通信衛星

通信衛星は、トランスポンダを介して無線通信信号を中継および増幅する人工衛星であり、地球上のさまざまな場所にある送信元と受信機の間に通信チャネルを作成します。通信衛星は、テレビ、電話、ラジオ、インターネット、軍事用途に使用されます。 ^[1] 多くの通信衛星は赤道上空22,236マイル（35,785 km）の静止軌道上にあるため、衛星は空の同じ場所に静止しているように見えます。そのため、地上局の衛星パラボラアンテナはその場所に恒久的に向けることができ、衛星を追跡するために移動する必要はありません。他の衛星は低軌道で衛星コンステレーションを形成し、地上のアンテナは衛星の位置を追跡し、頻繁に衛星を切り替える必要があります。

通信リンクに使用される電波は見通し線で移動するため、地球の曲面によって遮られます。通信衛星の目的は、地球の曲面を迂回して信号を中継し、遠く離れた地理的地点間の通信を可能にすることです。^[2] 通信衛星は、広範囲の無線周波数とマイクロ波 周波数を使用します。信号干渉を回避するために、国際機関は、特定の組織が使用できる周波数範囲または「帯域」に関する規制を設けています。この帯域の割り当てにより、信号干渉のリスクが最小限に抑えられます。^[3]

1945年10月、アーサー・C・クラークはイギリスの雑誌「ワイヤレス・ワールド」に「地球外中継」と題する記事を掲載した。^{[4]この記事は、無線信号を中継するために静止軌道に}人工衛星を配置する基礎について説明した。このため、アーサー・C・クラークは通信衛星の概念の発明者としてしばしば引用され、「クラーク・ベルト」という用語はその軌道の説明として使用されている。^[5]

最初の人工地球衛星は、ソ連によって1957年10月4日に軌道に乗せられたスプートニク1号である。これは、コンスタンチン・ツィオルコフスキーの研究を基に、ミハイル・ティコンラヴォフとセルゲイ・コロリョフによって開発された。[6] スプートニク1号には、20.005 MHzと40.002 MHz、つまり7メートルと15メートルの波長で動作するオンボード無線送信機が搭載されて^いた。衛星は地球上のある地点から別の地点にデータを送信するために軌道上に置かれたのではなく、無線送信機は電離層全体の電波分布の特性を研究することを目的としていた。スプートニク1号の打ち上げは、宇宙探査とロケット開発における大きな一歩であり、宇宙時代の幕開けを告げるものである。^[7]

通信衛星には、パッシブとアクティブの2つの主要な種類があります。パッシブ衛星は、送信元から来た信号を受信機の方向に反射するだけです。パッシブ衛星では、反射信号は衛星で増幅されず、送信されたエネルギーのごく一部だけが実際に受信機に届きます。衛星は地球から非常に離れているため、無線信号は自由空間経路損失により減衰し、地球で受信される信号は非常に弱くなります。一方、アクティブ衛星は、受信した信号を増幅してから地上の受信機に再送信します。^[3]パッシブ衛星は最初の通信衛星でしたが、現在はあまり使用されていません。

1951年にアメリカ海軍研究所で電気情報収集の分野で開始された研究は、通信月間リレーと呼ばれるプロジェクトにつながった。軍事計画者は、戦術上の必要性から安全で信頼性の高い通信回線に長い間大きな関心を示しており、このプロジェクトの最終目標は、地球の天然衛星である月を受動的なリレーとして利用し、人類史上最長の通信回線を作成することだった。 1956年1月23日にワシントンDCとハワイの間で初の大洋横断通信を達成した後、このシステムは1960年1月に公開され、正式に生産された。^[8]

通信を積極的に中継することを目的に作られた最初の衛星は、高等研究計画局(ARPA) が主導し、1958年12月18日に打ち上げられたSCORE計画である。この計画では、テープレコーダーを使用して保存された音声メッセージを伝送し、メッセージの受信、保存、再送信を行った。この衛星は、ドワイト・D・アイゼンハワー大統領から世界に向けてクリスマスの挨拶を送るために使用された。この衛星は、1958年12月30日に8時間の運用後に非充電式バッテリーが切れるまで、リアルタイム送信を数回実行した。^{[9] [10]}

