ２２１は、パラメータアジャスタ２２１のうちの一つを使用して、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）５６(図４)の増幅度を最大化しながら（すなわち増加させながら）、進行波管６４（「ＴＷＴ」）増幅器（すなわちＨＰＡ）の電力出力が最大電力定格を下回るように維持してＴＷＴ６４増幅器の飽和を回避できるようにＨＰＡ増幅器の定格１２８(図４)を調節してリピーターの所望の性能を得るために含まれていてよい。さらに、パラメータアジャスタ２２１を操作して、リピーター３６のダウンリンクの予測ＥＩＲＰ３０４（図４）及び／又は予測Ｇ／Ｔ２９０（図４）を最大化するような方法で、ＬＮＡ５６のノイズ指数を最小限に抑えることができる。別の実施例では、グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、リピーターの予測性能が望ましい性能の所定範囲内に入るまで、リピーター受信アンテナ４４(図４)に関するノイズ温度１２２、増幅度１２４及び種々の損失１２６(図３)を調節するためのパラメータアジャスタ２２１を含むことができる。
【００８４】
ある実施形態では、リピーターパス評価システム８００は、メモリ装置８０６にインストールすることができるコンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４の命令を実行するための一又は複数のプロセッサ２０４を含むことができる。あるいは、プロセッサ８０４は、二以上の一体化されたプロセッサコアを有するマルチプロセッサコアを含むことができる。またさらに、プロセッサ８０４は主プロセッサと、チップ上に一体化された一又は複数の二次プロセッサを含むことができる。プロセッサ８０４はまた、複数の同様に構成されたプロセッサを有する多数のプロセッサシステムも含むことができる。
【００８５】
図８をさらに参照すると、リピーターパス評価システム８００はさらに、一又は複数の揮発性又は非揮発性の記憶装置８０８を含むことができる一又は複数のメモリ装置８０６を含むことができる。しかしながら、メモリ装置８０６はデータを記憶する任意のハードウェア装置を含むことができる。例えば、メモリ装置８０６は、通信パス８０２に含まれうるインターフェース及び／又は一体化されたメモリコントローラハブのランダムアクセスメモリ又はキャッシュを含むことができる。メモリ装置８０６は、様々な異なる種類のデータ、コンピュータによって読み取り可能なコード又はプログラム命令８２４、又は他の任意の種類の情報のうちのいずれか一つを恒久的に及び／又は一時的に記憶するように構成することができる。非揮発性記憶装置８０８は、非限定的に、フラッシュメモリ装置、ハードドライブ、光ディスク、ハードディスク、磁気テープ又は他の任意の長期間の保存に好適な実施形態を含む様々な構成で提供することができる。さらに、非揮発性記憶装置８０８は、取外し可能なハードドライブ等の取外し可能な装置を含むことができる。
【００８６】
リピーターパス評価システム８００は、リピーターパス評価システム８００に接続可能なコンポーネント間でデータの転送を促進する一又は複数の入力／出力装置８１０をさらに含むことができる。入力／出力装置８１０はリピーターパス評価システム８００に直接及び／又は間接的に結合させることができる。入力／出力装置８１０により、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン及び他の任意のデータをリピーターパス評価システム８００に入力するのに好適な装置等の周辺機器によって、ユーザーがシステムマネージャ８２６にデータ又はパラメータを入力しやすくすることができる。コンポーネント性能パラメータ１１０等のデータは、自律ベースで、又は別のコンピュータシステム（図示せず）の別のシステムマネージャ（図示せず）からのユーザコマンドを介してシステムマネージャ８２６に入力することも可能である。入力／出力装置８１０はさらに、リピーターパス評価システム８００の出力を表すデータを転送するための出力装置を含むことができる。例えば、入力／出力装置８１０は、リピーターパス評価システム８００によって処理されたデータの結果を表示するためのコンピュータのモニター又はコンピュータ画面等の表示装置８１４を含むことができる。例えば、グラフィカルユーザーインターフェース８３０は、入力／出力装置を使用してシステムマネージャ８２６にロードされるデータを表示することができる。入力／出力装置８１０は、リピーターパス評価システム８００によって処理された情報のハードコピーを印刷するためのプリンタ又はファックス機器を任意に含むことができる。
【００８７】
図８をさらに参照すると、リピーターパス評価システム８００は、コンピュータネットワーク内の及び／又は他のプロセッサベースのシステムとのリピーターパス評価システム８００の通信を促進する一又は複数の通信装置８１２を含むことができる。リピーターパス評価システム８００のコンピュータネットワークとの又は他のプロセッサベースのシステムとの通信は、無線手段及び／又は有線接続によって行うことができる。例えば、通信装置８１２は、リピーターパス評価システム８００とコンピュータネットワーク間の無線通信又はケーブル通信を可能にするネットワークインターフェースコントローラを含むことができる。通信装置８１２はまた、モデム及び／又はネットワークアダプタ、又はデータ送受信用の様々な代替装置のうちのいずれか一つを含むことができる。
【００８８】
図５に関連して上述したようなリピーターパス３８（図４）を評価するための上述した手順の一又は複数の操作は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を使用して、プロセッサ８０４によって、及び／又は一又は複数のシステムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０によって実施することができる。同様に、図６に関して上述したような地上テスト中に、リピーター３６(図４)の物理的モデルのリピーター性能を判断するための上述した手順の一又は複数の操作は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を使用して、プロセッサ８０４によって、及び／又は一又は複数のシステムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０によって実施可能である。さらに、図７に関して上述したような軌道上のリピーター宇宙機（図１）用に利用可能に配置されたリピーター３６（図４）の性能を評価するための上述した手順の一又は複数の操作は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を使用して、プロセッサ８０４によって、及び／又は一又は複数のシステムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０によって実施可能である。
【００８９】
図８に示すように、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４はコンピュータが使用可能なプログラムコード及びコンピュータによって読み取り可能なプログラムコードを含んでいてよいプログラムコードを含むことができる。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４はプロセッサ８０４によって読み取り実行することが可能である。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４によりプロセッサ８０４が、リピーターパス(図５)を評価する、地上テスト(図６)中にリピーターパスの物理的モデルのリピーター性能を判断する、又は稼働中のリピーター（図７）の性能を評価することに関連する上述した実施形態の一又は複数の操作を実施することが可能になりうる。
【００９０】
さらに図８を参照すると、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４は、リピーターパス評価システム８００の操作命令を含むことができ、アプリケーション及びプログラムをさらに含むことができる。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４は、プロセッサ８０４によって、及び／又は一又は複数のシステムマネージャ８２６、性能計算機８２８、及びグラフィカルユーザーインターフェース８３０によって実行するために、一又は複数のメモリ装置８０６及び／又は非揮発性の記憶装置８０８に含まれる及び／又はロードされることが可能である。上に示したように、一又は複数のメモリ装置８０６及び／又は非揮発性の記憶装置８０８を、通信パス８０２を通して、図８に示す一又は複数の残りのコンポーネントに通信可能に結合させることができる。
【００９１】
コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４は、具体的な又は非具体的な、一時的な又は非一時的なコンピュータによって読み取り可能な媒体８１８に含むことができ、プロセッサ８０４によって実行するために、リピーターパス評価システム８００にロードする又は転送することができる。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４及びコンピュータによって読み取り可能な媒体８１８は、コンピュータプログラム製品８１６を含む。ある実施形態では、コンピュータによって読み取り可能な媒体８１８はコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０及び／又はコンピュータによって読み取り可能な信号媒体８２２を含むことができる。
【００９２】
コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は、非限定的に、例えばハードドライブ等の記憶装置にデータを転送するための、ドライブ、フラッシュメモリ装置又は他の記憶装置又はハードウェアにロード可能な光ディスク及び磁気ディスクを含む様々な異なる実施形態を含むことができる。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は、リピーターパス評価システム８００に取外しできないように取り付けることができる。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は任意の好適な記憶媒体を含むことができ、非限定的に、半導体システム又は伝播システムを含むことができる。これに関しては、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は、電子媒体、磁気媒体、光媒体、電磁気媒体、及び赤外線媒体を含むことができる。例えば、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０は、磁気テープ、コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ、及び読取専用メモリを含むことができる。光ディスクの実施形態の非限定的な実施例には、コンパクトディスク−読取専用メモリ、コンパクトディスク−読み／書き、及びデジタルビデオディスクを含むことができる。
【００９３】
コンピュータによって読み取り可能な信号媒体８２２には、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を含むことができ、非限定的に、電磁気信号及び光信号を含む様々なデータ信号構成において具現化することが可能である。上記データ信号は、無線又は配線接続手段によるものを含む任意の好適な通信リンクによって送信することができる。例えば、配線接続手段は、光ファイバーケーブル、同軸ケーブル、信号線、及びデータを無線手段によって又は物理的手段によって送信するためのほかの任意の好適な手段を含むことができる。
【００９４】
さらに図８を参照すると、コンピュータによって読み取り可能な信号媒体８２２により、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を、非揮発性記憶装置又はリピーターパス評価システム８００内で使用する他の好適な記憶装置又はメモリ装置にダウンロードすることが容易になり得る。例えば、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体８２０内に含まれるコンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を、サーバー、又は別のシステムのクライアントコンピュータからコンピュータネットワークを介してリピーターパス評価システム８００にダウンロードすることが可能である。
【００９５】
リピーターパス評価システム８００の様々な異なる実施形態のうちのいずれか一つを、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を実行できる任意のハードウェア装置又はシステムを使用して実行することが可能である。例えば、プロセッサ８０４は一又は複数の特定機能を実行するように構成されたハードウェアユニットを含むことができ、特定機能の実行において、機能を実行するためのコンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４はメモリ装置８０６に予めロードしておくことができる。
【００９６】
ある実施形態においては、プロセッサ８０４は、アプリケーションの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理回路、又は一又は複数の特定機能又は動作を実行するように構成された他の任意のハードウェア装置を含むことができる。例えば、プログラム可能な論理回路を一時的に又は永続的にプログラミングして、リピーターパスを評価する（図５）、リピーターパスの物理的モデルの地上テスト中にリピーター性能を判断する（図６）、又は稼働中のリピーターの性能を評価する（図７）手順に関連する一又は複数の操作を実行することができる。プログラム可能な論理回路は、プログラム可能論理アレイ、プログラム可能アレイ論理、フィールドプログラム可能な論理アレイ、及びフィールドプログラム可能なゲートアレイ、及び他の任意の好適な論理回路を非限定的に含むことができる。ある実施形態では、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４を、一又は複数のプロセッサ８０４によって、及び/又はプロセッサ８０４と通信している一又は複数のハードウェアユニットを含む他の装置によって操作可能である。コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４の特定部分をプロセッサ８０４によって実行することができ、コンピュータによって読み取り可能なプログラム命令８２４の他の部分をハードウェアユニットによって実行することができる。
【００９７】
上述した様々な実施形態は、リピーター３６の物理的モデル（図４）を構築する必要性を除去するさらなる技術的効果によって一定のリピーターコンポーネント４６（図３）のリピーター性能を予測し、動作特性を測定して稼働中のリピーター３６の性能を予測する能力を提供するため、有利である。これに関し、上述した手順の一又は複数の操作を実行する技術的効果には、一定のリピーターコンポーネント４６からなるリピーター３６構成を設計する必要性の除去、一又は複数のリピーター３６構成の物理的モデルの構築、稼働中のリピーター性能を予測するために、リピーターパス３８（図４）において組み立てられた時のリピーターコンポーネント４６の動作特性の測定、及びその後の異なるリピーターコンポーネント４６の再設計、再度の組立て、及びリピーターの所望の性能を有するリピーター構成が出来上がるまで繰り返し再テストすることが含まれる。さらに、上述した様々な有利な実施形態は、様々な異なる状況及びノイズ環境において稼働する無限とも思える多様のリピーター構成のリピーター性能の予測における効率性及び精度を増加させる技術的効果を提供する。
【００９８】
本発明の追加の変更及び改善は当業者に明らかとなり得る。このため、本明細書に記載され図示したパーツの特定の組み合わせは本発明の特定の実施形態のみを表すものであり、本発明の精神及び範囲内の代替実施形態又は装置を限定するものではない。
【００９９】
本発明はまた、下記の実施形態も含む。
１． リピーターパスのリピーター性能を制御する方法であって：
送信地上局及び受信地上局のパラメータを識別し；
リピーターパスの少なくとも一つのリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含むコンポーネント性能パラメータを識別し；
リピーターパスのリピーター性能を、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及び少なくとも一つのリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータの関数として予測し；
グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）上で、リピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含むコンポーネント性能パラメータ、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及びリピーターの予測性能を通信し；
コンポーネント性能パラメータの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを調節して、リピーターの予測性能がリピーターの所望の性能の所定範囲内であるように管理する
ステップを含む方法。
【０１００】
２． コンポーネント性能パラメータを識別するステップが、リピーターコンポーネントに関連するノイズ温度を識別することをさらに含み；
コンポーネント性能パラメータの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを調節するステップが、ノイズ温度を調節することをさらに含む
実施形態１の方法。
【０１０１】
３．リピーターコンポーネントがリピーター受信アンテナを含み：
リピーターの予測性能が所望の性能パラメータの所定範囲内に入るまで、リピーター受信アンテナのアンテナ増幅度を調節する
ステップをさらに含む実施形態１の方法。
【０１０２】
４．コンポーネント性能パラメータを調節するステップが：
ダウンリンクの予測等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）及びリピーターパスの増幅度とノイズ温度の予測比率（Ｇ／Ｔ）のうちの少なくとも一つが、所望のＥＩＲＰ及び所望のＧ／Ｔ各々の所定範囲内に入るまで、コンポーネント性能パラメータを調節する
ことを含む、実施形態１の方法。
【０１０３】
５．リピーターコンポーネントが低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と、最大電力定格を有する高電力増幅器（ＨＰＡ）を含み：
ＨＰＡを最大電力定格以下に維持しながら、リピーターの所望の性能を得るためにＬＮＡの増幅度を最大化する
ステップをさらに含む、実施形態４の方法。
【０１０４】
６．ダウンリンクの予測ＥＩＲＰとリピーターの予測Ｇ／Ｔを最大化するように、ＬＮＡのノイズ指数を最小限に抑える
ステップをさらに含む、実施形態５の方法。
【０１０５】
７．リピーターコンポーネントが最大電力定格を有する高電力増幅器を含み、リピーターの予測性能が、リピーターの入力電力レベルに相対的な高電力増幅器の飽和を含み、本方法がさらに：
リピーターの入力電力レベルが結果的に約０．０〜−２．０ｄＢＷの相対飽和になるように、コンポーネント性能パラメータを調節する
ステップを含む、実施形態１の方法。
【０１０６】
８．リピーターパスが曲管リピーターパスを含む、実施形態１の方法。
【０１０７】
９．リピーターの所望の性能が得られる調節されたコンポーネント性能パラメータを有するリピーターコンポーネントを含むリピーターパスの物理的モデルを構築する
ステップをさらに含む、実施形態１の方法。
【０１０８】
１０．入力端部及び出力端部を有するリピーターパスの物理的モデルを供給し；
各入力端部及び出力端部におけるリピーターの入力電力レベル及びリピーターの出力電力レベルを計算して、リピーターの予測性能に対応させ；
計算したリピーターの入力電力レベルとほぼ等しい大きさを有する、合成テストＲＦ信号を入力端部に適用し；
出力端部に結合されたダウンリンクの電力計を使用して、テストＲＦ信号の適用に応じたリピーターの出力電力レベルを測定し；
リピーターの測定出力電力レベルと計算されたリピーターの出力電力レベルとの差に基づき、物理的モデルのリピーターの実際の性能を判断する
ステップをさらに含む、実施形態１の方法。
【０１０９】
１１．曲管リピーターパスの性能を制御するシステムであって：
入力端部及び出力端部を有するリピーターパスの物理的モデルであって；
リピーターパスが、リピーターの予測性能を、送信地上局、受信地上局のパラメータ、及び複数のリピーターコンポーネントのうちの少なくとも一つの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータの関数として有するように構成されており；
リピーターパスがさらに、入力及び出力端部それぞれにおいて計算され、リピーターの予測性能と対応するリピーターの入力電力レベルと、リピーターの出力電力レベルを有するように構成されており；
計算されたリピーターの入力電力レベルとほぼ等しい大きさを有する合成テストＲＦ信号が入力端部に適用される；
リピーターパスの物理的モデルと、
出力端部に結合され、テストＲＦ信号の適用に応じてリピーターの出力電力レベルを測定するように構成されたダウンリンク電力計であって；
リピーターの測定出力電力レベルと、計算されたリピーターの出力電力レベルとの差に基づいて、リピーターの実際の性能を判断し；
少なくとも一つのリピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータが、リピーターの測定出力電力レベルが計算されたリピーターの出力電力レベルの所定範囲内となるまで調節されるダウンリンク電力計
を含むシステム。
【０１１０】
コンポーネント性能パラメータを調節するステップが：
リピーターコンポーネントのノイズ温度を調節する
ことを含む、実施形態１１の方法。
【符号の説明】
【０１１１】
１０ 衛星のリピーター通信システム
１２ 損失
１４ 地球
１６ 増幅度
１８ アップリンクパス
２０ アップリンク信号
２２ ダウンリンクパス
２４ ダウンリンク信号
２５ リピーターの算出入力電力
２６ 送信地上局
２８ 送信地上局アンテナ
３０ 受信地上局
３４ 軌道上の宇宙機
３６ リピーター
３８ リピーターパス
４０ 入力端部
４２ 出力端部
４４ リピーター受信アンテナ
４６ リピーターコンポーネント
４８ 入力テストカプラー
５０ 導波管
５２ ケーブル
５４ 送信阻止フィルタ
５６ 低ノイズ増幅器
５８ ダウンリンク変換器
６０ ＩＭＵＸ
６２ ダイナミックリンク割当装置
６４ 進行波管増幅器
６６ 出力マルチプレクサ
６８ 出力テストカプラー
１００ 評価システム
１０２ システムマネージャ
１０４ リピーター構成
１０８ リピーターパスの段
１１２ 損失
１１４ ノイズ温度
１１６ 増幅度
１１８ ノイズ指数
１２０ リピーター受信アンテナパラメータ
１２２ 受信アンテナのノイズ温度
１２４ 増幅度
１２６ 損失
１２８ ＨＰＡ増幅器の定格
１３０ リピーター送信アンテナの増幅度
１３２ 位置セレクター
１３６ アップリンクの信号周波数
１３８ ダウンリンクの信号周波数
１４０ 信号の帯域幅
１４２ 信号データ速度
１４６ アップリンクの推定ＥＩＲP
１４８ アップリンクの推定レンジ
１５０ 送信地上局の増幅度とノイズ温度との比率
１５２ 地上局のダウンリンクアンテナ増幅度
１５４ アップリンクの推定大気損失
１５６ ダウンリンクの大気損失
２００ グラフィカルユーザーインターフェース
２０２ リピーター構成ファイルメニュー
２０４ ロードバジェットボタン
２０６ 凡例区分
２０８ リピーターの予測性能パラメータ
２１０ 入力データ
２１２ 算出データ
２１４ 算出ＲＦレベル
２１６ オーバードライブ／飽和
２１８ ウィンドウ「オーバードライブ／飽和」凡例区分
２２０ 終了ボタン
２２１ パラメータアジャスタ
２２２ リピーターコンポーネント区分
２２４ リピーターパスの累積電力レベル
２２６ リピーターパスの累積ノイズ指数
２２８ 送信地上局のパラメータ
２３０ 受信地上局のパラメータ
２３４ 飽和レベル選択ボタン
２３６ アップリンクパス損失
２３８ アップリンクの搬送波とノイズ密度との比率
２４０ ダウンリンクの受信電力
２４２ 飽和レベル区分
２４４ 高電力増幅器の出力電力
２４５ リピーターの出力電力レベル
２４６ リピーターの算出入力電力レベル
２４８ 算出相対飽和
２５０ テスト機器設定区分
２５２ テスト信号合成器の最大出力
２５４ ケーブル損失
２５８ リピーターの算出入力電力
２６０ テストＲＦ信号
２６２ オーバードライブ制限
２６４ リピーターの物理的モデルとアップリンク電力計との間の接続部の損失
２６６ リピーターパスの物理的モデルとダウンリンク電力計との間のカプラー損失
２６８ アップリンクの算出ケーブル損失
２７６ Ｇ／Ｔ区分
２７８ リピーターノイズ指数
２８０ システム温度
２８２ システム温度
２８４ リピーターの温度
２８６ リピーターの温度
２８８ 変換係数
２９０ リピーターパスの予測Ｇ／Ｔ
２９２ ＥＩＲＰ区分
２９４ ダウンリンクのパス損失
２９６ 受信地上局における搬送波とノイズとの比率
２９８ 搬送波とノイズ密度との比率
３００ エネルギーとノイズ密度との比率
３０２ 変換係数
３０４ ダウンリンクの予測ＥＩＲP
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道上の宇宙機の曲管リピーターパスのリピーター性能を制御する方法であって、
送信地上局及び受信地上局のパラメータと、リピーターパスに含まれるリピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータとを識別するステップと、
軌道上の宇宙機からリピーターの実際の性能を含むテレメトリーデータを受信するステップと、
リピーターの実際の性能に関連するアップリンクの実際の等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）とアップリンクの実際の大気損失とを識別するステップと、
アップリンクの推定ＥＩＲＰと、アップリンクの推定大気損失とを、アップリンクの実際のＥＩＲＰと、アップリンクの実際の大気損失とほぼ等しくなるように調節するステップと、
リピーター性能を、リピーターコンポーネントと、送信地上局及び受信地上局との性能パラメータ、並びに調節されたアップリンクの推定ＥＩＲＰと、調節されたアップリンクの推定大気損失の関数として予測するステップと、
リピーターの予測性能と、リピーターの実際の性能との差を計算するステップと、
リピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータを、リピーターの予測性能とリピーターの実際の性能との差が所定範囲内になるまで調節するステップと
を含む方法。
【請求項２】
コンポーネント性能パラメータを識別するステップが、
リピーターコンポーネントのうちの少なくとも一つの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータを識別すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
リピーターの予測性能を計算するステップが、
ダウンリンクの予測等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）及びリピーターパスの増幅度とノイズ温度の予測比率（Ｇ／Ｔ）とを、リピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータと、送信及び受信地上局のパラメータとの関数として計算すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）上で、コンポーネント性能パラメータ、送信及び受信地上局のパラメータ、及びダウンリンクの予測ＥＩＲＰ及びＧ／Ｔを通信するステップ
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ及びＧ／Ｔのうちの少なくとも一つが、ダウンリンクの望ましいＥＩＲＰ及びＧ／Ｔの所定範囲内に収まるまで、コンポーネント性能パラメータを調節するステップ
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
リピーターパス評価システムであって、
送信地上局及び受信地上局のうちの一又は複数に関する複数の個々のパラメータと、リピーターパスの一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含む一又は複数のリピーターコンポーネント性能パラメータとを取得するシステムマネージャ、
システムマネージャと通信しており、リピーターパスのリピーターの予測性能を、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及び一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失、及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのパラメータの関数として計算する性能計算機、並びに
送信及び受信地上局のうちの一又は複数、及び一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つの、リアルタイムに予測された個々の性能パラメータを表示するグラフィカルユーザーインターフェース、
を含み、グラフィカルユーザーインターフェースが、送信及び受信地上局の複数の個々のパラメータのうちの少なくとも一つと、増幅度、損失、及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのリピーターコンポーネント性能パラメータとの再構成を可能にすることにより、リピーターの予測性能がリピーターの望ましい性能の所定範囲内に収まることが可能になる、システム。
【請求項７】
リピーターコンポーネントが、さらに、リピーターコンポーネントの増幅度に関連し、グラフィカルユーザーインターフェースによって再構成可能であるノイズ温度を含んでいる、
請求項６に記載のリピーターパス評価システム。
【請求項８】
グラフィカルユーザーインターフェースが、
ダウンリンクの予測等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）及びリピーターパスの増幅度とノイズ温度の予測比率（Ｇ／Ｔ）のうちの少なくとも一つが望ましいＥＩＲＰ及び望ましいＧ／Ｔの所定範囲内になるまで、コンポーネント性能パラメータを調節する一又は複数のパラメータアジャスタ
を含んでいる、請求項６に記載のリピーターパス評価システム。
【請求項９】
リピーターコンポーネントが、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）及び最大電力定格を有する高電力増幅器（ＨＰＡ）を含み、本方法がさらに、
ＨＰＡを最大電力定格以下に維持しながらリピーターの望ましい性能を得るためにＬＮＡの増幅度を最大化するステップ
を含む、請求項６に記載のリピーターパス評価システム。
【請求項１０】
ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ及びリピーターのＧ／Ｔを最大化するように、ＬＮＡのノイズ指数を最小限に抑えるステップ
をさらに含む、請求項９に記載のリピーターパス評価システム。
【請求項１】
軌道上の宇宙機の曲管リピーターパスのリピーター性能を制御する方法であって、
送信地上局及び受信地上局のパラメータと、リピーターパスに含まれるリピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータとを識別するステップと、
軌道上の宇宙機からリピーターの実際の性能を含むテレメトリーデータを受信するステップと、
リピーターの実際の性能に関連するアップリンクの実際の等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）とアップリンクの実際の大気損失とを識別するステップと、
アップリンクの推定ＥＩＲＰと、アップリンクの推定大気損失とを、アップリンクの実際のＥＩＲＰと、アップリンクの実際の大気損失とほぼ等しくなるように調節するステップと、
リピーター性能を、リピーターコンポーネントと、送信地上局及び受信地上局との性能パラメータ、並びに調節されたアップリンクの推定ＥＩＲＰと、調節されたアップリンクの推定大気損失の関数として予測するステップと、
リピーターの予測性能と、リピーターの実際の性能との差を計算するステップと、
リピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータを、リピーターの予測性能とリピーターの実際の性能との差が所定範囲内になるまで調節するステップと
を含む方法。
【請求項２】
コンポーネント性能パラメータを識別するステップが、
リピーターコンポーネントのうちの少なくとも一つの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのコンポーネント性能パラメータを識別すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
リピーターの予測性能を計算するステップが、
ダウンリンクの予測等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）及びリピーターパスの増幅度とノイズ温度の予測比率（Ｇ／Ｔ）とを、リピーターコンポーネントのコンポーネント性能パラメータと、送信及び受信地上局のパラメータとの関数として計算すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）上で、コンポーネント性能パラメータ、送信及び受信地上局のパラメータ、及びダウンリンクの予測ＥＩＲＰ及びＧ／Ｔを通信するステップ
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ及びＧ／Ｔのうちの少なくとも一つが、ダウンリンクの望ましいＥＩＲＰ及びＧ／Ｔの所定範囲内に収まるまで、コンポーネント性能パラメータを調節するステップ
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
リピーターパス評価システムであって、
送信地上局及び受信地上局のうちの一又は複数に関する複数の個々のパラメータと、リピーターパスの一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つを含む一又は複数のリピーターコンポーネント性能パラメータとを取得するシステムマネージャ、
システムマネージャと通信しており、リピーターパスのリピーターの予測性能を、送信地上局及び受信地上局のパラメータ、及び一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失、及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのパラメータの関数として計算する性能計算機、並びに
送信及び受信地上局のうちの一又は複数、及び一又は複数のリピーターコンポーネントの増幅度、損失及びノイズ指数のうちの少なくとも一つの、リアルタイムに予測された個々の性能パラメータを表示するグラフィカルユーザーインターフェース、
を含み、グラフィカルユーザーインターフェースが、送信及び受信地上局の複数の個々のパラメータのうちの少なくとも一つと、増幅度、損失、及びノイズ指数のうちの少なくとも一つのリピーターコンポーネント性能パラメータとの再構成を可能にすることにより、リピーターの予測性能がリピーターの望ましい性能の所定範囲内に収まることが可能になる、システム。
【請求項７】
リピーターコンポーネントが、さらに、リピーターコンポーネントの増幅度に関連し、グラフィカルユーザーインターフェースによって再構成可能であるノイズ温度を含んでいる、
請求項６に記載のリピーターパス評価システム。
【請求項８】
グラフィカルユーザーインターフェースが、
ダウンリンクの予測等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）及びリピーターパスの増幅度とノイズ温度の予測比率（Ｇ／Ｔ）のうちの少なくとも一つが望ましいＥＩＲＰ及び望ましいＧ／Ｔの所定範囲内になるまで、コンポーネント性能パラメータを調節する一又は複数のパラメータアジャスタ
を含んでいる、請求項６に記載のリピーターパス評価システム。
【請求項９】
リピーターコンポーネントが、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）及び最大電力定格を有する高電力増幅器（ＨＰＡ）を含み、本方法がさらに、
ＨＰＡを最大電力定格以下に維持しながらリピーターの望ましい性能を得るためにＬＮＡの増幅度を最大化するステップ
を含む、請求項６に記載のリピーターパス評価システム。
【請求項１０】
ダウンリンクの予測ＥＩＲＰ及びリピーターのＧ／Ｔを最大化するように、ＬＮＡのノイズ指数を最小限に抑えるステップ
をさらに含む、請求項９に記載のリピーターパス評価システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１４９０２（Ｐ２０１２−１１４９０２Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２４５５５５（Ｐ２０１１−２４５５５５）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４５５５５（Ｐ２０１１−２４５５５５）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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