위성통신에 사용될 정도로 주파수가 높은(2G~3㎓이상) 전파는 성질이 빛(광)과 유사해 직진하는 경향이 강해진다. 그렇기 때문에 송신안테나의 반사면의 방향을 조절하면 발사한 전파를 자국 영토내만을 커버할 수 있도록 조정할 수 있다. 이와같이 서비스 지역전체를 하나의 전파 빔으로 커버하는 방법을 싱글빔방식이라하며, 현재 운용중인 위성의 대부분은 이 싱글빔 방식을 사용하고 있다.
이에 대하여 서비스 지역을 복수의 지역으로 분할하고 위성으로부터의 전파빔을 좁게하여 각각의 지역을 개별빔으로 照射하도록 한 것이 멀티빔 방식이다. 마치 자동차/휴대전화의 작은 존구성과 닮은 것이다. 위성으로부터 지상으로 보내는 전파빔을 좁게하기 위해서는 위성의 안테나를 크게한다.
빔을 좁게하면 조금 떨어진 지역에서 같은 주파수의 전파를 반복하여 사용할 수 있어 주파수의 효율적 이용을 꾀할 수 있다. 또한 전력을 집중하여 전송할 수 있어 수신신호의 전력이 커진다, 그 결과 전송용량을 증대시킬 수 있게 되고, 수신안테나의 소형화가 가능해져 지구국을 경제적으로 구축할 수 있다. 이처럼 같이 멀티빔 위성통신 방식은 많은 이점을 갖고 있어 세계각국에서 이의 개발에 박차를 가하고 있다. 일본에서는 1994년 8월에 쏘아올린 기술시험위성 키쿠 6호(ETS-VI)에서 머티빔 방식의 실험이 예정되어 있었다. 키쿠 6호에 탑재한 안테나는 지름이 3.5m로서, CS-3의 싱글빔 안테나의 지름 0.95m에 비해 10배 이상의 면적을 갖고 있었으며, Ka-Band(30G/20㎓대)를 사용하여 일본 전역을 13개 빔으로 커버하기로 되어있었다. 하지만, 위성의 정지궤도 진입에 실패하여 실험은 중지되었다.
이와같은 멀티빔 방식에서는 빔의 폭이 0.3도로 대단히 좁아진다. 그렇지만 위성에 탑재한 안테나는 열에 의한 변형이나 해와 달의 인력, 태양풍(태양으로부터의 荷電粒子의 흐름) 등의 영향을 받아 방향에 오차가 생기기 마련이다. 그 때문에 안테나의 방향을 빔 폭의 1/20의 고정도로 제어할 필요가 있다. 이는 싱글빔 방식인 CS-3의 精度에 비해 13배나 높은 精度이다.
멀티빔 통신에서는 복수의 빔간에 통신을 실행하므로 위성간에 빔간 접속스위치가 필요하게 된다. 시분할 다원접속방식과 조합한 것을 SS(Satellite Switched)/TDMA라 부르고 있다.
SS/TDMA의 기능
먼저 위성으로부터의 클럭에 동기하여 각 지구국이 TDMA 버스트 신호파를 위성을 향해 송출한다. 복수의 지구국에서 온 신호가 다중되어 있는 TDMA신호는 위성에 탑재된 스위치메트릭스를 경유함으로써 각 지구국별의 신호로 분해된다. 위성은 이들 신호를 중계기에 접속하여 각 지구국으로의 빔으로 송신한다.
어떤 지구국에서 보내져 온 빔 중에는 다른 지구국의 빔에 접속하기 위해 복수의 신호가 시분할 다중되어 있기 때문에, Satellite Switch에서는 버스트 신호를 하나하나 목적하는 빔에 접속할 수 있도록 각 신호의 동기를 취하여 제어하는 것이 중요하다. SS/TDMA방식은 1986년에 발사된 Intelsat VI호에서 사용되고 있다.