SCOREの直接の後継は、ARPAが主導した別のプロジェクトであるCourierでした。Courier 1Bは、情報を受信して​​保存し、再放送するように命令されるまで待機する「遅延リピーター」衛星を使用して、世界的な軍事通信ネットワークを確立できるかどうかを調べるために、1960年10月4日に打ち上げられました。17日後、コマンドシステムの障害により、衛星からの通信が停止しました。^{[11] [12]}

NASAの衛星応用プログラムは、1960年8月12日にエコー1号というパッシブリレー通信に使用された最初の人工衛星を打ち上げた。エコー1号はアルミニウム製の気球衛星で、マイクロ波信号のパッシブ反射器として機能した。通信信号は衛星から地球上の一地点から別の地点に反射された。この実験は、電話、ラジオ、テレビの信号を世界中に放送することの実現可能性を確立することを目指したものだった。^{[12] [13]}

テルスターは、最初のアクティブな直接中継通信商用衛星であり、テレビ信号の最初の大西洋横断伝送を記録しました。AT &T、ベル電話研究所、NASA、英国郵政公社、フランス国立郵便局（PTT ）間の衛星通信開発のための多国間協定の一環としてAT&Tに属し、1962年7月10日にNASAによってケープカナベラルから打ち上げられました。これは民間がスポンサーとなった最初の宇宙打ち上げでした。^{[14] [15]}

もう一つのパッシブリレー実験は、主に軍事通信を目的としたプロジェクトウェストフォードで、マサチューセッツ工科大学リンカーン研究所が主導しました。^[16] 1961年の最初の失敗の後、1963年5月9日の打ち上げで3億5千万本の銅針ダイポールが分散され、パッシブ反射ベルトが作成されました。ダイポールの約半分しか適切に分離されていませんでしたが、^{[17]プロジェクトは}SHF Xバンドスペクトルの周波数を使用して実験と通信を成功させることができました。^[18]

静止衛星の直接の前身は、ヒューズ・エアクラフト社のシンコム2号で、1963年7月26日に打ち上げられた。シンコム2号は、静止軌道を周回した最初の通信衛星だった。シンコム2号は、一定の速度で地球の周りを1日に1回周回したが、南北方向に動いていたため、追跡するには特別な装置が必要だった。^[19]その後継機であるシンコム3号は、1964年7月19日に打ち上げられ、最初の静止通信衛星となった。シンコム3号は、南北方向に動いていない静止軌道を周回したため、地上からは空の静止物体のように見える。^[20]

ウェストフォード計画の受動実験の直接的な延長線上にリンカーン実験衛星計画があり、これも米国国防総省の委託を受けてリンカーン研究所が実施した。^[16] LES -1能動通信衛星は、能動固体Xバンド長距離軍事通信の実現可能性を探るために1965年2月11日に打ち上げられた。このシリーズの一環として、1965年から1976年の間に合計9機の衛星が打ち上げられた。^{[21] [22]}

アメリカ合衆国では、1962年に通信衛星公社（COMSAT）という民間企業が設立され、国家政策に関する事項については米国政府の指示に従った。^[23]その後2年間にわたる国際交渉でインテルサット協定が締結され、その結果、1965年4月6日にアーリーバードとしても知られるインテルサット1号が打ち上げられ、静止軌道に乗せられた最初の商用通信衛星となった。^{[24] [25]} 1960年代のその後のインテルサットの打ち上げでは、海上の船舶に複数の目的地へのサービスとビデオ、オーディオ、およびデータサービスを提供し（1966～67年のインテルサット2号）、1969～70年にはインテルサット3号で完全な地球規模のネットワークを完成させた。 1980年代までに、商業衛星容量が大幅に拡大し、インテルサットは競争の激しい民間通信業界に参入する道を歩み始め、米国のパンアムサットのような企業との競争にさらされるようになったが、皮肉なことに、パンアムサットは2005年に最大のライバル企業に買収された。 ^[23]

インテルサットが打ち上げられたとき、ソ連以外でインテルサット協定に参加していなかったのは米国だけだった。 ^[23]ソ連は1965年4月23日、モルニア計画の一環として初の通信衛星を打ち上げた。^[26]この計画は当時としてはユニークで、当時モルニア軌道として知られるようになった高度に楕円形の軌道を使用し、北半球上空で毎日2回の高遠地点を通過する。この軌道は、赤道上の静止軌道よりも高緯度にあるカナダだけでなくロシア領土上でも長時間の滞留時間を提供する。^[27]

2020年代には、比較的低コストのインターネットサービスを提供する低軌道 衛星インターネットコンステレーションの人気により、新しい静止軌道通信衛星の需要が減少しました。^[28]

