诸如为了定位地球上的干扰源等的用于获得与从地球发射的电磁能量有关的信息的设备、系统和方法技术方案

一种观察卫星，用于获得从地球上发射的电磁能量的信息。所述卫星在倾角大于90°且小于270°的轨道绕地球运行。此外，所述观察卫星包括：至少一个接收天线，所述至少一个接收天线具有指向地球的接收模式，并在所述卫星相对于地球表面沿轨道运行时，所述至少一个接收天线适于在射频范围内接收电磁能量。所述观察卫星还包括：传送器，被配置为具有以下至少一个功能：(i)重新传送所接收到的电磁能量的至少一部分，(ii)发射表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息，(iii)发射从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息。本发明专利技术还涉及相关的系统和方法。

An apparatus, system, and method for obtaining information relating to electromagnetic energy emitted from earth in order to locate interference sources on the earth

An observation satellite used to obtain information about electromagnetic energy emitted from earth. The satellite orbits the earth at a tilt angle greater than 90 degrees and less than 270 degrees. In addition, the observation satellite includes at least one receiving antenna, wherein at least one receiving antenna with reception mode at the earth, and with respect to the earth's surface in the satellite orbit, the at least one receiving antenna for receiving electromagnetic energy in the radio frequency range. The observation satellite also includes a transmitter configured to have at least one of the following functions: (I) at least a portion of the electromagnetic energy to transmit the received electromagnetic emission (II), said the energy of at least a portion of the information received, (III) emission from at least a portion of the electromagnetic energy the received information is derived. The invention also relates to related systems and methods.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】诸如为了定位地球上的干扰源等的用于获得与从地球发射的电磁能量有关的信息的设备、系统和方法
本专利技术主要涉及电信以及获得与从地球上一个或多个源发射的电磁能量有关的信息。本专利技术例如可以用于定位地球上的干扰源，但本专利技术并不限于此特定应用。
技术介绍
卫星通信尤其涉及从地球上的站向卫星的信号的传输，反之亦然。卫星通信可用于为地球上两点之间提供通信服务，包括点对点服务(例如互联网、卫星电话)和点对多点(广播)服务(如电视)。执行卫星通信的站可以是固定的(如屋顶盘)或移动的(如车辆、船舶、飞行器、手持装置)。随着卫星和地面通信使用的增加，不同通信之间的干扰风险也增加。过去，为定位干扰发射站已经做出了许多努力，并且更一般地，为解决干扰问题已经做出了许多努力，并减轻了由此产生的中断(包括卫星通信系统的可用容量的减少)。在地球上定位干扰传输站的一种已知方法是使用地面站。例如，US5008679涉及一种利用不同卫星的接收信号之间的相关，定位未知的射频传送器的方法。然而，因为执行基于地面的地理定位取决于多个卫星和多个地面站之间的信号相关、即在计算中有许多误差传播的机会的时间密集处理，所以执行基于地面的地理定位是困难的。此外，执行基于地面的地理定位的能力取决于包括相邻卫星的存在和大量知识、已知的参考信号的存在和大量知识以及必要地面硬件的存在的许多因素，因此，基于地面的地理定位在很多情况下是无效的。其它已知方法使用直升机或无人驾驶飞行器(UAV)来执行地理定位。然而，这种方法的资源效率低，并且只能提供一次性分析。考虑到以上，存在减少在卫星通信的背景下的干扰量、或者在这不可能时采用用以应对这些干扰的技术的需求。
技术实现思路
