KR102479326B1 - 우주에서 통신을 위한 내방사선 전자-광학 디바이스 - Google Patents

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Abstract

우주에서 우주선 내 통신을 위한 방법 및 디바이스가 설명되며, 전자-광학 디바이스는 제1 전기 신호를 제1 광 신호로 변환하고 우주선 내에서 제1 광 신호를 출력하는 송신 능력, 및 우주선 내에서 제2 광 신호를 수신하고 제2 광 신호를 제2 전기 신호로 변환하는 수신 능력 중 적어도 하나를 갖고, 전자-광학 디바이스는 송신 능력 및 수신 능력 중 적어도 하나에 전용되는 적어도 하나의 집적 회로를 갖고, 적어도 하나의 집적 회로는 집적 회로에 대한 컨피겨레이션(configuration) 전압이 방사선에 의한 영향을 받지 않는 아날로그 전압 설정에 의해 제공되는 아날로그 모드에서 작동하도록 구성된다.

Description

우주에서 통신을 위한 내방사선 전자-광학 디바이스{RADIATION TOLERANT ELECTRO-OPTICAL DEVICES FOR COMMUNICATION IN SPACE}
본 개시는 일반적으로 전자-광학 디바이스에 관한 것으로, 특히 우주선 통신에 이용되는 전자-광학 디바이스에 대해 방사선 내성을 제공하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
많은 분야에서 위성을 광범위하게 이용할 수 있고 사용함에 따라 위성 운영자를 위한 더 많은 운영 유연성에 대한 요구가 커지고 있다. 위성의 통신 페이로드의 기술과 아키텍처가 디지털 페이로드로 이동함에 따라 병렬 전자-광학 모듈과 같은 디지털 광 인터커넥트(interconnect) 디바이스는 방사선에 노출될 때 신호 무결성, 성능 저하(degradation) 및 기능 중단(functional interruptions)과 같은 문제에 취약하다. 따라서, 개선이 요구된다.
넓은 양태에 따르면, 우주에서 우주선 내 통신을 위한 전자-광학 디바이스로서, 전자-광학 디바이스는 제1 전기 신호를 제1 광 신호로 변환하고 우주선 내에서 제1 광 신호를 출력하는 송신 능력, 및 우주선 내에서 제2 광 신호를 수신하고 제2 광 신호를 제2 전기 신호로 변환하는 수신 능력 중 적어도 하나를 갖고, 전자-광학 디바이스는 송신 능력 및 수신 능력 중 적어도 하나에 전용되는 적어도 하나의 집적 회로를 갖고, 적어도 하나의 집적 회로는 집적 회로에 대한 구성(configuration) 전압이 방사선에 의한 영향을 받지 않는 아날로그 전압 설정에 의해 제공되는 아날로그 모드에서 작동하도록 구성되는 전자-광학 디바이스가 제공된다.
다른 넓은 양태에 따르면, 우주선 내 통신을 위해 전자-광학 디바이스를 작동시키기 위한 방법으로서, 방법은: 방사선에 영향을 받지 않는 아날로그 전압 설정으로, 송신 및 수신 능력 중 적어도 하나에 전용되는, 전자-광학 디바이스의 집적 회로를 구성하는 단계; 전기 회로로부터 전자-광학 디바이스를 구동하는 단계; 및 제1 전기 신호를 제1 광 신호로 변환하고 우주선 내에서 제1 광 신호를 출력하는 것; 및 우주선 내에서 제2 광 신호를 수신하고 제2 광 신호를 제2 전기 신호로 변환하는 것 중 적어도 하나를 수행하는 동안 아날로그 모드에서 집적 회로를 작동시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본원에 설명된 특징은 본원에 설명된 실시형태에 따라 다양한 조합으로 이용될 수 있다.
이제 다음의 첨부 도면을 참조한다:
도 1은, 예시적인 우주선의 블록도이다.
도 2는, 도 1의 우주선으로부터의 예시적인 보드의 블록도이다.
도 3은, 아날로그 설정을 위한 외부 접속부를 갖는, 도 2의 보드로부터의 예시적인 전자-광학 디바이스의 블록도이다.
도 4는, 아날로그 설정을 위한 내부 접속부를 갖는, 도 2의 보드로부터의 예시적인 전자-광학 디바이스의 블록도이다.
