Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 2.3
Eight generations of INTELSAT satellites.
the antenna were attached. Instead of spinning the repeater with the spacecraft
and despinning the antenna, the repeater with the antenna were despun as a package.
The configuration resulted from the work of Dr. Anthony Iorillo and is called the
GYROSTAT. With considerably more power and communications equipment, the
C-band repeater on Intelsat IV contained 12 individual channels of approximately
36 MHz each. The selection of the now standard 36-MHz RF bandwidth resulted
from the technical trade-off involving the bandwidth required for a single TV
channel (using FM) and the maximum number of amplifiers that could be carried
and powered. The term
transponder
has come into common usage to refer to the
individual RF channel, typically of 36-MHz bandwidth. The first Intelsat IV was
launched in 1971, and a total of seven have each provided 10 or more years of
service. The Intelsat IV series became the backbone of international communica-
tions, and the last of the series was retired at the end of 1985. The transponder
concept has been used in every subsequent commercial satellite operating at C-
and Ku-band.

---

2.2
Evolving Satellite Coverage
45
Figure 2.4
The Intelsat IV spacecraft. (
Source:
Photograph courtesy of Hughes Aircraft Company.)
INTELSAT saw the need to go beyond the design of Intelsat IV to increase the
capacity in the Atlantic Ocean region (AOR). Dr. Rosen of Hughes Aircraft devel-
oped a practical approach to increase satellite capacity while retaining the basic
configuration of the Intelsat IV spacecraft. The concept, called frequency reuse,
doubles the 500 MHz of allocated bandwidth at the satellite by directing two
independent beams toward the visible face of the Earth (the east and west hemi
beams in Figure 2.5). Shaping of each beam causes the footprint to cover the land
mass of the eastern or western hemisphere, leaving the open sea and some land
extremities outside the coverage area (that is necessary to prevent the signals in
one beam from interfering with signals on the same frequency in the other beam).
Because of continued expansion of the INTELSAT system, in terms of both
the number of member/users and the traffic demands, INTELSAT found that the
problems of traffic overload in the AOR and also the Pacific Ocean region (POR)
required another doubling of capacity per satellite. The 14/11-GHz portion of
Ku-band was selected as the means of carrying heavy links in the regions, freeing
up C-band for general connectivity among countries. A satellite with both C- and
Ku-bands generally is referred to as a hybrid satellite. The Ku-band transponders
are connected to spot beams that point toward heavy traffic regions, such as
Western Europe and the northeastern United States (ES and WS in Figure 2.6).

---

46
Evolution of Satellite Communication