为满足或至少一部分满足上述需求，在独立权利要求中定义根据本专利技术的设备、系统和方法。特定的实施方式在从属权利要求中定义，并在本说明书中解释。在一个实施例中，卫星以下称为“观察卫星”，用于获得与从地球上的一个或多个源发射的电磁能量有关的信息，所述卫星在倾角大于90°(即90度)且小于270°(即270度)的轨道绕地球运行，该轨道被定义为相对于地球的自转方向逆行。并且，观察卫星包括：至少一个接收天线，所述至少一个接收天线具有指向地球的接收模式，并且在所述卫星相对于地球表面沿轨道运行时，所述至少一个接收天线适于在射频范围内接收电磁能量，以及传送器，被配置为用于以下中的至少一者：(i)重新传送所接收到的电磁能量的至少一部分，(ii)传送表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息，以及(iii)传送从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息。因此，观察卫星能够收集数据，该数据显著提高了理解为了卫星通信目的向空间发射的能量的组成和起源的能力。鉴于大多数通信卫星是为通信而不是为了数据收集或分析功能而设计的，观察卫星能从根本上提供更多的关于上行链路传输的性质的数据，这些数据无法通过如目前存在那样的通信卫星来收集。干扰检测、系统优化、频谱规划和许多其它应用从观察卫星产生的这些数据和理解获益许多。尤其是，通过将观察卫星布置于高倾斜(逆行)的轨道，观察卫星相对于地球表面的速度高于在顺行轨道的同一高度运行的卫星的速度，并且观察卫星能够经常重访相对于地球表面的给定位置并接收来自地球上的特定区域的传输。此外，在一个实施例中，在与感兴趣传输通常意图针对的卫星(以下称为“目标卫星”)类似的高度布置观察卫星的优点是，观察卫星然后能够观察到地球上的较大面积，并观察到意图针对特定目标卫星的大部分信号。使用上述观察卫星来理解并处理卫星通信的背景下的干扰问题源自于关注点的改变。其目的是试图确定哪些信号是从地球上的源向空间发射的。然而，观察卫星不是试图从地球表面附近的点、而是允许从空间中的点且特别是从感兴趣轨道附近的点来进行上述确定。因而，这使得能够更有效地收集关于到达感兴趣轨道的信号的信息。赤道平面和卫星绕地球运行轨道的平面之间的角度为倾角。卫星的倾角为0°(即0度)的定义是以地球转动方向的方向在赤道平面沿轨道运行。如上所述，观察卫星的传送器被配置为执行三个操作中的一个(分别用符号(i)、(ii)、(iii)表示)、这三个操作中两者的组合(即，(i)+(ii)、(i)+(iii)、或(ii)+(iii))、或者所有这三个操作(即，(i)+(ii)+(iii))。也就是，在子实施例中，传送器被配置为(例如向地球上的地面站或其它卫星)重新传送所接收到的电磁能量的至少一部分。因此，所接收到的电磁能量或其一部分可能在没有通过观察卫星自身的任何处理的情况下被传送。在这种情况下，对所接收到的电磁能量或其一部分的任何处理(用于分析、地理定位等)可以随后在观察卫星之外、例如在地球上由处理站执行。可替换地或另外地，在另一子实施例中，传送器可以被配置为(例如向地球上的地面站或其它卫星)发射表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息。这例如可以表示将所接收到的电磁能量或其一部分进行数字化和/或压缩。可替换地或另外地，在又一子实施例中，传送器可以被配置为(例如向地球上的地面站或其它卫星)发射根据所接收到的电磁能量的至少一部分(尤其是代替所接收到的电磁能量自身)所推导出的信息。例如通过使用卫星自身的一些装置(也被称为“负载”)确定或估计所接收到的电磁能量的源在地球上的位置(诸如干扰源的来源等)，可以从所接收到的电磁能量或其一部分推导出该信息。从所接收到的电磁能量或其一部分推导出信息，也可以包括使用卫星自身的一些装置生成关于所接收到的电磁能量的能量频谱、极化、调制方案等的信息。换句话说，观察卫星用于在以下情况下获得从地球上一个或多个源发射的电磁能量的信息，其中，所接收到的电磁能量的信息的实际获得过程可以在观察卫星的内部或外部进行。也就是说，观察卫星可以作为有助于获得与从地球上一个或多个源发射的电磁能量有关的信息的工具。在一个实施例中，观察卫星适于获得与从地球上的一个或多个源发射并到达对地静止轨道的电磁能量有关的信息。因为对地静止轨道对于众多卫星通信是至关重要的，所以监视朝向约35800公里高度处的对地静止轨道弧中的卫星所发射的信号尤其重要。在一个实施例中，观察卫星的传送器被配置为朝向地球传送所接收到的电磁能量的至少一部分、或者表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息、或者从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息。这样可以使地球上的接收站或与该接收站通信的处理站根据卫星所接收到的电磁能量推导出进一步的信息。例如，可以确定某些所接收到的电磁能量的源的位置。然而，可能不将传送器配置为向地球直接发射所接收到的电磁能量(或其一部分)、表示所接收到的电磁能量的信息或从所接收到的电磁能量推导出的信息。代替上述，可以将另一卫星或航天器作为将该传输中继到地球的中继站。这种中继卫星或航天器可以被配置为对从观察卫星接收到的信息进行进一步处理。在一个实施例中，从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息是通过在所述卫星内处理所接收到的电磁能量的至少一部分所获得的。在这种情况下，处理装置与观察卫星集成来进行该处理。在一个实施例中，所述处理包括以下中的至少一者：(a)从模拟信号到常用中频的能够选择的下变频；(b)所接收到的电磁能量的至少一部分所提供的信号的模数转换；(c)所接收到的电磁能量的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星，用于获得与从地球上的一个或多个源发射的电磁能量有关的信息，所述卫星在倾角大于90°且小于270°的轨道绕地球运行；并且所述卫星包括：至少两个接收天线，所述至少两个接收天线中的各个具有指向地球的接收模式，并且在所述卫星相对于地球表面沿轨道运行时，所述至少两个接收天线中的各个适于在射频范围内接收电磁能量，所述至少两个接收天线形成接收模式以使得通过所述至少两个接收天线所接收的相同信号以不同方式被接收以及传送器，被配置为用于以下中的至少一者：重新传送所接收到的电磁能量的至少一部分，传送表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息，以及传送从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.05 US 13/705,5661.