도 5의 (A) 및 (B)는, 수신 능력만을 갖는, 도 2의 보드로부터의 예시적인 전자-광학 디바이스의 블록도이다.
도 6의 (A) 및 (B)는, 송신 능력만을 갖는, 도 2의 보드로부터의 예시적인 전자-광학 디바이스의 블록도이다.
도 7은, 우주 통신을 위한 전자-광학 디바이스를 작동시키기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
첨부 도면 전체에 걸쳐 유사한 특징은 유사한 참조 번호에 의해 식별된다는 점에 유의한다.
도 1은 예시적인 우주선(100)을 나타낸다. 우주선(100)은 위성 또는 우주공간에서 비행하도록 설계된 임의의 다른 운송수단(vehicle) 또는 기계일 수 있다. 일부 실시형태에서, 우주선(100)은 대용량 위성(HTS; high throughput satellite)이다. 일부 실시형태에서, 우주선(100)은 대용량 정지궤도 통신 위성이다. 예를 들어, 우주선(100)은 다수의 Ka 대역(30 GHz 내지 40 GHz) 또는 Ku 대역(12 GHz 내지 18 GHz) 스폿 빔을 가지는 멀티 빔 위성일 수 있다. 다른 실시형태도 적용될 수 있다.
우주선(100)은 디지털 페이로드를 형성하기 위해 적층되는 복수의 보드(board)(102A-102D)를 포함한다. 4개의 보드가 예시되어 있으나, 4개보다 많거나 또는 4개보다 적은 보드가 제공되어도 좋다. 보드(102A-102D)는 각각 광 인터커넥트(104A-104D)를 통해 대응하는 안테나(106A-106D)에 커플링된다. 광 인터커넥트(104A-104D)는 광을 전달할 수 있는 임의의 시스템에 상당하며, 광 도파관(optical waveguide), 광 섬유, 렌즈, 미러, 광 액추에이터(optical actuator), 광 센서 등과 같은 하나 이상의 광학 구성요소로 구성될 수 있다. 안테나(106A-106D)는 스폿 빔과 같은 위성 신호를 방출하도록 구성된다.
보드(102A-102D)는 광 인터커넥트(104A-104D)와 상이할 수 있는 광 인터커넥트(108A-108C)를 통해 함께 커플링된다. 도 1의 예는 보드(102B)에 광학적으로 연결된 보드(102A) 및 보드(102C)에 광학적으로 연결된 보드(102B)를 나타낸다. 보드(102A)와 보드(102C) 사이와 같이, 추가적인 광 인터커넥션이 제공될 수 있다. 광 인터커넥트(108A-108C)는 보드(102A-102D) 사이에서 데이터를 전송하며, 이는 다수의 빔들로부터 수신된 데이터일 수 있다.
도 2를 참조하면, 보드(102A)의 예시적인 실시형태가 도시되어 있다. 복수의 전자-광학 디바이스(202)들이 보드(102A)에 위치되고 전기 회로(204)에 커플링되어 있다. 전자-광학 디바이스(202)는, 전자-광 송신기, 전자-광 수신기 또는 전자-광 송수신기일 수 있도록 송신 및/또는 수신 능력을 갖는다. 임의의 수의 전자-광학 디바이스(202)가 주어진 보드(102A)에 제공될 수 있다. 광 신호(208)는 전자-광학 디바이스(202)에서 수신되고 그리고/또는 전자-광학 디바이스(202)로부터 송신된다.
전기 회로(204)는, 전자-광학 디바이스(202)의 광 방출기(들)를 구동 및/또는 전자-광학 디바이스(202)의 능력에 따라 전자-광학 디바이스(202)의 광 검출기(들)에 의해 수신되는 데이터 신호를 처리/조정하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 전기 회로(204)는 수동 또는 능동 스위칭 디바이스이다. 전기 회로(204)는 예를 들어 전기 신호(206)를 송신하기 위한 병렬 고속 전기 레인(parallel high-speed electrical lanes)에 의해 전자-광학 디바이스(202)에 연결될 수 있다. 실제 구현에 따라 다른 실시형태가 적용될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 송수신기 능력을 갖는 전자-광학 디바이스(202)들 중 하나의 일 예시적인 실시형태가 도시되어 있다. 들어오는 광 신호(208)가 광 인터페이스(300)에서 수신되고 들어오는 광 신호(208)를 전기 신호로 변환하기 위한 광 검출기(308)에 입력된다. 단 하나의 광 검출기(308)가 도시되어 있지만, 전자-광학 디바이스(202)에 복수의 광 검출기(308)가 있을 수 있다. 전기 신호는, 전기 인터페이스(302)로 전달되는 비례 출력 전압 및/또는 전류로의 변환을 위해, 트랜스임피던스 증폭기(TIA; transimpedance amplifier) 집적 회로(304)와 같은 증폭기로 이동된다. 전자-광학 디바이스(202)는 전기 인터페이스(302)를 통해 전기 회로(204)에 커플링될 수 있으며, 이에 따라 비례 출력 전압 및/또는 전류는 전기 회로(204)로 전달되는 고속 차동 신호(206)로 변환된다.
광 인터페이스(300)는 광 신호(208)를 전파 및/또는 캡처하기 위한 하나 이상의 광학 구성요소를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 광 신호는 광 섬유로부터 수신되며, 광은 광 섬유의 코어에서 안내된다. 섬유는 단일 모드 섬유 또는 멀티 모드 섬유일 수 있다. 광 인터페이스(300)는 렌즈 또는 렌즈 시스템과 같은 일 세트의 빔 처리 광학계를 포함할 수 있다. 렌즈는 또한 하나 이상의 곡면 미러로 대체될 수 있다. 빔 사이즈 또는 빔 배향(orientation)의 변경과 같이 광 빔의 기하학적 특성을 변경할 수 있는 임의의 구성요소가 사용될 수 있다. 단일 세트의 빔 처리 광학계가 사용될 수도 있다.
들어오는 전기 신호(206)는 예를 들어 전기 회로(204)로부터 전기 인터페이스(302)에서 수신되고 발광 드라이버 집적 회로(306)로 전송된다. 발광 드라이버 집적 회로(306)는 광 신호를 생성하기 위해 광 방출기(310)에 전류를 제공하기 위해 전기 회로(204)로부터의 차동 고속 신호를 변환하고, 이는 이어서 광 인터페이스(300)를 통해 전자-광학 디바이스(202)로부터 출력된다. 단일의 광 방출기(310)가 도시되어 있지만, 전자-광학 디바이스(202)에 복수의 광 방출기(310)가 있을 수 있다. 광 방출기(310)는 직접 변조된 측면 방출 레이저(directly modulated side emitting laser), 발광 다이오드(LED), 분산 피드백 브래그(DFB; distributed feedback bragg) 측면 방출기, 수직-캐비티 표면-방출 레이저(VCSEL), 파장 가변 VCSEL, 정 전력 모드(constant power mode)에서 작동되는 단일 모드 레이저 등 다양한 형태를 취할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
전자-광학 디바이스(202)는 방사선에 대한 내성을 향상시키도록 아날로그 모드에서 작동하도록 구성된다. 보다 구체적으로, TIA(304) 및/또는 발광 드라이버(306)와 같은 전자-광학 디바이스(202)에서 찾을 수 있는 집적 회로에 사용되는 칩은 아날로그 또는 아날로그 및 디지털일 수 있지만 설정으로서 아날로그 전압으로 작동하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 회로에 대한 전압 컨피겨레이션(voltage configurations)은 와이어드된 값(wired value)에 의해 제공되고 임의의 레지스터 또는 메모리, 또는 그의 논리 상태가 방사선에 의해 영향을 받는 임의의 다른 엔티티에 연결되지 않는다. 환언하면, 컨피겨레이션 전압은 영구적으로 연결되며 소프트웨어로 변경할 수 없다. 온도 측정 또는 전류 모니터링과 같은 다른 칩 기능이 전자-광학 디바이스(202)에 제공될 수 있음이 이해될 것이다. 일부 실시형태에서, 전자-광학 디바이스(202)에서 찾을 수 있는 집적 회로에 사용되는 칩은 디지털 백 엔드 및 아날로그 프론트 엔드를 갖는 복잡한 칩셋이다.
일부 실시형태에서, 집적 회로(304, 306)는 도 3에 도시된 바와 같이 외부 접속부(V1-V4)를 통해 아날로그 전압으로 설정된다. 접속부(V1, V2)는 집적 회로(304)와 연관되며, 원하는 컨피겨레이션에 따라, 각각, (V+, 접지); (V+, V+); (접지, 접지); 및 (접지, V+)로 설정될 수 있다. 접속부(V3, V4)는 집적 회로(306)와 연관되며, 원하는 컨피겨레이션에 따라, 각각, (V+, 접지); (V+, V+); (접지, 접지); 및 (접지, V+)로 설정될 수 있다. V1-V4는 임의의 전압 레벨로 설정될 수 있음을 이해할 것이다.
일부 실시형태에서, 전자-광학 디바이스(202)는 도 4에 도시된 바와 같이 내부 접속부(V5-V8)를 통해 아날로그 전압으로 구성 된다. 도 3에 도시된 실시형태와 유사하게, 내부 접속부(V5, V6)는 집적 회로(304)와 연관되며, 원하는 컨피겨레이션에 따라, 각각, (V+, 접지); (V+, V+); (접지, 접지); 및 (접지, V+)로 설정될 수 있다. 접속부(V7, V8)는 집적 회로(306)와 연관되며, 원하는 컨피겨레이션에 따라, 각각, (V+, 접지); (V+, V+); (접지, 접지); 및 (접지, V+)로 설정될 수 있다. V5-V8은 임의의 전압 레벨로 설정될 수 있음을 이해할 수 있다.
일부 실시형태에서, 집적 회로 중 하나, 예를 들어 TIA(304)에는 외부 접속부(V1, V2)가 제공되고, 집적 회로 중 다른 것, 예를 들어 발광 드라이버(306)에는 내부 접속부(V5, V6)가 제공된다. 일부 실시형태에서, 외부 접속부(V1-V4)는 접속되지 않은 상태로 유지되고 전압 레벨은 풀업 또는 풀다운 저항에 의해 전자-광학 디바이스(202)로 내부적으로 설정된다.
일부 실시형태에서, 집적 회로(304, 306)를 형성하는 칩 자체에 V5, V6 및/또는 V7, V8 전압에 대한 고유(intrinsic) 컨피겨레이션이 예를 들어 아날로그 전압을 제공하도록 칩의 물리적 층을 통해 제공된다. 집적 회로(304 및/또는 306)의 외부에 접속부가 없고, 전자-광학 디바이스(202)의 외부에 접속부가 없다. 외부 접속부, 내부 접속부 및 고유 컨피겨레이션의 임의의 조합이 전자-광학 디바이스(202)의 집적 회로(304, 306)와 함께 사용될 수 있다. 실제 구현에 따라 전자-광학 디바이스(202)에 대해 4개보다 많은 아날로그 전압이 사용될 수 있음을 이해할 수 있다.
외부 및/또는 내부 접속부는 고정 배선될 수 있다(hardwired). 일부 실시형태에서, 고정 배선(hardwired) 설정은 하나 이상의 eFuse의 사용을 통해 구성될 수 있으며, 여기서 설정은 eFuse를 "블로잉(blowing)"함으로써 구성된다.
도 3 및 도 4와 관련하여 설명된 실시형태는, 송신 능력만 또는 수신 능력만 갖는 전자-광학 디바이스에 적용할 수도 있다. 수신 능력만을 갖는 전자-광학 디바이스(202)들 중 하나에 대한 예가 도 5의 (A) 및 도 5의 (B)에 도시되어 있다. 송신 능력만을 갖는 전자-광학 디바이스(202)들 중 하나에 대한 예가 도 6의 (A) 및 도 6의 (B)에 도시되어 있다.
보다 일반적으로, 본원에서는, 우주에서의 통신을 위한 전자-광학 디바이스로서, 전자-광학 디바이스는 광 신호를 생성하고 당해 광 신호를 출력하는 송신 능력, 및 광 신호를 수신하고 당해 광 신호를 전기 신호로 변환하는 수신 능력 중 적어도 하나를 갖고, 전자-광학 디바이스는 송신 능력 및 수신 능력 중 적어도 하나에 전용되는 적어도 하나의 집적 회로를 갖고, 집적 회로는 아날로그 전압을 설정으로서 가짐으로써 아날로그 모드에서 작동하도록 구성되는 전자-광학 디바이스가 개시된다.
도 7을 참조하면, 우주에서 통신을 위한 전자-광학 디바이스를 작동시키기 위한 방법(700)의 흐름도가 예시되어 있다. 단계(702)에서, 송신 및/또는 수신에 전용되는 전자-광학 디바이스의 집적 회로는 방사선에 영향을 받지 않는 아날로그 전압 설정으로 구성(컨피겨링)된다. 위에서 언급된 바와 같이, 이는, 전자-광학 디바이스의 외부로 연장되는 접속부를 통해 아날로그 전압 설정을 제공하는 것, 전자-광학 디바이스 내부의 접속부를 통해 아날로그 전압 설정을 제공하는 것, 집적 회로에 본질적으로 아날로그 전압 설정을 제공하는 것, 하드와이어된 접속부를 통해 아날로그 전압 설정을 제공하는 것, 또는 아날로그 전압 설정을 (즉, eFuse를 통해) 재구성(reconfiguration) 하는 것을 의미할 수 있다.
단계(704)에서, 전자-광학 디바이스는 전기 회로에 의해 구동된다. 단계(702) 및 단계(704)는 임의의 순서로 또는 동시에 수행될 수 있음을 이해해야 한다. 단계(706)에서, 집적 회로는 광 신호를 송신 및/또는 수신하기 위해 아날로그 모드에서 작동된다. 집적 회로는 또한 디지털 모드에서 작동할 수 있지만, 일부 실시형태에서 송수신기인 전자-광학 디바이스를 방사선으로부터 보호하기 위해 송신/수신 중 아날로그 모드에서 작동된다. 송수신기는 대용량 위성 또는 다른 유형의 우주선의 일부를 형성할 수 있다.
아날로그 모드에서 작동하는 집적 회로가 구비된 전자-광학 디바이스의 향상된 방사선 내성이 28G 송수신기에 대한 SEE(Single Event Effect) 중 이온 방사선 테스트를 통해 입증되었다. 28G 송수신기는 다양한 크기의 선형 에너지 전송(LET; Linear Energy Transfer)으로 중 이온 빔에 노출되었다. 테스트의 목적은 송수신기가 어느 에너지 레벨에서 단일 이벤트 기능 인터럽트(SEFI; single event functional interrupt)를 나타내기 시작했는지 결정하는 것이었다. 모든 테스트는 ESCC 25100 제2호: 단일 이벤트 효과 테스트 방법 및 지침에 따라 수행되었다. 당업자라면 테스트된 송수신기의 비트 레이트가 테스트 결과에 영향을 미치지 않았음을 이해할 것이다. 즉, 10Gbps 및 1Gbps 송수신기는 방사선 내성과 관련하여 동일한 거동을 보여주었다.
세 개의 서로 다른 제조업체로부터의 세 개의 서로 다른 칩셋(칩셋_A; 칩셋_B; 칩셋_C)에 대해 첫 번째 일련의 테스트가 수행되었다. 3개의 칩셋은 모두 디지털 모드에서 작동하도록 연결되었다.
첫 번째 일련의 테스트 결과는 표 1에 나타내어져 있다.
Figure 112021012955953-pat00001
첫 번째 일련의 테스트 결과는 3개의 칩셋 모두에 대해 LET가 2.6 MeV㎠/㎎ 이상일 때 SEFI가 나타났음을 보여준다. 칩셋_A 및 칩셋_B는 중 이온 방사선에 민감한 것으로 나타났으며 낮은 에너지 이온에서도 리셋이 매우 빠르게 일어났다. 칩셋_C는 중 이온 방사선 테스트에 실패했지만 칩셋_A 및 칩셋_B보다 늦게 리셋이 일어났다.
리셋이 테스트 설정으로 인한 것이 아님을 확인하기 위해, 덮개를 덮고 가장 낮은 에너지 이온으로 칩셋을 테스트하는 것과 같이 추가 검증이 수행되었다. 모든 칩셋은 이들 조건 하에서 방사선 테스트를 통과하였다.
두 번째 일련의 테스트는 칩셋_C에 대해 레지스터를 스크러빙(즉, 덮어 쓰기)하거나 전원을 껐다 켜서 리셋한 후 칩셋을 복구하는 방식으로 수행되었다. 두 번째 일련의 테스트에 대한 칩셋은 디지털 모드와 아날로그 모드로 연결되었다.
두 번째 일련의 테스트 결과는 표 2에 나타내어져 있다.
Figure 112021012955953-pat00002
두 번째 일련의 테스트 결과는 칩셋_C가 Ne 및 Ar에 대해 아날로그 모드에서 작동할 때 리셋없이 방사선 테스트를 통과했음을 보여준다. 디지털 모드에서 Ne에 대해 리셋이 발생하지 않은(스크러빙 있음 및 없음) 반면, Ar에 대해서는 여러 번의 리셋이 발생했다(스크러빙 있음 및 없음).
세 번째 일련의 테스트가 칩셋_C에 대해 수행되었다. 칩셋은 아날로그 모드 및 디지털 모드로 연결되었다. 테스트는 12개의 송신기 채널 및 12개의 수신기 채널에 특히 적용되었다.
세 번째 일련의 테스트 결과는 표 3에 나타내져 있다.
Figure 112021012955953-pat00003
Figure 112021012955953-pat00004
세 번째 일련의 테스트 결과는 칩셋_C가 아날로그 모드일 때 리셋없이 중 이온 방사선 테스트를 통과했음을 보여준다. 이는 칩셋의 마이크로전자 및 광전자 부품이, 우주공간 작동을 위해 안정적이고 신뢰할 수 있는 부품으로 간주되는 데 필요한, 하전 입자 및 우주선(cosmic ray)의 영향을 받지 않음을 확인하여 준다.
본원에 기술된 바와 같이, 집적 회로를 구비한 전자-광학 디바이스를 아날로그 모드로 작동시키는 것은, 방사선에 대한 집적 회로의 민감도를 감소시키기 위한 완화 솔루션을 사용하더라도 디지털 모드에서 상기 전자-광학 디바이스를 동작시키는 것보다 이점을 제공한다는 것을 이해할 것이다. 몇 가지 완화 솔루션의 예는 정기적으로 스크러빙을 수행 및/또는 회로에 추가 리던던시(redundancy)를 내장시키는 것이다. 어떤 경우에는 특정 수준의 SEFI가 단순히 허용되고 시스템이 정기적으로 리셋되어 축적된 방사선을 디바이스로부터 제거한다. 그러나 이러한 시스템은 스크러빙, 리셋, 더 많은 리던던시, 또는 방사선에 대한 민감도를 감소시키는 데 이용되는 임의의 다른 수단 등 이러한 솔루션을 지원할 수 있어야 한다. 이러한 솔루션을 지원하기 위해 더 많은 통신 포트가 필요하거나 하는 등의 추가적인 물리적 요구사항이 있을 수 있다. 게다가, 이러한 솔루션은 다른 비우주 환경에 비해 접근성이 감소하고 신뢰성 임계값이 증가하기 때문에, 우주에 배치된 전자-광학 디바이스에 대해서 실현 불가능할 수 있다. 일례로, 유럽 우주국과 NASA는 일반적으로 우주에서 사용되는 구성요소가 약 1×107의 총 플루엔스(fluence)로 최대 60 MeV㎠/㎎까지 방사선에 내성이 있어야 할 것을 요구한다. 본 개시는 본원에 기술된 바와 같은 전자-광학 디바이스가 이러한 표준을 만족함을 입증한다. 또 다른 장점은, 방사선 내성에 대한 높은 표준을 만족시키기 위해 주문형 칩을 만들 필요가 없다는 것이다. 주문형 칩이 또한 사용될 수 있지만, 본원에 설명된 바와 같은 파라미터 설정을 갖는 표준 칩셋도 적합할 수 있다.
상기 설명은 단지 예시를 위한 것으로, 당업자는 개시된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태에 대한 변경이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 본 발명의 범위 내에 속하는 또 다른 변형은 본 개시의 검토를 고려하여 당업자에게 명백할 것이다.
본원에 설명된 시스템 및 방법의 다양한 양태는 단독으로, 조합하여, 또는 앞서 설명된 실시형태에서 구체적으로 논의되지 않은 다양한 배열로 사용될 수 있으며 따라서 그 적용은 전술한 설명에서 제시되었거나 도면에 도시된 구성요소의 배열 및 세부 사항에 제한되지 않는다. 예를 들어, 일 실시형태에서 설명된 양태는 다른 실시형태에서 설명된 양태와 임의의 방식으로 결합될 수 있다. 특정 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 넓은 양태에서 본 발명을 벗어나지 않고 변경 및 수정이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 다음 청구항들의 범위는 실시예에 제시된 실시형태에 의해 제한되어서는 안되며, 전체로 설명과 부합하는 가장 넓고 합리적인 해석이 주어져야 한다.

Claims (20)

  1. 우주선 내 통신을 위한 전자-광학 디바이스로서,
    상기 전자-광학 디바이스는 제1 전기 신호를 제1 광 신호로 변환하고 우주선 내에서 상기 제1 광 신호를 출력하는 송신 능력, 및 상기 우주선 내에서 제2 광 신호를 수신하고 상기 제2 광 신호를 제2 전기 신호로 변환하는 수신 능력 중 적어도 하나를 갖고,
    상기 전자-광학 디바이스는 상기 송신 능력 및 상기 수신 능력 중 적어도 하나에 전용되는 적어도 하나의 집적 회로를 갖고,
    상기 적어도 하나의 집적 회로는 상기 집적 회로에 대한 컨피겨레이션(configuration) 전압이 방사선에 의한 영향을 받지 않는 아날로그 전압 설정에 의해 제공되는 아날로그 모드에서 작동하도록 구성되는, 전자-광학 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자-광학 디바이스는 상기 송신 능력 및 상기 수신 능력을 갖는 송수신기(transceiver)인, 전자-광학 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 집적 회로는 상기 아날로그 모드 및 디지털 모드에서 작동 가능한 칩(chip)으로 제공되는, 전자-광학 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그 전압 설정은, 상기 전자-광학 디바이스의 외부로 연장되는 접속부(connections)를 통해 제공되거나 또는 상기 전자-광학 디바이스 내부의 접속부를 통해 제공되는, 전자-광학 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그 전압 설정은 적어도 하나의 eFuse로 재구성가능하고(reconfigurable) 및/또는 아날로그 전압 설정은 하드와이어링 되는(hardwired), 전자-광학 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 아날로그 전압 설정은 상기 적어도 하나의 집적 회로에 본질적으로(intrinsically) 제공되는, 전자-광학 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광 신호는 우주선의 보드(boards) 사이에서 송수신되거나, 또는 상기 제1 및 제2 광 신호는 상기 우주선의 보드와 안테나 사이에서 송수신되는, 전자-광학 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자-광학 디바이스는 대용량(high throughput) 위성의 일부를 형성하는, 전자-광학 디바이스.
  9. 우주선 내 통신을 위해 전자-광학 디바이스를 작동시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    방사선에 영향을 받지 않는 아날로그 전압 설정으로, 송신 및 수신 능력 중 적어도 하나에 전용되는, 상기 전자-광학 디바이스의 집적 회로를 구성하는 단계;
    전기 회로로부터 상기 전자-광학 디바이스를 구동하는 단계; 및
    제1 전기 신호를 제1 광 신호로 변환하고 상기 우주선 내에서 상기 제1 광 신호를 출력하는 것; 및 상기 우주선 내에서 제2 광 신호를 수신하고 상기 제2 광 신호를 제2 전기 신호로 변환하는 것 중 적어도 하나를 수행하는 동안 아날로그 모드에서 상기 집적 회로를 작동시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전자-광학 디바이스의 상기 집적 회로를 구성하는 단계는, 상기 전자-광학 디바이스의 외부로 연장되는 접속부를 통해 상기 아날로그 전압 설정을 제공하는 단계 또는 상기 전자-광학 디바이스 내부의 접속부를 통해 상기 아날로그 전압 설정을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전자-광학 디바이스의 상기 집적 회로를 구성하는 단계는, 상기 집적 회로에 본질적으로 상기 아날로그 전압 설정을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전자-광학 디바이스의 상기 집적 회로를 구성하는 단계는, 하드와이어된 접속부를 통해 상기 아날로그 전압 설정을 제공하는 단계 및/또는 적어도 하나의 eFuse로 상기 아날로그 전압 설정을 재구성(reconfiguration)하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 전자-광학 디바이스는 대용량 위성의 일부를 형성하는, 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 집적 회로는 상기 아날로그 모드 및 디지털 모드에서 동작할 수 있는, 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 전자-광학 디바이스는 상기 송신 및 수신 능력을 갖는 송수신기인, 방법.
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