通信衛星は通常、3 つの主要な軌道タイプのいずれかを持ちますが、他の軌道分類は軌道の詳細をさらに指定するために使用されます。MEO と LEO は非静止軌道 (NGSO) です。

• 静止衛星は、地球の表面から 22,236 マイル (35,785 km) 離れた静止軌道(GEO) を周回します。この軌道には、地上の観測者から見た場合、衛星の見かけの位置が変わらないという特別な特徴があり、衛星は空に「静止」しているように見えます。これは、衛星の軌道周期が地球の自転速度と同じであるためです。この軌道の利点は、地上アンテナが空を横切って衛星を追跡する必要がなく、衛星が現れる空の位置を向くように固定できることです。
• 中軌道(MEO) 衛星は地球に近い位置にあります。軌道高度は地球から 2,000 ～ 36,000 キロメートル (1,200 ～ 22,400 マイル) の範囲です。
• 中軌道より下の領域は低軌道(LEO)と呼ばれ、地球から約 160 ～ 2,000 キロメートル (99 ～ 1,243 マイル) 上にあります。

MEO および LEO の衛星は地球の周りをより速く周回するため、静止衛星のように地球上の固定された地点から上空で常に見えるわけではなく、地上の観測者には、目に見える地平線を越​​えて地球の背後に隠れると空を横切って「沈む」ように見えます。したがって、これらの低軌道で継続的な通信機能を提供するには、より多くの衛星が必要であり、通信信号の送信のためにこれらの衛星の 1 つが常に上空に見えるようにする必要があります。ただし、地球からの距離が近いため、LEO または MEO 衛星は、静止軌道で必要な場合よりも遅延が少なく、低電力で地上と通信できます。^[29]

低地球軌道（LEO）は、通常、地球表面から約160〜2,000キロメートル（99〜1,243マイル）上空の円軌道であり、周期（地球の周りを一周する時間）は約90分です。^[30]

これらの衛星は高度が低いため、サブ衛星地点から半径約 1,000 キロメートル (620 マイル) 以内からしか見えません。さらに、低軌道の衛星は地上の位置に対する位置が急速に変化します。そのため、ローカル アプリケーションの場合でも、ミッションで途切れない接続が必要な場合は、多数の衛星が必要になります。

低軌道衛星は静止衛星よりも軌道への打ち上げコストが低く、地上に近いためそれほど高い信号強度を必要としません(信号強度は発信源からの距離の 2 乗に比例して低下するため、影響は大きくなります)。したがって、衛星の数とコストの間にはトレードオフがあります。

さらに、2 種類のミッションをサポートするために必要な機上および地上の機器にも重要な違いがあります。

協調して動作する衛星のグループは、衛星群として知られています。主に遠隔地に衛星電話と低速データサービスを提供することを目的とした 2 つの衛星群は、イリジウムシステムとグローバルスターシステムです。イリジウム システムには 66 基の衛星があり、軌道傾斜角は 86.4° で、衛星間リンクにより地球の表面全体でサービスが利用可能です。スターリンクは、 SpaceXが運営する衛星インターネット群で、地球規模の衛星インターネット アクセスの実現を目指しています。

地球のある部分を通過する際に受信したデータを保存し、後で別の部分を通過する際に送信できる低軌道衛星を使用して、不連続なカバレッジを提供することも可能です。これは、カナダのCASSIOPE通信衛星の CASCADE システムに当てはまります。この保存および転送方式を使用する別のシステムは、 Orbcommです。

中軌道衛星は、地球表面から 2,000 ～ 35,786 キロメートル (1,243 ～ 22,236 マイル) 上空の軌道上にある衛星です。中軌道衛星は機能的には低軌道衛星に似ています。中軌道衛星は、通常 2 ～ 8 時間、低軌道衛星よりもずっと長い時間観測できます。中軌道衛星は、低軌道衛星よりも広いカバーエリアを持っています。中軌道衛星は観測期間が長く、フットプリントが広いため、中軌道ネットワークでは LEO ネットワークよりも衛星の数が少なくて済みます。欠点の 1 つは、中軌道衛星は距離が遠いため、遅延時間が長く、信号が LEO 衛星よりも弱いことですが、これらの制限は GEO 衛星ほど厳しくありません。

LEO と同様に、これらの衛星は地球から一定の距離を維持していません。これは、衛星が常に地球から 35,786 キロメートル (22,236 マイル) 離れている静止軌道とは対照的です。

通常、中軌道衛星の軌道は地球から約16,000キロメートル（10,000マイル）上空にあります。^[31]さまざまなパターンがありますが、これらの衛星は2時間から8時間かけて地球を一周します。

• 1962 年、通信衛星Telstarが打ち上げられました。これは、高速電話信号の伝送を支援するために設計された中軌道衛星でした。地平線を越​​えて信号を送信する初めての実用的な方法でしたが、すぐに大きな欠点が明らかになりました。約 2.5 時間の軌道周期が地球の自転周期 24 時間に一致しなかったため、継続的なカバレッジは不可能でした。継続的なカバレッジを提供するには、複数の MEO を使用する必要があることは明らかでした。
• 2013年には、20機の中軌道衛星群のうち最初の4機が打ち上げられた。O3b衛星は、特に遠隔地や海上、飛行中の利用にブロードバンドインターネットサービスを提供しており、高度8,063キロメートル（5,010マイル）の軌道を周回している。^[32]

地球上の観測者にとって、妊娠軌道上の衛星は空の固定された位置で静止しているように見えます。これは、衛星が地球自身の角速度（赤道軌道では恒星日に 1 回転）で地球の周りを公転しているためです。

静止軌道は、地上アンテナを衛星の動きを追跡せずに衛星に向けることができるため、通信に便利です。これは比較的安価です。

DirecTV配信など、多数の地上アンテナを必要とするアプリケーションでは、地上設備の節約が、衛星を軌道に乗せるコストと複雑さをはるかに上回る場合があります。

• 最初の静止衛星は、1964年8月19日に打ち上げられたシンコム3号で、 1964年夏季オリンピックのテレビ中継から始まり、太平洋を越えた通信に使用されました。シンコム3号のすぐ後、インテルサットI号、別名アーリーバードが1965年4月6日に打ち上げられ、西経28度の軌道に乗せられました。これは大西洋を越えた通信のための最初の静止衛星でした。
• 1972年11月9日、カナダ大陸をカバーする初の静止衛星であるアニクA1がテレサット・カナダ社によって打ち上げられ、米国もこれに続き、 1974年4月13日にウエスタンユニオン社によってウェスター1が打ち上げられた。
• 1974年5月30日、 NASA向けに製造された実験衛星ATS-6号機（世界初の3軸安定化静止通信衛星）が打ち上げられました。
• Westar 1衛星によるTelstarの打ち上げ後、RCA Americom（後のGE Americom、現SES）は1975年にSatcom 1を打ち上げた。WTBS（現TBS）、HBO、CBN（現Freeform）、The Weather Channelなどの初期のケーブルテレビ局の成功に大きく貢献したのはSatcom 1であった。これらのチャンネルは、衛星を使用してすべてのローカルケーブルテレビヘッドエンドに番組を配信したからである。さらに、これはABC、NBC、CBSなどの米国の放送テレビネットワークがローカル系列局に番組を配信するために使用した最初の衛星であった。Satcom 1は、米国の競合Westar 1の2倍の通信容量（Westar 1の12個に対して24個のトランスポンダー）を持ち、トランスポンダーの使用コストが低く抑えられたため、広く使用された。

2000年までに、ヒューズ・スペース・アンド・コミュニケーションズ（現ボーイング衛星開発センター）は、世界中で運用されている100機以上の衛星の約40パーセントを製造していました。他の主要な衛星製造業者には、スペース・システムズ/ローラル、スター・バス・シリーズを製造するオービタル・サイエンシズ・コーポレーション、インド宇宙研究機関、ロッキード・マーティン（旧RCAアストロ・エレクトロニクス/GEアストロ・スペース事業を所有）、ノースロップ・グラマン、スペースバス・シリーズを製造するアルカテル・スペース（現タレス・アレニア・スペース） 、およびアストリウムがあります。

静止衛星は赤道上で動作する必要があるため、受信機が赤道から遠ざかるほど地平線上の低い位置に現れます。このため、極北の緯度では問題が発生し、接続性に影響を及ぼし、マルチパス干渉（地上で反射して地上アンテナに届く信号によって発生）を引き起こします。

そのため、北極（および南極）に近い地域では、静止衛星が地平線の下に現れることがあります。そのため、この問題を軽減するために、主にロシアでモルニヤ軌道衛星が打ち上げられました。

このような場合、モルニヤ軌道は魅力的な代替手段となり得ます。モルニヤ軌道は傾斜がきついため、軌道の北側部分では、選択された位置で良好な仰角が保証されます。(仰角とは、地平線上の衛星の位置の範囲です。したがって、地平線上の衛星の仰角は 0 度で、真上にある衛星の仰角は 90 度です。)

モルニヤ軌道は、衛星が極北の緯度上空でほとんどの時間を過ごすように設計されており、その間、衛星の地上フットプリントはわずかにしか移動しません。その周期は半日であるため、衛星は 2 周回ごとに 6 ～ 9 時間、対象地域上で運用できます。このように、3 機のモルニヤ衛星 (および軌道上の予備衛星) のコンステレーションにより、途切れることなくカバーできます。

モルニヤシリーズの最初の衛星は1965年4月23日に打ち上げられ、モスクワのアップリンク局からシベリアとロシア極東のノリリスク、ハバロフスク、マガダン、ウラジオストクにあるダウンリンク局へのテレビ信号の実験的送信に使用された。1967年11月、ソビエトの技術者はモルニヤ衛星をベースにしたオービタと呼ばれる衛星テレビの国営テレビネットワークの独自のシステムを構築した。

米国では、NASA（アメリカ航空宇宙局）とNOAA（アメリカ海洋大気庁）の極軌道衛星運用を統合するため、1994年に国家極軌道運用環境衛星システム（NPOESS）が設立されました。NPOESSは、気象衛星のMETSAT、プログラムの欧州支部のEUMETSAT、気象運用のMETOPなど、さまざまな目的で多数の衛星を管理しています。

これらの軌道は太陽同期軌道であり、毎日同じ現地時間に赤道を横切ります。たとえば、NPOESS（民間）軌道の衛星は、午後1時30分、午後5時30分、午後9時30分に南から北へ赤道を横切ります。

専用の通信衛星を静止軌道を超えて飛ばす計画や取り組みがある。NASAは、地球近傍の月周回宇宙船や施設に「月面インターネット」を提供することを目的としたデータネットワークとして、LunaNetを提案した。ムーンライト・イニシアチブは、ESAの同等のプロジェクトであり^{[33] [34]}、互換性があり、月面のナビゲーションサービスを提供するとされている。どちらのプログラムも、月を周回するさまざまな軌道上の複数の衛星からなる衛星群である。

他の軌道も使用される予定である。地球をカバーする静止軌道の通信衛星と同様に、月をカバーする通信衛星についても、地球-月-秤動点の位置が提案されている。 ^{[35] [36]}また、火星通信軌道船など、火星表面や他の軌道でのさまざまなミッションをサポートする火星周回軌道上の専用通信衛星も検討されている。

通信衛星は通常、次のサブシステムで構成されます。

• 通信ペイロードは、通常、トランスポンダー、アンテナ、増幅器、交換システムから構成されます。
• 衛星を目的の軌道に乗せるために使用されるエンジン
• 衛星を正しい軌道に保ち、アンテナを正しい方向に向け、電力システムを太陽に向けるために使用されるステーションキーピング追跡および安定化サブシステム。
• 電源サブシステムは衛星システムに電力を供給するために使用され、通常は太陽電池と日食中に電力を維持するバッテリーで構成されています。
• 地上管制局との通信を維持するコマンドおよび制御サブシステム。地上管制地球局は、衛星のパフォーマンスを監視し、ライフサイクルのさまざまな段階でその機能を制御します。

衛星から利用できる帯域幅は、衛星が提供するトランスポンダの数によって異なります。各サービス (テレビ、音声、インターネット、ラジオ) は、送信に異なる量の帯域幅を必要とします。これは通常、リンク バジェットと呼ばれ、ネットワーク シミュレータを使用して正確な値を得ることができます。

衛星サービスへの周波数の割り当ては、国際的な調整と計画を必要とする複雑なプロセスです。これは、国際電気通信連合(ITU)の支援の下で実行されます。周波数計画を容易にするために、世界は次の 3 つの地域に分割されています。

• 地域1: ヨーロッパ、アフリカ、中東、旧ソ連、モンゴル
• 地域2: 北米、南米、グリーンランド
• 地域3: アジア（地域1を除く）、オーストラリア、南西太平洋

これらの地域内では、さまざまな衛星サービスに周波数帯域が割り当てられていますが、特定のサービスには地域によって異なる周波数帯域が割り当てられる場合があります。衛星によって提供されるサービスには、次のようなものがあります。

• 固定衛星サービス（FSS）
• 放送衛星サービス（BSS）
• 移動衛星サービス
• 無線航行衛星サービス
• 気象衛星サービス

通信衛星の最初の、そして歴史的に最も重要な用途は、大陸間長距離電話でした。固定公衆交換電話網は、地上電話からの電話を地球局に中継し、そこから静止衛星に伝送します。ダウンリンクも同様の経路をたどります。光ファイバーの使用による海底通信ケーブルの改善により、20 世紀後半に固定電話用の衛星の使用は減少しました。

衛星通信は今日でも多くの用途で使用されている。アセンション島、セントヘレナ島、ディエゴガルシア島、イースター島など海底ケーブルが敷設されていない離島では衛星電話が必要である。また、南米、アフリカ、カナダ、中国、ロシア、オーストラリアなど、一部の大陸や国では固定電話による通信がほとんどまたは全く存在しない地域もある。衛星通信は南極大陸やグリーンランドの端への接続も提供する。衛星電話のその他の陸上での使用例としては、海上の掘削装置、病院、軍事、レクリエーションのバックアップなどがある。海上の船舶や飛行機では衛星電話がよく使用される。^[37]

衛星電話システムは、さまざまな方法で実現できます。大規模な場合、孤立した地域にローカル電話システムがあり、それが本土の電話システムとリンクしていることがよくあります。また、無線信号を電話システムにパッチするサービスもあります。この例では、ほぼすべての種類の衛星を使用できます。衛星電話は、静止衛星または低軌道衛星のコンステレーションに直接接続します。その後、通話は公衆交換電話網に接続された 衛星テレポートに転送されます。

テレビが主要市場となるにつれ、比較的少数の信号を広い帯域幅で同時に多数の受信機に配信するという要求が、静止通信衛星の機能にさらにぴったり一致するようになりました。北米のテレビとラジオには、直接放送衛星(DBS) と固定サービス衛星(FSS)の 2 種類の衛星が使用されています。

北米以外、特にヨーロッパでは、FSS 衛星と DBS 衛星の定義はやや曖昧です。ヨーロッパで家庭向けテレビ放送に使用されている衛星のほとんどは、北米の DBS クラスの衛星と同じ高出力ですが、FSS クラスの衛星と同じ直線偏波を使用しています。これらの例としては、ヨーロッパ大陸上空を周回しているAstra、Eutelsat、およびHotbird宇宙船があります。このため、FSS および DBS という用語は北米大陸全体でより多く使用されており、ヨーロッパでは一般的ではありません。

固定サービス衛星はC バンドとK _uバンドの低周波数帯を使用します。これらは通常、テレビ ネットワークやローカル系列局との間の放送フィード (ネットワークやシンジケート プログラミングのプログラム フィード、ライブ ショット、バックホールなど) に使用されるほか、学校や大学による遠隔教育、ビジネス テレビ(BTV)、ビデオ会議、一般的な商用通信にも使用されます。FSS 衛星は、ケーブル テレビのヘッドエンドに全国ケーブル チャンネルを配信するためにも使用されます。

無料の衛星テレビチャンネルも、通常は K _uバンドの FSS 衛星で配信されます。北米上空のIntelsat Americas 5、Galaxy 10R、AMC 3衛星は、K _uバンドトランスポンダーで非常に多くの FTA チャンネルを提供しています。

アメリカのDish Network DBSサービスも最近、 SuperDishアンテナを必要とする番組パッケージに FSS テクノロジを採用しました。これは、Dish Network がFCCの「必須放送」規制に従って地元のテレビ局を放送するためにより多くの容量を必要とし、HDTVチャンネルを放送するためにより多くの帯域幅を必要としたためです。

直接放送衛星は、小型のDBS衛星アンテナ（通常、直径18〜24インチまたは45〜60cm）に送信する通信衛星です。直接放送衛星は、一般的にマイクロ波Kuバンドの上部で動作します_。DBS技術は、米国のDirecTV、DISH Network、Orby TV ^[38] 、カナダのBell Satellite TV、Shaw Direct 、英国、アイルランド、ニュージーランドのFreesat、Sky、南アフリカのDSTVなどのDTH指向（ Direct-To-Home ）衛星テレビサービスに使用されています。

FSS 衛星は DBS よりも低い周波数と低電力で動作するため、受信にははるかに大きなアンテナが必要です (K _uバンドでは直径 3 ～ 8 フィート (1 ～ 2.5 m)、C バンドでは 12 フィート (3.6 m) 以上)。トランスポンダーの RF 入力と出力にはそれぞれ直線偏波が使用されます (DBS 衛星では円偏波が使用されます) が、これはユーザーが気付かない小さな技術的違いです。FSS 衛星技術は、もともと 1970 年代後半から 1990 年代前半にかけて、米国でTVRO (テレビ受信専用) 受信機とアンテナの形で DTH 衛星テレビにも使用されていました。また、K _uバンド形式では、現在は廃止されたPrimestar衛星テレビ サービス にも使用されていました。

ディレクTVのSPACEWAY-1衛星やアニクF2など、K _aバンドのトランスポンダーを搭載した衛星がいくつか打ち上げられている。NASAとISRO ^{[39] [40]も最近、K} _aバンドビーコンを搭載した実験衛星を打ち上げた。^[41]

一部のメーカーは、DBS テレビの移動受信用に特別なアンテナも導入しています。これらのアンテナは、全地球測位システム (GPS)技術を基準として使用し、車両 (アンテナが搭載されている) の位置や状態に関係なく、自動的に衛星に向け直します。これらの移動式衛星アンテナは、一部のレクリエーション ビークル所有者に人気があります。このような移動式 DBS アンテナは、ジェットブルー航空でもDirecTV (ジェットブルーの子会社であるLiveTVが提供) に使用されており、乗客は機内で座席に取り付けられた LCD スクリーンでこれを視聴できます。

衛星ラジオは、米国をはじめとする一部の国で 音声放送サービスを提供しています。モバイル サービスでは、リスナーは大陸を移動しながら、どこでも同じ音声番組を聴くことができます。

衛星ラジオまたは有料ラジオ (SR) は、通信衛星によって放送されるデジタル無線信号であり、地上無線信号よりもはるかに広い地理的範囲をカバーします。

アマチュア無線家は、アマチュア無線の通信を運ぶために特別に設計されたアマチュア衛星にアクセスできます。このような衛星のほとんどは宇宙中継器として動作し、一般的にはUHFまたはVHF無線機器と、八木アンテナやパラボラアンテナなどの指向性の高いアンテナを備えたアマチュアがアクセスします。打ち上げコストのため、現在のアマチュア衛星のほとんどはかなり低い地球軌道に打ち上げられ、一度に限られた数の短い交信のみを処理するように設計されています。一部の衛星は、X.25または同様のプロトコルを使用してデータ転送サービスも提供します。

1990 年代以降、衛星通信技術はブロードバンド データ接続を介してインターネットに接続する手段として使用されるようになりました。これは、遠隔地にいてブロードバンド接続にアクセスできないユーザーや、サービスの高可用性を必要とするユーザーにとって非常に便利です。

通信衛星は、全地球指揮統制システムなどの軍事通信用途に使用されている。通信衛星を使用する軍事システムの例としては、米国のMILSTAR、DSCS、FLTSATCOM 、 NATOの衛星、英国の衛星（Skynetなど）、旧ソ連の衛星などがある。インドは初の軍事通信衛星GSAT-7を打ち上げており、そのトランスポンダーはUHF、F、C、Ku_バンド帯域で動作する。^{[42]通常、軍事衛星はUHF、} SHF （ Xバンドとも呼ばれる）、またはEHF （ K _aバンドとも呼ばれる）の周波数帯域で動作する。

地表近くのその場に設置される 環境モニタリング機器（潮位計、気象観測所、気象ブイ、ラジオゾンデなど）は、一方向のデータ伝送や双方向の遠隔測定および遠隔制御に衛星を使用することがある。^{[43] [44] [45]これは、}気象衛星の二次ペイロード（アルゴスシステムのGOESやMETEOSATなどのケース）または専用衛星（ SCDなど）に基づく場合がある。データレートは通常、衛星インターネットアクセスよりもはるかに低い。

• スロッテン、ヒュー・R.『スプートニクと宇宙開発競争を超えて：グローバル衛星通信の起源』（ジョンズ・ホプキンス大学出版、2022年）オンラインレビュー

• 衛星産業協会
• 通信衛星の短い歴史 2015-05-12 にWayback Machineでアーカイブされました(David J. Whalen 著)
• 電離層を超えて: 衛星通信の 50 年 (NASA SP-4217、1997)