一种卫星，用于获得与从地球上的一个或多个源发射的电磁能量有关的信息，所述卫星在倾角大于90°且小于270°的轨道绕地球运行；并且所述卫星包括：至少两个接收天线，所述至少两个接收天线中的各个具有指向地球的接收模式，并且在所述卫星相对于地球表面沿轨道运行时，所述至少两个接收天线中的各个适于在射频范围内接收电磁能量，所述至少两个接收天线形成接收模式以使得通过所述至少两个接收天线所接收的相同信号以不同方式被接收以及传送器，被配置为用于以下中的至少一者：重新传送所接收到的电磁能量的至少一部分，传送表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息，以及传送从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息。2.一种卫星，用于获得与从地球上的一个或多个源发射的电磁能量有关的信息，所述卫星在倾角大于90°且小于270°的轨道绕地球运行；并且所述卫星包括：至少两个接收天线，所述至少两个接收天线中的至少一个具有指向地球的接收模式，并且在所述卫星相对于地球表面沿轨道运行时，所述至少两个接收天线中的至少一个适于在射频范围内接收电磁能量，所述至少两个接收天线中的至少另一个具有朝向远离地球的接收模式，并且适于在所述卫星相对于地球表面沿轨道运行时在射频范围内接收电磁能量，以及传送器，被配置为用于以下中的至少一者：重新传送所接收到的电磁能量的至少一部分，传送表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息，以及传送从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息。3.根据权利要求1或2所述的卫星，适于获得与从地球上的一个或多个源发射并到达对地静止轨道的电磁能量有关的信息。4.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，所述传送器被配置为朝向地球传送所接收到的电磁能量的至少一部分、或者表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息、或者从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息。5.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息是通过在所述卫星内处理所接收到的电磁能量的至少一部分所获得的。6.根据权利要求5所述的卫星，其中，所述处理包括以下中的至少一者：从模拟信号到常用中频的能够选择的下变频；所接收到的电磁能量的至少一部分所提供的信号的模数转换；所接收到的电磁能量的至少一部分的频谱分析；所接收到的电磁能量的至少一部分的多普勒偏移分析；所接收到的电磁能量的至少一部分的多普勒比率分析；到达方向或到达角处理；到达时间差、即TDOA处理；到达频率差、即FDOA处理；两个以上天线元件之间的参考测量；数据滤波；以及数据压缩。7.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，所述至少两个接收天线适于在1GHz和100GHz之间的射频范围内接收电磁能量。8.根据权利要求7所述的卫星，其中，所述至少两个接收天线，适于在以下至少一个射频范围内接收电磁能量：在1和2GHz之间；在2和4GHz之间；在4和8GHz之间；在8和12GHz之间；在12和18GHz之间；以及在26.5和40GHz之间。9.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，所述至少两个接收天线适于在对地静止卫星从地球接收或向地球发送信号所使用的射频范围内接收电磁能量。10.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，所述至少两个接收天线适于接收具有以下中的至少一者的电磁能量：线性极化；垂直极化；水平极化；椭圆极化；以及圆极化。11.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，具有指向地球的接收模式的至少一个接收天线被配置为在一个轨道周期期间，从覆盖了大于地球表面的一半的区域接收电磁能量。12.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，具有指向地球的接收模式的至少一个接收天线所接收到的电磁能量不仅包括意图用于控制所述卫星自身的信息。13.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，具有指向地球的接收模式的至少一个接收天线所接收到的电磁能量包括意图用于至少一个其它卫星的能量。14.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，所述卫星在倾角大于175°且小于185°的轨道绕地球运行。15.根据权利要求1或2所述的卫星，其中，所述卫星在最高点相对于对地静止轨道相差不超过4000公里的轨道绕地球运行。16.根据权利要求14所述的卫星，其中，所述卫星在具有以下中的任一个最高点的轨道绕地球运行：在平均海平面以上31700和34700公里之间；以及在平均海平面以上36700和39700公里之间。17.根据权利要求1或2所述的卫星，...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·蒙瓦塞尔，
申请(专利权)人：SES有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU