KR20230090335A - 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

Abstract

GEO(geosynchronous equatorial orbit) 지상국은 추적 수신기에서 GEO 위성으로부터의 제1 주파수의 제1 신호(다운링크 데이터) 및 제2 주파수의 내부적으로 생성된 캘리브레이션 신호 둘 모두를 동시에 수신할 수 있다. 캘리브레이션 신호에 기초하여, 추적 수신기는 제2 주파수에 대한 제1 위상 값을 결정하고, 그런 다음, 제1 위상 값으로부터, 수신기 캘리브레이션 인자 세트에 따라 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 제1 위상 오프셋에 기초하여 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하고, 그런 다음, GEO 위성으로부터 오는 다운링크 데이터를 중단하지 않고 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값을 생성할 수 있다. 정확한 페이징을 갖는 것은 추적 수신기가 추적 에러들을 안테나 제어기에 정확하게 보고할 수 있게 하며, 따라서 개선된 추적 성능을 허용한다.

Description

지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법들

상호 참조

본 특허 출원은 "GEO 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법들"라는 제목으로 2020년 10월 16일에 출원된 미국 가출원 제 63/092,884 호의 이익을 주장하며, 이는 본 출원의 양수인에게 양도되고, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 명시적으로 통합된다.

이하는 전반적으로 지상국(ground station)들(예를 들어, GEO(geosynchronous equatorial orbit) 지상국들)을 캘리브레이션(calibration)하기 위한 시스템들 및 방법을 포함하는 통신들에 관한 것이다. 지상국은 특정 통신 주파수(예를 들어, 라디오 주파수(RF) 반송파 주파수)에 따라 위성과 통신할 수 있다. 지상국은 위성과의 다운링크 및 업링크 통신을 위한 주파수 추적을 수행할 수 있다. 일부 위성 추적 시스템들은 다수의 RF 경로들 사이에서 노동 집약적 위상 정합 프로세스(phase matching process)를 이용할 수 있다. RF 경로들의 RF 케이블들은 길이가 트리밍(trim)될 수 있고, 수동 위상 시프터(shifter)들이 현장에서 조정될 수 있다. 또한, RF 경로들에서 사용되는 증폭기들은 기준(reference)에 정합될 수 있다. 온도의 변화는 증폭기들의 위상을 변화시킬 수 있고, 증폭기들에 의해 도입된 위상 시프트(phase shift)는 또한 시간에 따라 시프트할 수 있다. 또한, 길고 비싼 RF 케이블들은 추적 신호들을 제공하기 위해 안테나와 나란히 이어질 수 있다. 현장에서 케이블이 손상될 수 있다. 이와 같이, 통신 주파수에서의 추적 기법들은 위상 정합된 컴포넌트들, 수동 위상 시프터들/조정들, 또는 노동 집약적 RF 케이블 트리밍에 대한 요건들을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 기술들은 주기적으로 수행될 필요가 있을 수 있지만, 추적을 수행하기 위해 통신 주파수 상의 통신들의 일시정지(pause) 또는 정지(halt)를 요구한다.

설명된 기술들은 위성 동작들을 지원하는 개선된 방법들, 시스템들, 디바이스들, 및 장치들에 관한 것이다. 지상국(예를 들어, GEO(geosynchronous equatorial orbit) 지상국)은 추적 수신기를 포함하는 추적 시스템을 구현할 수 있다. 추적 수신기는 제1 경로 및 제2 경로를 통해 제1 주파수에서 제1 신호 및 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호, 및 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 동시에 수신할 수 있다. 제1 신호는 지상국의 안테나를 통해 수신된 통신 신호일 수 있다. 캘리브레이션 신호는 추적 수신기에 의해 출력될 수 있고, 캘리브레이션 신호는 제1 경로 및 제2 경로와 결합된다. 캘리브레이션 신호에 기초하여, 추적 수신기는 제2 주파수에 대한 제1 위상 값을 결정할 수 있다. 그런 다음, 제1 위상 값으로부터, 추적 수신기는 수신기 캘리브레이션 인자 세트에 기초하여 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 제1 위상 오프셋에 기초하여 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하고, 그런 다음 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값(phase correction value)을 생성할 수 있다. 위상차는 또한 통신 신호를 수신하도록 구성된 추적 수신기의 제1 수신기와 캘리브레이션 신호를 수신하도록 구성된 추적 수신기의 제2 수신기 사이의 상이한 경로 길이로 인해 존재할 수 있다. 캘리브레이션 동안, 추적 수신기는 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트에 의해 식별된 위상 오프셋에 기초하여 이들 차이들에 대해 캘리브레이션할 수 있다. 추적 수신기는 통신 신호에 사용되는 주파수와 다른 제2 주파수에 대한 캘리브레이션을 수행함으로써, 통신 신호의 중단(interrupt) 없이 추적을 위한 캘리브레이션을 수행함으로써, 보다 정확한 추적 에러 신호를 제공하고 전체 시스템 추적을 향상시킬 수 있다. 일부 예들에서, 정확한 페이징(phasing)을 갖는 것은 추적 수신기가 추적 에러들을 안테나 제어기에 정확하게 보고할 수 있게 하고, 따라서 개선된 추적 성능을 허용한다.

추적 시스템에 대한 특성화 단계 동안, 예를 들어, 지상국의 설치 또는 배치 동안 또는 직후에, 추적 수신기는 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트를 생성하기 위해 상이한 주파수들의 세트를 사용할 수 있다. 추적 수신기는 주파수들의 세트의 각각의 주파수에 걸쳐 캘리브레이션 신호들을 출력하고, 각각의 주파수에 대한 위상을 결정할 수 있다. 추적 수신기는 예를 들어, 추적 수신기의 수신기들 사이의 차이들을 고려하기 위해 추적 수신기의 각각의 수신기에 대한 캘리브레이션을 수행한다. 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트의 상이한 캘리브레이션 인자들을 표시하는 값들은 추적 수신기에 표현되고 저장될 수 있다. 추적 시스템의 특성화는 통신 신호에 대한 위상을 결정하기 위해 상이한 주파수의 캘리브레이션 신호가 사용되는 것을 허용할 수 있다.

도 1은 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 위성 통신 시스템의 예를 예시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 위성 통신 시스템의 다른 예를 예시한다.
도 3 및 4는 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 추적 시스템들의 예들을 예시한다.
도 5a는 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 추적 수신기의 예를 예시한다.
도 5b 및 5c는 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 예시적인 안테나 시스템들을 예시한다.
도 6은 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 지상국의 예를 예시한다.
도 7 및 8은 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 방법 또는 방법들을 예시하는 흐름도들을 도시한다.

지상국은 추적 수신기를 포함하는 추적 시스템을 구현할 수 있다. 일부 예에서, 지상국은 GEO(geosynchronous equatorial orbit) 지상국일 수 있다. 추적 시스템은 추적 트랜시버를 포함하는 지상국 트랜시버에 대한 안테나의 신호 경로들에서의 위상차들의 캘리브레이션을 요구할 수 있다. 초기 위상 캘리브레이션은 특정 온도에서 추적 시스템의 설치 및 셋업과 관련하여 수행될 수 있다. 그러나, 시간의 지속기간들에 걸쳐 야기되는 온도 및 시프트들의 변화들은 상이한 신호 경로들에 대한, 그리고 신호 경로들과 캘리브레이션 경로들 사이의 위상에 영향을 줄 수 있다. 특정 기술들은 주기적 또는 간헐적 캘리브레이션 절차를 허용할 수 있지만, 이러한 절차는 통신 신호들의 수신을 방해하여, 스루풋 및 전체 통신 성능을 감소시킬 수 있다. 통신 신호의 주파수와 상이한 주파수 상에서 캘리브레이션 신호를 추적하기 위한 시스템들 및 방법들은 통신 신호들의 중단되지 않은 수신을 허용할 수 있다. 특성화 절차는 캘리브레이션 주파수에서 결정된 위상으로부터 통신 주파수에서의 위상을 결정하는 데 사용될 수 있는 수신기 캘리브레이션 인자들을 결정하기 위해 설치 동안 또는 설치 직후에 수행될 수 있다.

추적 수신기는 제1 경로 및 제2 경로를 통해 제1 주파수에서 제1 신호 및 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호 둘 모두를 동시에 수신할 수 있다. 제1 신호는 지상국의 안테나를 통해 수신된 통신 신호일 수 있다. 캘리브레이션 신호는 추적 수신기에 의해 출력되고 제1 경로 및 제2 경로와 결합될 수 있다. 캘리브레이션 신호에 기초하여, 추적 수신기는 제2 주파수에 대한 제1 위상 값을 결정할 수 있다. 그런 다음, 제1 위상 값으로부터, 추적 수신기는 수신기 캘리브레이션 인자 세트에 기초하여 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 제1 위상 오프셋에 기초하여 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하고, 그런 다음 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값을 생성할 수 있다. 위상차는 또한 통신 신호를 수신하도록 구성된 추적 수신기의 제1 수신기와 캘리브레이션 신호를 수신하도록 구성된 추적 수신기의 제2 수신기 사이의 차이로 인해 존재할 수 있다. 캘리브레이션 동안, 추적 수신기는 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트에 의해 식별된 위상 오프셋에 기초하여 이들 차이들에 대해 캘리브레이션할 수 있다. 추적 수신기는 통신 신호에 사용되는 주파수와 다른 제2 주파수에 대한 캘리브레이션을 수행함으로써, 통신 신호의 중단 없이 추적을 위한 캘리브레이션을 수행함으로써, 스루풋을 향상시킬 수 있다.

추적 시스템에 대한 특성화 단계 동안, 예를 들어, 지상국의 설치 또는 배치 동안 또는 직후에, 추적 수신기는 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트를 생성하기 위해 상이한 주파수들의 세트를 사용할 수 있다. 추적 수신기는 주파수들의 세트의 각각의 주파수에 걸쳐 캘리브레이션 신호들을 출력하고, 각각의 주파수에 대한 위상을 결정할 수 있다. 추적 수신기는 예를 들어, 추적 수신기의 수신기들 사이의 차이들을 고려하기 위해 추적 수신기의 각각의 수신기에 대한 캘리브레이션을 수행한다. 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트의 상이한 캘리브레이션 인자들을 표시하는 값들은 추적 수신기에 표현되고 저장될 수 있다. 예를 들어, 상이한 캘리브레이션 인자들을 나타내는 값들은 특성화 단계 동안 획득된 위상 대 주파수 데이터의 선형 최상의 피팅(linear best fit)에 대한 기울기 파라미터 및 오프셋 파라미터일 수 있거나, 이를 나타내거나, 다른 식으로 이를 나타낼 수 있다. 추적 시스템의 특성화는 통신 신호에 대한 위상을 결정하기 위해 상이한 주파수의 캘리브레이션 신호가 사용되는 것을 허용할 수 있다.

본 개시의 특징부들은 처음에, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 위성 통신 시스템의 맥락에서 설명된다. 본 개시의 특징부들은 도 3-5c를 참조하여 설명된 추적 시스템들, 추적 수신기들, 및 안테나 시스템들의 맥락에서 설명된다. 본 개시의 이들 및 다른 특징부들은 도 6-8을 참조하여 설명된 지상국들 (예를 들어, GEO 지상국들)을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법들에 관련된 장치 다이어그램 및 흐름도들에 의해 추가로 예시되고 이를 참조하여 설명된다.

도 1은 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 위성 통신 시스템(100)의 예를 도시한다. 위성 통신 시스템(100)은 스페이스 세그먼트(space segment)(101) 및 지상 세그먼트(102)를 포함하는 다수의 네트워크 아키텍처들을 사용할 수 있다. 스페이스 세그먼트(101)는 하나 이상의 위성(120)을 포함할 수 있다. 지상 세그먼트(102)는 하나 이상의 지상국들(130)(예를 들어, 게이트웨이 단말들, 지상국들)뿐만 아니라, 네트워크 운영 센터들(NOCs), 위성 및 게이트웨이 단말 커맨드 센터들, 또는 다른 중앙 처리 센터들 또는 디바이스들과 같은 네트워크 디바이스들(141)을 포함할 수 있다. 지상국들(130)이 논의되지만, 다른 예들에서, 본 명세서에 설명된 기술들은 다른 액세스 노드 단말들(예를 들어, 게이트웨이 단말)과 같은 다른 디바이스들에 적용될 수 있다. 네트워크 디바이스(들)(141)는 지상국(130)과 결합될 수 있고, 통신 시스템(100)의 양태들을 제어할 수 있다. 다양한 예들에서, 네트워크 디바이스(141)는 지상국(130)과 같은 장소에 배치되거나 그렇지 않으면 그 근처에 있을 수 있거나, 유선 및/또는 무선 통신 링크(들)를 통해 지상국(130) 및/또는 네트워크(들)(140)와 통신하는 원격 설비일 수 있다. 일부 예들에서, 지상 세그먼트(102)는 또한 위성(120)을 통해 통신 서비스를 제공받는 사용자 단말들(150)을 포함할 수 있다.

사용자 단말들(150)은 위성(120)과 신호들을 통신하도록 구성된 다양한 디바이스들을 포함할 수 있으며, 이는 고정 단말들(예를 들어, 지상 기반 정지 단말들) 또는 보트들, 항공기, 지상 기반 차량들 등의 단말들과 같은 이동 단말들을 포함할 수 있다. 사용자 단말(150)은 위성(120)을 통해 지상국(130)과 데이터 및 정보를 통신할 수 있다. 데이터 및 정보는 네트워크 디바이스(141), 또는 네트워크(140)와 연관된 일부 다른 디바이스 또는 분산 서버와 같은 목적지 디바이스와 통신될 수 있다.

지상국(130)은 포워드(forward) 업링크 신호들(132)을 위성(120)에 송신할 수 있고, 위성(120)으로부터 리턴 다운링크 신호들(133)을 수신할 수 있다. 지상국들(130)은 액세스 노드들의 예들일 수 있고, 또한 게이트웨이들, 게이트웨이 단말들, 또는 허브(hub)들로 알려질 수 있다. 지상국(130)은 지상국 안테나 시스템(131) 및 지상국 송수신기(135)를 포함할 수 있다. 지상국 트랜시버(135)는 추적 시스템(134)을 포함할 수 있다. 지상국 안테나 시스템(131)은 양방향 통신이 가능하고 적절한 송신 전력 및 수신 감도로 설계되어 위성(120)과 신뢰가능하게 통신할 수 있다. 일부 예들에서, 지상국 안테나 시스템(131)은 위성(120)의 방향으로 고 지향성을 갖고 다른 방향들로 저 지향성을 갖는 파라볼릭 반사기(parabolic reflector)를 포함할 수 있다. 지상국 안테나 시스템(131)은 다양한 대안 구성들을 포함할 수 있고, 직교 편파(polarization)들 사이의 높은 아이솔레이션(isolation), 동작 주파수 대역들에서의 고 효율, 저 잡음 등과 같은 동작 특징부들을 포함할 수 있다.

통신 서비스를 지원할 때, 지상국(130)은 사용자 단말들(150)로의 트래픽을 스케줄링할 수 있다. 대안으로, 이러한 스케줄링(scheduling)은 통신 시스템(100)의 다른 부분들에서(예를 들어, 네트워크 운영 센터(NOC) 및/또는 게이트웨이 커맨드 센터들을 포함할 수 있는 하나 이상의 네트워크 디바이스(141)에서) 수행될 수 있다. 하나의 지상국(130)이 도 1에 도시되어 있지만, 본 개시에 따른 예들은 복수의 지상국들(130)을 갖는 통신 시스템들에서 구현될 수 있으며, 이들 각각은 서로 및/또는 하나 이상의 네트워크들(140)에 결합될 수 있다.

지상국(130)은 네트워크(140)와 위성(120) 사이에 인터페이스를 제공할 수 있고, 일부 예들에서, 네트워크(140)와 하나 이상의 사용자 단말들(150) 간에 지향되는 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 지상국(130)은 개별 사용자 단말들(150)로의 전달을 위해 데이터 및 정보를 포맷할 수 있다. 유사하게, 지상국(130)은 네트워크(140)를 통해 액세스 가능한 목적지로 지향되는 신호들을 위성(120)으로부터(예를 들어, 하나 이상의 사용자 단말들(150)로부터) 수신하도록 구성될 수 있다. 지상국(130)은 또한 네트워크(140) 상에서의 송신을 위해 수신된 신호들을 포맷할 수 있다.

네트워크(들)(140)는 임의의 유형의 네트워크일 수 있고, 예를 들어, 본 명세서에 설명된 디바이스들 사이의 통신들을 지원하는 인터넷, 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크, 인트라넷, 광역 네트워크(WAN), 도시권 네트워크(MAN), 근거리 네트워크(LAN), 가상 사설 네트워크(VPN), 가상 LAN(VLAN), 광섬유 네트워크, 하이브리드 광섬유 네트워크, 케이블 네트워크, 공중 교환 전화 네트워크(PSTN), 공중 교환 데이터 네트워크(PSDN), 공중 육상 모바일 네트워크, 및/또는 임의의 다른 유형의 네트워크를 포함할 수 있다. 네트워크(들)(140)는 유선 및 무선 연결들뿐만 아니라 광 링크들을 포함할 수 있다. 네트워크(들)(140)는 지상국(130)을, 동일한 위성(120) 또는 상이한 위성들(120) 또는 다른 차량들과 통신할 수 있는 다른 액세스 노드 단말들과 연결할 수 있다.

위성(120)은 서비스 커버리지 영역(service coverage area)에 위치된 하나 이상의 지상국들(130) 및/또는 다양한 사용자 단말들(150) 사이의 무선 통신들을 지원하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 위성(120)은 GEO에서 배치 및 동작할 수 있어서, 지상 디바이스들에 대한 궤도 포지션(position)이 동작 공차 또는 다른 궤도 윈도우 내에서(예를 들어, 궤도 슬롯 내에서) 상대적으로 고정되거나 고정된다. 다른 예들에서, 위성(120)은 임의의 적절한 궤도(예를 들어, LEO(low Earth orbit), MEO(medium Earth orbit) 등)에서 동작할 수 있다.

위성(120)은 하나 이상의 안테나 피드 엘리먼트(antenna feed element)를 갖는 안테나 어셈블리(121)를 포함할 수 있다. 안테나 피드 엘리먼트들 각각은, 예를 들어, 피드 혼, 편파 변환기(예를 들어, 상이한 편파들을 갖는 2개의 결합된 엘리먼트들로서 기능할 수 있는 격벽 편파 혼(septum polarized horn)), 다중 포트 다중 대역 혼(horn)(예를 들어, 이중 편파 LHCP/RHCP를 갖는 이중 대역 20 GHz/30 GHz), 캐비티 백킹된 슬롯(cavity backed slot), 역전-F(inverted-F), 슬롯형 도파관, 비발디(Vivaldi), 헬리컬(Helical), 루프, 패치, 또는 안테나 엘리먼트의 임의의 다른 구성 또는 상호 연결된 서브 엘리먼트들의 조합을 포함할 수 있다. 안테나 피드 엘리먼트들 각각은 또한 라디오 주파수(RF) 신호 트랜스듀서, 저잡음 증폭기(LNA), 또는 전력 증폭기(PA)를 포함하거나, 그렇지 않으면 이들과 결합될 수 있고, 위성(120) 내의 하나 이상의 트랜스폰더들과 결합될 수 있다. 트랜스폰더는 증폭, 주파수 변환, 빔 성형(beamforming) 등의 신호 처리를 수행하는데 사용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 다중 주파수 시분할 다중 액세스(MF-TDMA) 기법이 포워드 업링크 신호들(132) 및 리턴 업링크 신호들(173)에 대해 사용될 수 있어서, 사용자 단말들(150) 사이에 용량을 할당함에 있어서 유연성을 유지하면서 트래픽의 효율적인 스트리밍을 허용한다. 이러한 실시예들에서, 다수의 주파수 채널들이 고정된 방식으로 할당될 수 있거나, 대안으로, 동적 방식으로 할당될 수 있다. 각 주파수 채널에는 TDMA(Time Division Multiple Access) 기법이 적용될 수 있다. 이 기법에서, 각각의 주파수 채널은 연결에(예를 들어, 특정 사용자 단말(150)에) 할당될 수 있는 여러 개의 타임 슬롯들로 분할될 수 있다. 다른 실시예들에서, 포워드 업링크 신호들(132) 및 리턴 업링크 신호들(173) 중 하나 이상은 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA), 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 또는 당업계에 공지된 임의의 다수의 하이브리드 또는 다른 기법들과 같은 다른 기법들을 사용하여 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 물리 계층 기술은 각각의 포워드 업링크 신호(132), 리턴 다운링크 신호(133), 포워드 다운링크 신호(172) 또는 리턴 업링크 신호(173)에 대해 동일할 수 있거나, 신호 중 일부는 다른 신호와 다른 물리 계층 기술을 사용할 수 있다.

통신 서비스를 지원할 때, 위성(120)은 하나 이상의 지상국들(130)로부터 포워드 업링크 신호들(132)을 수신할 수 있고, 대응하는 포워드 다운링크 신호들(172)을 하나 이상의 사용자 단말들(150)에 제공할 수 있다. 위성(120)은 또한 하나 이상의 사용자 단말들(150)로부터 리턴 업링크 신호들(173)을 수신할 수 있고, 대응하는 리턴 다운링크 신호들(133)을 하나 이상의 지상국들(130)에 제공할 수 있다. 다양한 물리 계층 송신 변조 및 코딩 기술들이 신호들의 통신(예를 들어, 적응형 코딩 및 변조(ACM))을 위해 지상국들(130), 위성(120), 및 사용자 단말들(150)에 의해 사용될 수 있다. 위성(120)은 안테나의 하나 이상의 수신 엘리먼트들 및 하나 이상의 송신 안테나 엘리먼트들과 각각 결합될 수 있는 하나 이상의 트랜스폰더들을 포함할 수 있어서, (예를 들어, 상이한 주파수 범위 및 편파 조합들을 사용함으로써) 상이한 방사 패턴들을 갖는 K개의 수신/송신 경로들을 형성한다. K개의 수신/송신 경로들 각각은 임의의 순간에 포워드 경로 또는 리턴 경로로서 할당될 수 있다.

일부 예들에서, 위성(120)은 지상국(130)과 통신하기 위한 단일 빔 (이는 빔 또는 지상국 빔으로, 또는 보다 일반적으로 액세스 노드에 대해 액세스 노드 빔으로 지칭될 수 있음) 및 사용자 단말기(150)와 통신하기 위한 단일 빔 (이는 사용자 빔으로 지칭될 수 있음)을 사용하여 데이터를 통신할 수 있다. 일부 예들에서, 이들 빔들 각각은 넓은 지리적 영역(예를 들어, 지구의 절반)에 걸쳐 있을 수 있는 위성(120)의 서비스 영역을 커버한다. 이러한 경우들에서, 지상국 빔 및 사용자 빔은 브로드 빔(broad beam)들로 지칭될 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)에 할당된 통신 자원들 (예를 들어, 시간 및/또는 주파수 자원들)은 사용자 빔(125-b)의 커버리지 영역 내의 사용자 단말들(150) 간에 공유될 수 있다. 일부 예들에서, 통신 자원은 시간 및/또는 주파수에서 사용자 단말들(150) 사이에서 분할될 수 있고, 별개의 통신들은 상이한 통신 자원들을 통해 사용자 단말들(150)에 송신될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 다수의 사용자 단말들(150)은 동일한 시간 및 주파수 자원들을 사용할 수 있고, 별개의 통신들은 동일한 통신 자원들을 통해 사용자 단말들(150)에 송신될 수 있다. 다수의 사용자 단말들(150)이 동일한 시간 및 주파수 자원들을 사용할 때, 위성 통신 시스템은 송신 이전에 별개의 통신들에 스프레딩(spreading)을 적용할 수 있다. 예를 들어, 시퀀스들(예를 들어, 의사랜덤 시퀀스들 또는 직교 코드)은, 별개의 통신들이 동일한 시간 및 주파수 자원들을 통해 조합된 신호로 송신되기 전에 별개의 통신들에 적용될 수 있다.

일부 예들에서, 각각의 시퀀스가 상이한 사용자 단말(150)에 할당될 수 있다. 시퀀스를 사용하여 스프레딩되는 통신들은 DSSS 통신들로 지칭될 수 있고, 고유 시퀀스를 사용하여 스프레딩된 상이한 사용자들에 대한 송신들을 동시에 송신하는 것은 CDMA 기술의 예일 수 있다. 사용자 단말(150)은 사용자 단말(150)로의 통신들을 위해 사용되는 시퀀스를 결정할 수 있고, 사용자 단말(150)에 대해 의도된 통신을 반송하는 신호의 컴포넌트를 추출하기 위해 조합된 신호에 시퀀스를 적용할 수 있다. CDMA 통신들을 수행하는 위성(120)은 다수의 스프레더들 및 안테나 어레이의 안테나 엘리먼트들 및 스프레더(spreader)들과 결합되는 하나 이상의 전력 증폭기들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 별개의 데이터 신호들이 각각의 스프레더들에 제공될 수 있으며, 이는 다수의 스프레딩 신호들을 획득하기 위해 데이터 신호들에 고유한 스프레딩 코드들을 적용할 수 있다. 스프레딩 신호들은 조합되고, 위성(120)의 안테나에 증폭된 신호를 제공할 수 있는 하나 이상의 전력 증폭기에 제공될 수 있다.

다른 예들에서, 위성(120)은 위성(120)의 서비스 영역을 커버하는 다수의 빔들을 사용하여 데이터를 통신할 수 있다(예를 들어, 통신 시스템의 용량을 증가시키기 위해). 즉, 위성(120)은 위성(120)의 서비스 영역을 커버하도록 배열되거나 타일링(tile)된 다수의 빔들을 사용하여 데이터를 통신할 수 있다. 일부 위성들(120)은 여러 트랜스폰더들을 포함할 수 있고 각각의 트랜스폰더는 독립적으로 신호를 수신하고 송신할 수 있다. 각각의 트랜스폰더는 동일한(예를 들어, 상이한 주파수 범위들 또는 편파들을 사용하여) 또는 상이한 빔 커버리지 영역들에 할당될 수 있는 고유 빔들을 생성하기 위해 다른 수신/송신 신호 경로들과 상이한 방사 패턴(안테나 패턴)을 갖는 수신/송신 신호 경로를 형성하기 위해 하나 이상의 안테나 엘리먼트들(예를 들어, 수신 엘리먼트 및 송신 안테나 엘리먼트)에 결합될 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 수신/송신 신호 경로는 입력 및/또는 출력 멀티플렉서들을 사용하여 다수의 빔들에 걸쳐 공유될 수 있다. 이러한 경우들에서, 형성될 수 있는 동시 빔들의 수는 일반적으로 위성 상에 배치된 수신/송신 신호 경로들의 수에 의해 제한될 수 있다.

일부 예들에서, 지상국 빔들 또는 사용자 빔들은 빔 성형을 통해 획득될 수 있다(그리고 "스폿 빔(spot beam)들"로 지칭될 수 있다). 이러한 경우들에서, 지상국 빔(125-a)은 위성(120)의 서비스 영역을 커버하는 다수의 지상국 빔들 중 하나일 수 있다. 유사하게, 사용자 빔(125-b)은 위성(120)의 서비스 영역을 커버하는 다수의 사용자 노드 빔들 중 하나일 수 있다. 통신 링크에 대한 빔 성형은 하나 이상의 안테나 어레이들의 다수의 엘리먼트들에 의해 송신 및/또는 수신되는 신호들의 신호 위상(또는 시간 지연), 및 때때로 신호 진폭을 조정함으로써 수행될 수 있다. 이러한 위상/진폭 조정은 일반적으로 송신된 신호들에 "빔 가중치들" 또는 "빔 계수들"을 적용하는 것으로 지칭된다. (하나 이상의 안테나 어레이들의 수신 엘리먼트들에 의한) 수신을 위해, 수신된 신호들의 상대적 위상들, 및 때때로 진폭들이 조정되어(예를 들어, 동일하거나 상이한 빔 가중치들이 적용됨), 다수의 수신 안테나 엘리먼트들에 의해 원하는 위치로부터 수신된 에너지가 보강 중첩하게 될 것이다. 스폿 빔 내에서, 통신 자원들은 브로드 빔(broad beam)들을 사용하는 통신들을 참조하여 유사하게 설명되는 바와 같이, 사용자 단말들 사이에서 분할될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 브로드 빔들을 사용하는 통신들을 참조하여 유사하게 설명된 바와 같이, 동일한 세트의 통신 자원들이 사용자 단말들에 의해 공유될 수 있다.

위성(120)은 하나 이상의 지상국 빔들 (예를 들어, 각각의 지상국 빔 커버리지 영역(126-a)과 연관될 수 있는 지상국 빔(125-a))을 통해 리턴 다운링크 신호들(133)을 송신하고 및/또는 포워드 업링크 신호들(132)을 수신함으로써 지상국(130)과 통신할 수 있다. 지상국 빔(125-a)은 예를 들어, (예를 들어, 위성(120)에 의해 중계되는) 하나 이상의 사용자 단말들(150)에 대한 통신 서비스, 또는 위성(120)과 지상국(130) 사이의 임의의 다른 통신들을 지원할 수 있다. 일부 예들에서, 지상국 빔(125-a)은 다수의 스폿 빔들 중 하나이다. 위성(120)은 하나 이상의 사용자 빔들 (예를 들어, 각각의 사용자 빔 커버리지 영역(126-b)과 연관될 수 있는 사용자 빔(125-b))을 통해 포워드 다운링크 신호들(172)을 송신하고 및/또는 리턴 업링크 신호들(173)을 수신함으로써 사용자 단말(150)과 통신할 수 있다. 사용자 빔(125-b)은 하나 이상의 사용자 단말들(150)에 대한 통신 서비스 또는 위성(120)과 사용자 단말(150) 사이의 임의의 다른 통신들을 지원할 수 있다. 일부 예들에서, 사용자 빔(125-b)은 다수의 스폿 빔들 중 하나이다. 일부 예들에서, 위성(120)은 지상국 빔(125-a) 또는 사용자 빔(125-b) 중 하나를 사용하여 지상국(130)으로부터 사용자 단말들(150)로 통신들을 중계할 수 있다 (즉, 지상국들(130) 및 사용자 단말들(150)은 빔을 공유할 수 있다).

빔 성형 동작들을 지원하기 위해, 위성(120)은 위상 어레이 안테나 어셈블리(예를 들어, DRA(direct radiating array)), PAFR(phased array fed reflector) 안테나, 또는 (예를 들어, 통신 또는 브로드캐스트 서비스, 또는 데이터 수집 서비스의) 신호들의 수신 또는 송신을 위해 당업계에 공지된 임의의 다른 메커니즘을 사용할 수 있다. 위상 어레이 안테나 어셈블리들은 업링크 신호들 (예를 들어, 포워드 업링크 신호(132), 리턴 업링크 신호(173), 또는 양자 모두)을 수신하는 것 및 다운링크 신호들 (예를 들어, 리턴 다운링크 신호(133), 포워드 다운링크 신호(172), 또는 양자 모두)을 송신하는 것 양자 모두를 위해 채용될 수 있다. 비교적 큰 반사기들은 안테나 피드 엘리먼트들의 위상 어레이에 의해 조명될 수 있으며, 이는 반사기의 크기 및 안테나 피드 엘리먼트들의 수 및 배치에 의해 설정된 제약들 내에서 스폿 빔들의 다양한 패턴들을 만드는 능력을 지원한다.

안테나 피드 엘리먼트들 각각은 또한, RF 신호 트랜스듀서, LNA, 위상 시프터, 또는 PA를 포함하거나 또는 그렇지 않으면 이들과 결합될 수 있고, 주파수 변환, 빔 성형 처리 등과 같은 다른 신호 처리를 수행할 수 있는 위성(120) 내의 하나이상의 트랜스폰더들과 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 각각의 위상 시프터는 하나 이상의 전력 증폭기들과 결합될 수 있고, 각각의 전력 증폭기는 하나 이상의 안테나 엘리먼트들과 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 위상 시프터들 및/또는 가중 증폭기들은 지상국(130)에 위치될 수 있다. 상이한 사용자 단말들(150)에 대한 통신들은, 위상 시프트된 신호들의 세트를 생성하고 위상 시프트된 신호들의 세트를 증폭기들의 세트에 제공하는 위상 시프터들의 세트에 제공될 수 있다. 증폭기들의 세트는 가중된 신호들을 획득하고 가중된 신호들을 안테나 엘리먼트들의 세트에 제공하기 위해 (예를 들어, 상이한 진폭도를 갖는) 위상 시프트된 신호들을 증폭할 수 있다. 안테나 엘리먼트들의 세트에 의해 방출될 때, 가중된 신호들은 가중된 신호들이 위성(120)에 의해 서비스되는 더 큰 지리적 영역의 지리적 영역에 집속되는 단일 신호를 형성하도록 보강 및/또는 상쇄 결합될 수 있다. 다수의 안테나 피드 엘리먼트들과 결합되는 트랜스폰더는 빔 성형된 통신들을 수행할 수 있다.

지상국(130)은 지상국 송수신기(135)의 추적 시스템(134)과 위상 캘리브레이션(phase calibration)을 수행할 수 있다. 추적 시스템(134)은 지상국 안테나 시스템(131)을 제어하기 위해 안테나 제어 유닛을 포함하거나 그와 통신할 수 있다. 지상국 안테나 시스템(131)은 또한 일부 예들에서 안테나 또는 안테나 어셈블리로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 지상국(130)은 제어 지상국 안테나 시스템(131)을 통해 포워드 업링크 신호들(132)을 위성(120)에 송신할 수 있고, 제어 지상국 안테나 시스템(131)을 통해 위성(120)으로부터 리턴 다운링크 신호들(133)을 수신할 수 있다. 일부 예들에서, 이러한 통신들은 S-대역, X-대역, Ku-대역, Ka-대역, Q-대역, V-대역 중 하나 이상에서, 또는 다른 예들에서의 다른 유사한 신호 대역들(예를 들어, J-대역, K-대역, L-대역, 또는 이들의 일부 조합)에서 이루어질 수 있다. 추적 시스템(134)은 지상국(130)이 위성(120)과 통신하기 위해 위성(120)을 추적할 수 있다.

추적 시스템(134)은 지상국 안테나 시스템(131) 및 추적 시스템(134)의 추적 수신기를 통한 합 및 차 신호들의 신호 경로들에서의 위상차들의 캘리브레이션을 요구할 수 있다. 초기 위상 캘리브레이션은 추적 시스템(134)의 설치 및 셋업과 관련하여 수행될 수 있다. 추가적으로, 동작 동안, 위상 캘리브레이션은 지상국(130) 및 이의 컴포넌트들에서의 온도 변화들로 인한 위상 오프셋 변화들을 보상하기 위해 수행될 수 있다. 추가적으로, 지상국(130)의(예를 들어, 지상국 안테나 시스템(131), 추적 시스템(134) 내를 포함하는 지상국 트랜시버 등의) 특정 컴포넌트들은 시간 경과에 따른 위상 시프트를 경험할 수 있다. 특히, 추적 시스템(134)의 증폭기들(예를 들어, 저잡음 블록 다운변환기(LNB들))은 온도에 따라, 그러나 또한 일정 온도를 가지고 시간이 지남에 따라 위상 오프셋 불안정성을 경험할 수 있다.

본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 추적 시스템(134) 및 이의 하나 이상의 컴포넌트들은 특성화 절차를 포함할 수 있는 초기 위상 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 특성화 절차는 주파수들의 세트의 각각의 주파수에 대해 추적 시스템(134) 내의 추적 수신기(도시되지 않음)에 의해 생성되는 캘리브레이션 출력을 포함할 수 있다. 캘리브레이션 신호들은 안테나로부터의 제1 경로에 대해 추적 수신기의 제1 입력에 다시 결합되고, 추적 피드로부터의 제2 경로에 대해 추적 수신기의 제2 입력에 다시 결합된다. 주파수들의 세트의 각각의 주파수에서의 위상 값은 주파수들의 세트에 대응하는 제1 세트의 위상 값들을 생성하기 위해 추적 시스템의 특정 수신기에 대해 결정될 수 있다. 일부 예들에서, 특정 수신기와 연관된 캘리브레이션 인자들이 그런 다음 저장될 수 있다. 예를 들어, 라인은 위상 값들 대 주파수의 세트에 피팅될 수 있고, 저장된 피팅 라인의 기울기 및 오프셋을 결정할 수 있다. 대안으로, 위상 값 자체가 저장될 수 있다. 이러한 특성화 절차는 또한 추적 시스템(134)의 각각의 다른 수신기에 대해 수행될 수 있다. 일부 예들에서, 각각의 주파수에서 상이한 수신기들 사이의 위상 값들의 차이가 저장될 수 있다.

그 후, 동작 동안, 지상국(130)은 제1 주파수(반송파 주파수로도 지칭될 수 있음) 상에서 통신 신호들을 수신할 수 있는데, 예를 들어, 지상국 안테나 시스템(131)에서 위성(120)으로부터 다운링크 신호들(133)을 리턴할 수 있다. 통신 신호들은 제1 경로를 통해 추적 시스템(134)의 추적 수신기의 제1 입력에 대한 제1 경로를 따를 수 있고, 제2 경로를 통해 추적 수신기의 제2 입력에 대한 제2 경로(예를 들어, 추적 경로)를 따를 수 있다.

통신 신호가 추적 수신기에서 수신되고 있는 것과 동시에 (예를 들어, 통신 신호의 수신을 중단하지 않고 시간 기간에 걸쳐), 추적 수신기는 제1 입력에서 수신되도록 제1 경로에 결합되고, 제2 입력에서 수신되도록 제2 경로에 결합된 캘리브레이션 신호를 출력할 수 있다. 캘리브레이션 신호는 추적 수신기에 의해 수신된 통신 신호들의 제1 주파수와 상이한 제2 주파수로 출력될 수 있다. 일부 예들에서, 캘리브레이션 신호는 본 명세서에 설명된 특성화 절차 동안 사용되는 주파수들의 세트 중 하나일 수 있다. 다른 예들에서, 캘리브레이션 신호는 주파수들의 세트의 범위 내의 주파수일 수 있지만, 특성화 절차 동안 사용되는 주파수들 중 하나가 아닐 수 있다.

(예를 들어, 추적 수신기에서의) 추적 시스템(134)은 제1 입력에서 수신된 캘리브레이션 신호 및 제2 입력에서 수신된 캘리브레이션 신호에 기초하여 제2 주파수에 대한 위상 값을 결정할 수 있다. 저장된 캘리브레이션 인자들(예를 들어, 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 위상 오프셋)을 사용하여, 추적 수신기는 제2 주파수에 대한 위상 값으로부터 통신 신호에 대한 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정(예를 들어, 외삽, 계산 등)할 수 있다. 일부 예들에서, 추적 시스템(134)은 또한 저장된 캘리브레이션 인자들로부터 제2 위상 오프셋을 결정할 수 있다. 제2 위상 오프셋은 추적 수신기의 제1 수신기와 제2 수신기 사이에 있을 수 있다. 제1 수신기는 통신 신호들에 대한 제1 주파수에 대해 그리고 캘리브레이션 신호에 대한 제2 주파수에 대해 사용될 수 있다. 제2 위상 오프셋은 또한 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하기 위해 사용될 수 있고, 이에 의해 상이한 주파수들과 수신기들 사이의 위상에서의 차이들을 고려한다. 그런 다음, 추적 시스템(134)은 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값을 생성할 수 있다. 그런 다음, 위상 보정 값은 추적 절차를 위해 사용될 수 있다.

아래의 표 1은 수신기 캘리브레이션 인자들이 결정되어 사용될 수 있는 예시적인 특성화 데이터를 도시한다.

표 1: 추적 시스템에 대한 예시적인 특성화 데이터

일 예에서, 추적 수신기(예를 들어, 추적 수신기의 캘리브레이션 컴포넌트)는 특성화 데이터에 기초하여 추적 수신기의 각각의 수신기에 대한 최상의 피팅 라인에 대한 기울기(m) 및 오프셋(b)을 결정할 수 있다. 기울기 및 오프셋은 또한 일부 예들에서 제1 수신기와 제2 수신기 사이의 위상차에 대해 결정될 수 있다. 그런 다음, 수신기 캘리브레이션 인자들은 각각의 수신기와 연관된 이러한 기울기들 및 오프셋들의 표시들일 수 있다.

캘리브레이션 동안, 추적 수신기는 통신 신호를 중단하지 않고 제2 주파수에서의 캘리브레이션 신호로부터 제1 주파수에서의 통신 신호와 연관된 위상을 결정하기 위해 위상 캘리브레이션 데이터를 사용할 수 있다. 예를 들어, 표 1에 예시된 특성화 데이터에 따르면, 통신 신호는 8200 MHz에 있을 수 있고(그리고 추적 수신기의 제1 수신기에서 수신될 수 있고), 캘리브레이션 신호는 7750 MHz의 주파수에 있을 수 있다(그리고 추적 수신기의 제2 수신기에서 수신될 수 있다). 추적 수신기는 캘리브레이션 신호에 대한 제2 수신기에서의 위상이 -89도라고 결정할 수 있다. 그런 다음, 추적 수신기(예를 들어, 추적 수신기의 캘리브레이션 컴포넌트)는 34.2도에 도달하기 위해 (수신기 캘리브레이션 인자들에 의해 표시된) 123.2도의 8200MHz에서의 위상 오프셋(제1 수신기와 제2 수신기 사이의 위상차)을 가산할 수 있다. 그런 다음, 추적 수신기 (예를 들어, 추적 수신기의 캘리브레이션 컴포넌트)는 -120.1 도 마이너스 -89.0 도 (수신기 캘리브레이션 인자들에 의해 표시된 바와 같이), -31 도의 제2 수신기에서의 위상 오프셋 (제2 수신기에 대해 8200 MHz 와 7750 MHz 사이의 위상차)을 가산하여 3.2 도에 도달할 수 있다. 이 예에서, 3.2도는 그런 다음 제1 주파수(8200MHz)에서의 통신 신호에 대한 위상을 나타내며, 이는 통신 신호의 수신을 중단하지 않고 통신 신호들에 대한 위상 보정 값을 생성하는 데 사용될 수 있다.

도 2는 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 위성 통신 시스템(200)의 예를 도시한다. 위성 통신 시스템(200)은 위성(220) 및 지상국(230)을 블록도 형태로 도시한다. 일부 예들에서, 위성 통신 시스템(200)은 위성 통신 시스템(100)의 하나 이상의 양태들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 위성(220) 및 지상국(230)은 도 1을 참조하여 예시되고 설명된 바와 같이, 각각 위성(120) 및 지상국들(130)의 예들일 수도 있고 그 하나 이상의 기능들을 수행할 수 있다. 하나의 위성(220)이 도시되어 있지만, 위성(220)은 다른 예들에 따라 하나 이상의 위성 또는 위성 네트워크들을 나타낼 수 있다. 위성(220)은 지상국(230)에 다운링크 신호들(233)을 송신할 수 있고, 위성(220)은 지상국(230)으로부터 업링크 신호(232)를 수신할 수 있다.

지상국(230)은 지상국(230)의 다른 기능 블록들과 공유되는 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있는 추적 시스템(205)(예를 들어, 지상국 트랜시버의 일부로서)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 추적 시스템(205)은 안테나 및 안테나 제어기 유닛(240)을 포함할 수 있지만, 안테나 제어기 유닛은 또한 지상국(230)의 다른 기능 블록들의 일부로 간주될 수 있다. 다른 예들에서, 추적 시스템(205)은 안테나 제어기 유닛(240)과 통신할 수 있지만, 안테나 제어기 유닛(240)과 별개 및/또는 구별되는 것으로 간주될 수 있다.

추적 시스템(205)은 안테나 제어기 유닛과 결합된 추적 수신기(210)를 포함할 수 있다. 추적 수신기(210)의 양태들의 세부사항들은 예를 들어, 도 4a을 참조하여 본 명세서에서 추가로 설명된다. 추적 수신기(210)는 또한 캘리브레이션 컴포넌트를 포함할 수 있으며, 이는 255, 265, 270, 및 280을 구현할 수 있으며, 이들의 기능들이 추가로 설명된다.

동작 동안, 지상국(230)은 채널의 제1 주파수(반송파 주파수로도 지칭될 수 있음) 상에서 통신 신호들을 수신할 수 있는데, 예를 들어, 지상국(230)에서 위성(220)으로부터 다운링크 신호들(233)을 리턴할 수 있다. 안테나 및 안테나 제어기 유닛(240)은 추적 수신기(210)의 입력에 통신 신호들을 위한 경로(250)를 제공할 수 있다. 추적 수신기(210)는 또한 안테나 및 안테나 제어기 유닛(240)의 하나 이상의 컴포넌트와 결합될 수 있는 경로(245) 상에 캘리브레이션 신호를 출력할 수 있고, 추적 수신기(210)의 제1 입력으로의 경로(250)를 포함한다. 캘리브레이션 신호는 제1 주파수와 상이한 제2 주파수에 있을 수 있다. 일부 예에서, 제2 주파수는 제1 주파수와 동일한 채널(예를 들어, 동일한 RF 스펙트럼 대역) 상에 있을 수 있다. 예를 들어, 지상국(230)은 RF 스펙트럼 대역에 걸쳐 상이한 주파수들, 예를 들어, X-대역 내의 주파수들의 범위(예를 들어, 약 7750 MHz 내지 약 8250 MHz)에서 수신할 수 있도록 구성될 수 있다. 다른 예들에서, 다른 주파수들이 다른 RF 스펙트럼 대역들 (예를 들어, Ka-대역, Ku-대역, C-대역 등)을 포함하여, 또는 2 개 이상의 RF 스펙트럼 대역들에 걸쳐 사용될 수 있다.

추적 수신기(210)는 적어도 경로(250) 상의 통신 신호들에 대한 제1 수신기 및 경로(245) 상의 캘리브레이션 신호들에 대한 제2 수신기를 포함하는 다수의 수신기들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 캘리브레이션 신호들은 위성(220)으로부터 수신된 통신 신호들과 동시에(예를 들어, 병렬로, 동시 발생의(contemporaneously) 등) 추적 수신기(210)에서 수신될 수 있다. 즉, 지상국(230)은 캘리브레이션을 수행하는 동안 중단 없이 통신할 수 있다. 통신 신호들은 제1 수신기에서 수신될 수 있고, 캘리브레이션 신호들은 제2 수신기에서 수신될 수 있다. 추적 수신기(210)는, 255에서, 제2 주파수에서 제2 수신기와 연관된 캘리브레이션 값을 결정할 수 있다. 이 캘리브레이션 값은 제2 주파수에 대한 제1 위상 값(260)을 나타낼 수 있다. 그런 다음, 추적 수신기는, 265에서, 수신기 캘리브레이션 인자들로부터 식별된 위상 오프셋(예를 들어, 제1 수신기와 연관된 위상과 제2 수신기와 연관된 위상 사이의 매핑을 제공하는 위상 오프셋)에 따라, 제2 주파수에서 제2 수신기와 연관된 제1 위상 값을 제1 수신기 및 제2 주파수와 연관된 위상 값으로 조정할 수 있다. 그런 다음, 제2 주파수와 연관된 위상 값은 270에서 수신기 캘리브레이션 인자들로부터 식별된 위상 오프셋(예를 들어, 예를 들어, 제1 수신기에 대한 제1 주파수와 연관된 위상과 제2 주파수와 연관된 위상 사이의 매핑을 제공하는 위상 오프셋)에 따라 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값(275)으로 추가로 조정될 수 있다. 이제 캘리브레이션 신호에 대한 제2 주파수로부터 통신 신호에 대한 제1 주파수로 조정된 제2 위상 값으로부터, 280에서, 위상 캘리브레이션을 위해 사용하기 위해 제1 수신기에 대한 위상 보정 값이 생성될 수 있다.

도 3은 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 추적 시스템(300)의 예를 예시한다. 일부 예들에서, 추적 시스템(300)은 위성 통신 시스템(100) 및/또는 위성 통신 시스템(200)의 하나 이상의 양태들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 추적 수신기(350)는 도 1을 참조하여 설명된 추적 수신기(210) 및/또는 도 2를 참조하여 설명된 추적 수신기(210)의 예일 수도 있고; 추적 시스템(300)은 도 1을 참조하여 설명된 추적 시스템(134) 및/또는 도 2를 참조하여 설명된 추적 시스템(205)의 예일 수 있다.

추적 시스템(300)은 다운링크 신호들을 수신하기 위해 안테나(301)를 포함하거나 또는 이와 결합될 수 있다. 안테나(301)는 제1 유형의 편파 (예를 들어, 우측 원형 (RHC) 편파)에 대한 경로(306)를 따라 수신된 신호를 다이플렉서(diplexer)(310)로 지향시키는 편파기(polarizer)(305)와 결합될 수 있다. 경로(306)는 안테나(301)로부터 추적 수신기(350)로의 제1 경로의 일부를 형성할 수 있다. 경로(380)는 제1 증폭기 컴포넌트(320)와 결합되는 다이플렉서(310)에서 결합될 수 있다. 제1 증폭기 컴포넌트(320)는 추적 수신기(350)의 제1 입력(330)에 결합된다.

편파기(305)는 또한 제2 유형의 편파(예를 들어, 좌측 원형(LHC) 편파)에 대한 경로(307)를 따라 수신된 신호를 다이플렉서(315)에 지향시킬 수 있다. 경로(307)는 안테나(301)로부터 추적 수신기(350)로의 제3 경로의 일부를 형성할 수 있다. 수신된 신호는 제2 증폭기 컴포넌트(325)와 결합되는 다이플렉서(315)에서 경로(385)로부터의 신호들과 결합될 수 있다. 제2 증폭기 컴포넌트(325)는 추적 수신기(350)의 제3 입력(335)에 결합된다.

추적 수신기(350)는 또한 추적 피드(tracking feed)(360)와 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 추적 피드는 안테나(302), 안테나(302-b), 안테나(302-c), 및 안테나(302-d)를 포함하는 안테나들의 세트를, 스위치(355)를 통해 이어서 증폭기 컴포넌트(395)에 결합되는 다이플렉서(365)에 결합할 수 있다. 증폭기 컴포넌트(395)는 추적 수신기(350)의 제2 입력(345)에 결합될 수 있다. 스위치(355)는 예를 들어, 지상국이 통신하고 있는 위성의 추적을 수행하는 동안, 안테나(302), 안테나(302-b), 안테나(302-c) 또는 안테나(302-d) 중 어느 것을 추적 피드(360)를 향해 추적 수신기(350)에 결합할 지를 선택할 수 있다.

추적 수신기(350)는 분할기(375)와 결합되는 캘리브레이션 출력(340)을 제공할 수 있다. 분할기(375)는 경로(380)를 통해 다이플렉서(310)와 결합되고, 경로(385)를 통해 다이플렉서(315)와 결합되며, 경로(390)를 통해 다이플렉서(365)와 결합될 수 있다. 따라서, 추적 수신기(350)에 의해 출력된 캘리브레이션 신호들은 추적 수신기(350)에 의해 출력되고 제1 입력(330), 제2 입력(345) 및 제3 입력(335)에서 추적 수신기(350)에서 다시 수신될 수 있다.

추적 수신기(350)는 제1 수신기(351), 제2 수신기(352), 제3 수신기(354) 및 캘리브레이션 컴포넌트(353)를 포함하는 다수의 수신기들을 포함할 수 있다.

제1 수신기(351)는 제1 입력(330) 및 제2 입력(345)과 결합될 수 있고, 캘리브레이션 컴포넌트(353)에 값을 출력할 수 있다. 제1 수신기(351)는 제1 주파수의 신호들을 수신하도록 튜닝되도록 구성될 수 있다(또는 추적 수신기(350)는 제1 수신기(351)에 제공하도록 튜닝될 수 있다). 그런 다음, 캘리브레이션 컴포넌트(353)는 안테나(301) 및 제1 입력(330)에서 추적 수신기(350)로의 제1 경로를 통해 제1 주파수에서 수신된 통신 신호와, 안테나(301) 및 제1 입력(330)에서 추적 수신기(350)로의 제1 경로를 통해 제1 주파수에서 수신된 통신 신호 사이의 위상 값(예를 들어, 위상 오프셋, 위상차)을 결정할 수 있다.

제2 수신기(352)는 제1 입력(330) 및 제2 입력(345)와 결합될 수 있고, 캘리브레이션 컴포넌트(353)에 값을 출력할 수 있다. 제2 수신기(352)는 제2 주파수의 신호들을 수신하도록 튜닝될 수 있다(또는 추적 수신기(350)는 제2 수신기(352)에 제공하도록 튜닝될 수 있다). 캘리브레이션 컴포넌트(353)는 캘리브레이션 출력(340)을 통해 추적 수신기(350)에 의해 출력되고, 제1 입력(330)에서 추적 수신기(350)로의 경로(380)를 통해 제2 주파수에서 수신된 캘리브레이션 신호와 캘리브레이션 출력(340)을 통해 추적 수신기(350)에 의해 출력되고, 제2 입력(345)에서 추적 수신기(350)로의 경로(390)를 통해 제2 주파수에서 수신된 캘리브레이션 신호 사이의 위상 값(예를 들어, 위상 오프셋, 위상차)을 결정할 수 있다.

캘리브레이션 컴포넌트(353)는 제1 주파수에 대한 통신 신호들에 대한 위상 보정 값을 결정하기 위해 캘리브레이션 인자들의 세트와 함께, 통신 신호와 연관된 제1 주파수에 대한 위상 값 및 캘리브레이션 신호와 연관된 제2 주파수에 대한 위상 값을 사용할 수 있다. 일부 예들에서, 캘리브레이션 컴포넌트(353)는 도 2를 참조하여 설명된 추적 수신기(210)의 특징들, 특히 255, 265, 270 및 280에서의 특징들을 수행할 수 있다.

일부 예들에서, 제1 증폭기 컴포넌트(320), 제2 증폭기 컴포넌트(325), 또는 증폭기 컴포넌트(395) 중 하나 이상은 LNB들일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. LNB는 추가 처리를 위해 주파수를 하향 변환하고 신호를 증폭하는데 사용되는 디바이스일 수 있다. 일부 예들에서, LNB는 저잡음 증폭기(LNA), 하향 변환 믹서, 로컬 발진기 및 중간 주파수 증폭기일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. LNB는 위성으로부터 수신된 신호들을 증폭하고, 더 높은 주파수 신호들을 더 낮은 중간 주파수(IF) 신호들로 하향 변환할 수 있다. 일부 예들에서, 본 명세서에 설명된 기술들과 함께 LNB들의 사용은 위상 정합된 LNA들에 대한 필요성을 제거할 수 있고, 더 낮은 비용의 LNB들의 사용을 허용할 수 있다.

도 4는 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 추적 시스템(400)의 예를 예시한다. 일부 예들에서, 추적 시스템(400)은 위성 통신 시스템(100) 및/또는 위성 통신 시스템(200)의 하나 이상의 양태들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 추적 수신기(450)는 도 1을 참조하여 설명된 추적 수신기(210) 및/또는 도 2를 참조하여 설명된 추적 수신기(210) 및/또는 도 3을 참조하여 설명된 추적 수신기(350)의 예일 수도 있고; 추적 시스템(400)은 도 1을 참조하여 설명된 추적 시스템(134) 및/또는 도 2를 참조하여 설명된 추적 시스템(205) 및/또는 도 3을 참조하여 설명된 추적 시스템(300)의 예일 수 있다.

추적 시스템(400)은 다운링크 신호들을 수신하기 위해 안테나(401)를 포함하거나 또는 이와 결합될 수 있다. 안테나(401)는 턴스타일 접합부(turnstile junction)(402)와 결합될 수 있고, 턴스타일 접합부는 이어서 추적 커플러(403)와 결합될 수 있다. 추적 커플러(403)는 편파기(405) 및 모노펄스 네트워크(monopulse network)(404)와 결합될 수 있다. 편파기(405)는 제1 유형의 편파(예를 들어, 우측 원형(RHC) 편파)에 대한 경로(406)를 따라 수신된 신호를 다이플렉서(410)에 지향시킬 수 있다. 경로(406)는 안테나(401)로부터 추적 수신기(450)로의 제1 경로의 일부를 형성할 수 있다. 경로(480)는 제1 증폭기 컴포넌트(420)와 결합되는 다이플렉서(410)에서 결합될 수 있다. 제1 증폭기 컴포넌트(420)는 추적 수신기(450)의 제1 입력(430)에 결합된다.

편파기(405)는 또한, 제2 유형의 편파(예를 들어, 좌측 원형(LHC) 편파)에 대한 경로(407)를 따라 수신된 신호를 다이플렉서(415)에 지향시킬 수 있다. 경로(407)는 안테나(401)로부터 추적 수신기(450)로의 제3 경로의 일부를 형성할 수 있다. 수신된 신호는 제2 증폭기 컴포넌트(425)와 결합되는 다이플렉서(415)에서 경로(485)로부터의 신호들과 결합될 수 있다. 제2 증폭기 컴포넌트(425)는 추적 수신기(450)의 제3 입력(435)에 결합된다.

추적 수신기(450)는 또한 추적 피드(460)와 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 추적 피드는 추적 커플러(403)를 통해 안테나(401)를 다이플렉서(465)에 결합할 수 있다. 다이플렉서(465)는 이어서 증폭기 컴포넌트(495)에 결합될 수 있다. 증폭기 컴포넌트(495)는 추적 수신기(450)의 제2 입력(445)에 결합될 수 있다. 추적 커플러(403)는 지상국이 통신하고 있는 위성의 추적을 수행하는 동안 통신 신호에 대해 제1 주파수의 신호 (예를 들어, 추적 신호)를 제공하는데 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 추적 커플러(403)는 TE21 커플러일 수 있다. TE21 커플러의 경우, 위상 상태들은 0, 90, 180, 270이다. 방위각/고도(Azimuth/Elevation) 분리가 방위각/고도 사이의 TE21 직교 직교성에 의해 수행되기 때문에 스위칭이 없을 수 있다.

추적 수신기(450)는 분할기(475)와 결합되는 캘리브레이션 출력(440)을 제공할 수 있다. 분할기(475)는 경로(480)를 통해 다이플렉서(410)와 결합되고, 경로(485)를 통해 다이플렉서(415)와 결합되고, 경로(490)를 통해 다이플렉서(465)와 결합될 수 있다. 따라서, 추적 수신기(450)에 의해 출력된 캘리브레이션 신호들은 추적 수신기(450)에 의해 출력되고 제1 입력(430), 제2 입력(445) 및 제3 입력(435)에서 추적 수신기(450)에서 다시 수신될 수 있다.

추적 수신기(450)는 제1 수신기(451), 제2 수신기(452), 제3 수신기(454) 및 캘리브레이션 컴포넌트(453)를 포함하는 다수의 수신기들을 포함할 수 있다.

제1 수신기(451)는 제1 입력(430) 및 제2 입력(445)와 결합될 수 있고, 캘리브레이션 컴포넌트(453)에 값을 출력할 수 있다. 제1 수신기(451)는 제1 주파수의 신호들을 수신하도록 튜닝되도록 구성될 수 있다(또는 추적 수신기(450)는 제1 수신기(451)에 제공하도록 튜닝될 수 있다). 그런 다음, 캘리브레이션(302-a) 컴포넌트(453)는 안테나(401) 및 제1 입력(430)에서 추적 수신기(450)로의 제1 경로를 통해 제1 주파수에서 수신된 통신 신호 및 안테나(401) 및 제1 입력(430)에서 추적 수신기(450)로의 제1 경로를 통해 제1 주파수에서 수신된 통신 신호 사이의 위상 값(예를 들어, 위상 오프셋, 위상차)을 결정할 수 있다.

제2 수신기(452)는 제1 입력(430) 및 제2 입력(445)와 결합될 수 있고, 캘리브레이션 컴포넌트(453)에 값을 출력할 수 있다. 제2 수신기(452)는 제2 주파수의 신호들을 수신하도록 튜닝될 수 있다(또는 추적 수신기(450)는 제2 수신기(452)에 제공하도록 튜닝될 수 있다). 캘리브레이션 컴포넌트(453)는 캘리브레이션 출력(440)을 통해 추적 수신기(450)에 의해 출력되고, 제1 입력(430)에서 추적 수신기(450)로의 제1 경로에 대한 경로(480)를 통해 제2 주파수에서 수신된 캘리브레이션 신호와, 캘리브레이션 출력(440)을 통해 추적 수신기(450)에 의해 출력되고, 제2 입력(445)에서 추적 수신기(450)로의 제2 경로에 대한 경로(490)를 통해 제2 주파수에서 수신된 캘리브레이션 신호 사이의 위상 값(예를 들어, 위상 오프셋, 위상차)을 결정할 수 있다.

캘리브레이션 컴포넌트(453)는 제1 주파수에 대한 통신 신호들에 대한 위상 보정 값을 결정하기 위해 캘리브레이션 인자들의 세트와 함께, 통신 신호와 연관된 제1 주파수에 대한 위상 값 및 캘리브레이션 신호와 연관된 제2 주파수에 대한 위상 값을 사용할 수 있다. 일부 예들에서, 캘리브레이션 컴포넌트(453)는 도 2를 참조하여 설명된 추적 수신기(210)의 특징들, 특히 255, 265, 270 및 280에서의 특징들을 수행할 수 있다.

일부 예들에서, 제1 증폭기 컴포넌트(420), 제2 증폭기 컴포넌트(425), 또는 증폭기 컴포넌트(495) 중 하나 이상은 LNB들일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. LNB는 추가 처리를 위해 주파수를 하향 변환하고 신호를 증폭하는데 사용되는 디바이스일 수 있다. 일부 예들에서, LNB는 LNA, 하향 변환 믹서, 로컬 발진기 및 중간 주파수 증폭기일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. LNB는 위성으로부터 수신된 신호들을 증폭하고, 더 높은 주파수 신호들을 더 낮은 중간 주파수(IF) 신호들로 하향 변환할 수 있다. 일부 예들에서, 본 명세서에 설명된 기술들과 함께 LNB들의 사용은 위상 정합된 LNA들에 대한 필요성을 제거하고, 더 낮은 비용의 LNB들의 사용을 허용할 수 있다.

도 5a는 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 추적 수신기(500-a)의 예를 예시한다. 일부 예들에서, 추적 수신기(500-a)는 추적 수신기(350) 또는 추적 수신기(450)의 부분들 또는 양태들의 일 예일 수 있다.

일 예로서, 추적 수신기(500-a)는 합 입력(sum input)(521)(SUM)(제1 입력(330 또는 430)의 일 예일 수 있음), 차 입력(difference input)(531)(DIFF)(제2 입력(345 또는 445)의 일 예일 수 있음), 제1 아날로그-디지털(A/D) 변환기(541), 제2 A/D 변환기(551), 디지털 신호 프로세서(DSP)(505), 및 캘리브레이션 출력(571)을 포함할 수 있다. 제1 A/D 변환기(541)는 합 입력(521)과 DSP(505) 사이에 결합될 수 있다. 제1 A/D 변환기(541)는 합 입력(521)에서 수신된 신호를 합 디지털 신호(sum digital signal)로 변환하고, 합 디지털 신호를 DSP(505)에 제공하도록 구성될 수 있다. 제2 A/D 변환기(551)는 차 입력(531)과 DSP(505) 사이에 결합될 수 있다. 제2 A/D 변환기(551)는 차 입력(531)에서 수신된 신호를 차 디지털 신호(difference digital signal)로 변환하고, 차 디지털 신호를 DSP(505)에 제공하도록 구성될 수 있다. 캘리브레이션 출력(571)은 (예를 들어, 본 명세서에서 추가로 설명되는 제1 경로를 통해) 합 입력(521)에 결합될 수 있고, (예를 들어, 본 명세서에서 추가로 설명되는 제2 경로를 통해) 차 입력(531)에 결합될 수 있다. 추적 수신기(500-a)는 캘리브레이션 신호를 생성하고 캘리브레이션 출력(571)을 통해 캘리브레이션 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.

본 개시의 보다 상세한 양태들에서, DSP(505)는 합 입력(521)에 결합되고, 차 입력(531)에 결합된 캘리브레이션 신호로부터 초래되는 합 디지털 신호 및 차 디지털 신호에 기초하여 위상 보정 값(PC1)을 생성하도록 구성될 수 있다. DSP(505)는 위상 보정 값을 저장하도록 추가로 구성될 수 있다. 위상 보정 값은 합 디지털 신호와 차 디지털 신호의 위상차에 대응할 수 있다. 제1 캘리브레이션 신호 삽입 컴포넌트(도시되지 않음)는 캘리브레이션 출력(571)과 합 입력(521) 사이에 결합될 수 있고, 합 입력(521)과 제1 캘리브레이션 신호 삽입 컴포넌트 사이에 제1 신호 경로를 정의할 수 있다. 제2 캘리브레이션 신호 삽입 컴포넌트(도시되지 않음)는 캘리브레이션 출력(571)과 차 입력(531) 사이에 결합될 수 있고, 차 입력(531)과 제2 캘리브레이션 신호 삽입 컴포넌트 사이에 제2 신호 경로를 정의할 수 있다. 제1 신호 경로 및 제2 신호 경로는 각각의 신호 경로들을 따라서의 하나 이상의 컴포넌트들로 인해 상이한 위상 시프트들을 가질 수 있다. DSP(505)는 캘리브레이션 신호에 응답하여 제1 신호 경로와 제2 신호 경로 사이의 위상차에 기초하여 위상 보정 값(예를 들어, PC1)을 생성하도록 구성될 수 있다.

캘리브레이션 신호는 구성 가능한 DDS(direct digital synthesizer)(510)를 사용하여 DSP(505)에 의해 생성될 수 있다. DDS(510)는 디지털 캘리브레이션 신호를 디지털-아날로그 변환기(DAC)(520)로 출력한다. DAC(520)는 디지털 캘리브레이션 신호에 기초하여 캘리브레이션 출력(571)에서 캘리브레이션 신호를 출력한다. 이러한 캘리브레이션 신호는 위상 고정 루프(PLL) 및 전압 제어 발진기(VCO)(미도시)를 이용하여 생성될 수 있다. 두 개의 전압 제어 증폭기들(530 및 540)은 각각 A/D 변환기들(541 및 551)에 입력되는 신호의 레벨을 설정할 수 있다. 차동 위상 검출기(515)는 A/D 변환기들(541 및 551)에 의해 각각 출력된 디지털 합 신호와 디지털 차 신호 사이의 위상차(또는 위상 오프셋)를 검출한다. 차동 위상 검출기(515)는 검출된 위상차에 기초하여 위상 보정 값을 생성하고, 위상 보정 값을 위상 조정 로테이터(phase adjustment rotator)(560)에 제공한다. 도시된 예에서, 위상 조정 로테이터(560)는 이 예에서 디지털 차이 신호의 위상을 디지털 방식으로 조정한다. 보다 일반적으로, 디지털 합 신호의 위상 및/또는 디지털 차 신호의 위상은 두 신호를 위상 정합(또는 위상 정렬)하기 위해 위상 보정 값을 사용하여 조정될 수 있다. 조정된 디지털 차 신호는 조합(combination)/합(sum) 연산(570)에 의해 디지털 합 신호와 조합된다.

본 발명의 보다 구체적인 실시 예에서, 차 위상 검출기(515)는 복소 공액 곱셈(complex conjugate multiply) 및 복소 적분 덤프(complex integrate and dump)를 이용할 수 있다. 위상 오프셋의 순시 추정치(instantaneous estimate)는 복소 공액 곱셈을 사용하여 계산될 수 있다. 합 신호는 e^(jωt+θ1)에 의해 모델링될 수 있고, 차 신호는 e^(jωt+θ2)에 의해 모델링될 수 있다. 복소 공액 곱셈은 다음을 생성할 수 있다:

이러한 순시 위상 추정치는 복소 적분 덤프(complex integrate and dump)를 사용하여 평균화될 수 있다. 값들은 2^N개의 샘플들에 걸쳐 누적될 수 있고, 누적된 결과는 2^N으로 분할될 수 있다:

평균화된 복소수 결과는 위상 오프셋 값을 복원하기 위해 arctan 함수에 입력될 수 있다:

위상 조정 로테이터(560)는 디지털 차 신호를 위상 회전시켜 합 신호와 차 신호 간의 위상 오프셋을 제거할 수 있다. 위상 조정 로테이터(560)는 차 디지털 신호와 결과적인 위상 오프셋 값을 입력받아 위상 회전된 복소값을 출력한다.

일부 예들에서, 위상 캘리브레이션은 각각의 단계에서 연속파(CW) 톤(tone)들을 생성하고, 단계들 각각에서 위상 에러 캘리브레이션을 수행함으로써 추적 시스템의 동작 대역폭 내의 다수의 주파수들에서 수행될 수 있다. 단계들은 예를 들어, 위상 부정합의 미리 결정된 최대 값(예를 들어, 최악의 경우 시나리오에서 약 20도의 위상차)에 대응하도록 선택될 수 있다. 따라서, 단계들은 단계들 사이의 용이한 보간을 허용하도록 선택될 수 있다.

추적 피드와 통합된 추적 시스템(134)의 추적 수신기는 신호 경로들로의 캘리브레이션 신호의 주입을 사용하여 DSP(505)의 디지털 도메인에서 RF 신호 경로들의 위상 정합을 수행할 수 있다. 추적 시스템(134)의 추적 수신기는 위상 캘리브레이션을 수행하기 위해 캘리브레이션 신호를 발송 및 수신할 수 있다. 추적 모드 동안, 추적 시스템(134)의 추적 수신기는 또한 값비싼 rf 케이블들을 통한 아날로그 신호를 통해서보다는 디지털 신호들(예를 들어, 이더넷 메시지들)을 통해, 예를 들어, 도 2의 안테나 및 안테나 제어기 유닛(240)과 같은 ACU(도시되지 않음)에 추적 에러 신호를 출력할 수 있다.

이들 양태들은 시스템의 컴포넌트들에서 감소된 비용을 허용할 수 있다. 위상 정합된 LNA들은 더 이상 요구되지 않을 수 있고, 따라서 더 낮은 비용의 LNB들의 사용을 허용한다. 방위각/고도 스위치 제어 및 ACU 기능은 추적 시스템(134)의 추적 수신기 내로 이동될 수 있고, 따라서 추적 시스템(134)의 추적 수신기와 ACU 사이의 더 적은 케이블링을 필요로 한다. ACU 기능은 또한 추적 수신기, 예를 들어, 빈 통합(bin integration)으로 이동될 수 있다. 추적 시스템(134)의 추적 수신기의 DSP(505)에서 합 및 차 신호들을 정렬 및 조합하기 위해 캘리브레이션을 사용하는 것은 다수의 이점들을 제공할 수 있다. 예들로서, 그것은 DSP(505)에 위상 시프터(phaseshifter) 및 커플러를 생성함으로써 외부 위상 시프터 및 커플러를 제거할 수 있다. 또한, 추적 시스템(134)의 구성에서 인건비를 감소시킬 수 있다. 지연 및 위상이 특성화될 수 있지만, 합 채널과 차 채널 사이의 정합이 필요하지 않을 수 있다. 위상을 정합시키기 위해 케이블을 물리적으로 절단하는 것보다 위상을 특성화하거나 측정하는 것이 훨씬 더 쉽다.

도 5b는 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 안테나 시스템(500-b)의 일 예를 예시한다. 일부 예들에서, 안테나 시스템(500-b)는 지상국 안테나 시스템(131)의 부분들의 예일 수 있다. 안테나(545)는 중앙 피드 혼, 및 더 작은 피드 혼일 수 있는 4개의 주변 오프셋 안테나들(550-N)이거나 이를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 안테나(545)는 안테나(301) 및/또는 안테나(401)의 예일 수 있다.

오프셋 안테나들 중 2개(550-a 및 550-b)는 고도 추적을 위해 사용될 수 있고, 안테나 시스템(500-b) 위 및 아래에 위치될 수 있다. 오프셋 안테나들 중 2개(550-c 및 550-d)는 수평(방위각) 추적을 위해 사용될 수 있고, 안테나 시스템(500-b)의 우측 및 좌측에 위치될 수 있다.

안테나 시스템(500-b)은 안테나 보어사이트(boresite)에 정렬될 수 있는 반면, 오프셋 안테나들(550-N)은 보어사이트로부터 약간의 각도만큼 오프셋될 수 있다. 안테나 시스템(500-b)은 가장 큰 감도를 갖기 때문에 위성(또는 다른 신호 소스)으로부터 데이터를 획득하기 위해 사용될 수 있다. 안테나 시스템(500-b)으로부터의 합 신호는 위성에 대한 범위가 변할 때 일정한 오차 기울기를 유지하기 위해 오프셋 안테나들(550-N)로부터의 차 신호들을 정규화하는 데 사용될 수 있다. 범위로 인한 신호의 편차는 모든 안테나에 공통이므로, 합 신호(sum signal)들에 대하여 차 신호들을 정규화하는 것은 차이 경로 에러 기울기(difference path error slope)를 일정하게 유지한다. 오프셋 안테나들(550-N)로부터의 신호들은 추적 신호들을 생성하는데 사용된다.

도 5c는 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 안테나 시스템(500-c)의 일 예를 예시한다. 일부 예들에서, 안테나 시스템(500-c)는 지상국 안테나 시스템(131)의 부분들의 예일 수 있다. 안테나(555)는 (예를 들어, 주변 오프셋 안테나들이 없는) 중앙 피드 혼(central feed horn)이거나 이를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 안테나(555)는 안테나(301) 및/또는 안테나(401)의 예일 수 있다. 안테나(555)는 수직(고도) 추적 및 수평(방위각) 추적을 위한 추적 커플러 예컨대, 추적 커플러(403)에 결합될 수 있다.

안테나 시스템(500-c)을 통한 신호 경로들에 대한 주파수들의 세트의 각각의 주파수와 연관된 위상 시프트들(또는 위상 오프셋 또는 지연)의 특성화(characterization)는 본 명세서에서 추가로 설명되, 한 번, 예를 들어, 설치 동안 또는 직후에 행해질 수 있다. 일 예에서, 특성화는 실온에서 이루어질 수 있다. 다른 예들에서, 상이한 주변 온도들이 사용될 수 있다.

도 6은 본 명세서에 설명된 양태들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법들을 지원하는 지상국(630)의 예를 예시한다. 지상국(630)은 도 1 및 2를 참조하여 설명된 지상국(130 또는 230)의 컴포넌트들의 예일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 지상국(630)은 송신 및 수신을 위한 컴포넌트 그리고 통신들에서 수신된 데이터를 처리하기 위한 컴포넌트들을 포함하는, 양방향 통신들을 위한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 지상국(630)은 안테나(605), 트랜시버(610), 통신 관리기(615), 프로세서(620), 추적 시스템(640), 메모리(650), 및 네트워크 인터페이스(660)를 포함할 수 있다.

안테나(605)는 RF 신호들을 사용하여 위성들로부터 또는 위성들로 정보를 수신 또는 송신하도록 구성될 수 있다. 안테나(605)는 파라볼릭 안테나이거나 이를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 안테나(605)는 도 5b 및 5c들을 참조하여 설명된 안테나 시스템(500-b 또는 500-c)의 예일 수 있다. 신호들을 수신하기 위해, 안테나(605)는 안테나 피드가 신호들을 수신 체인(receive chain)으로 전달하는 초점으로 수신된 신호들을 반사할 수 있다. 신호들을 송신하기 위해, 안테나(605)는 초점에서 안테나 피드로부터 발원한 신호들을 반사할 수 있다.

트랜시버(610)는 다른 무선 트랜시버와 양방향으로 통신할 수 있다. 트랜시버(610)는 또한, 신호들을 변조하고, 변조된 신호들을 안테나(605)에 제공하기 위한 모뎀을 포함할 수 있다. 모뎀은 또한 안테나(605)로부터 수신된 신호들을 복조할 수 있다. 트랜시버(610) 및 안테나(605)는 수신기, 송신기, 또는 양자의 예일 수 있다.

프로세서(620)는 지능형 하드웨어 디바이스 (예를 들어, 범용 프로세서, DSP, CPU, 마이크로제어기, ASIC, FPGA, 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직 컴포넌트, 이산 하드웨어 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합)를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 프로세서(620)는 메모리 제어기를 사용하여 메모리 어레이를 동작시키도록 구성될 수 있다. 일부 다른 경우에, 메모리 제어기는 프로세서(620)에 통합될 수 있다. 프로세서(620)는 지상국(630)으로 하여금 다양한 기능들(예를 들어, 충돌 검출/경고를 위한 통신을 지원하는 기능들 또는 태스크들)을 수행하게 하기 위해 메모리(예를 들어, 메모리(650))에 저장된 컴퓨터 판독가능 명령어들을 실행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지상국(630) 또는 지상국(630)의 컴포넌트는 본 명세서에 설명된 다양한 기능들을 수행하도록 구성된 프로세서(620) 및 프로세서(620)에 결합된 메모리(650)를 포함할 수 있다.

메모리(650)는 RAM(random access memory) 및 ROM(read-only memory)을 포함할 수 있다. 메모리(650)는 컴퓨터 판독 가능하고 컴퓨터 실행 가능한 코드를 저장할 수 있다. 코드는, 프로세서(620)에 의해 실행될 때, 지상국(630)으로 하여금 본 명세서에 설명된 다양한 기능들을 수행하게 하는 명령어들을 포함할 수 있다. 코드(655)는 시스템 메모리 또는 다른 유형의 메모리와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 일부 경우들에서, 코드(655)는 프로세서(620)에 의해 직접 실행가능하지 않을 수 있지만, (예를 들어, 컴파일 및 실행되는 경우) 컴퓨터로 하여금 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하게 할 수 있다. 일부 경우들에서, 메모리(650)는, 다른 것들 중에서도, 주변 컴포넌트들 또는 디바이스들과의 상호작용과 같은 기본 하드웨어 또는 소프트웨어 동작을 제어할 수 있는 기본 I/O 시스템(BIOS)을 포함할 수 있다.

통신 관리기(communications manager)(615)는 위성 통신을 지원할 수 있다. 일부 예들에서, 통신 관리기(615)는 커버리지 영역에 걸쳐 있는 빔들을 형성하는 데 사용된다. 통신 관리기(615)는 또한 위성 빔들, 위성들 사이에서 사용자 단말을 핸드오버하거나 GEO 위성들 사이에서 비-GEO 위성들을 핸드오버하는 것과 같은 이동성 이벤트들을 핸들링하는데 사용될 수 있다. 통신 관리기(615)는 또한, 상이한 디바이스들에 대한 통신 자원들을 스케줄링하고, 위성 프로토콜에 따라 데이터 메시지들을 생성하고, 심볼들을 통신 자원들에 맵핑하는 데 사용될 수 있다.

일부 예들에서, 통신 관리기(615)는 트랜시버(610), 안테나(605), 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 또는 다른 방식으로 협력하여 다양한 동작들 (예를 들어, 수신, 모니터링, 송신)을 수행하도록 구성될 수 있다. 통신 관리기(615)가 별개의 컴포넌트로서 예시되지만, 일부 예들에서, 통신 관리기(615)를 참조하여 설명된 하나 이상의 기능들은 프로세서(620), 메모리(650), 코드(655), 또는 이들의 임의의 조합에 의해 지원되거나 또는 이들에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 코드(655)는 지상국(630)으로 하여금 본 명세서에 설명된 다수의 안테나 어레이들과의 렌즈 통신의 다양한 양태들을 수행하게 하기 위해 프로세서(620)에 의해 실행가능한 명령어들을 포함할 수 있거나, 또는 프로세서(620) 및 메모리(650)는 다른 식으로 그러한 동작들을 수행하거나 지원하도록 구성될 수 있다.

네트워크 인터페이스(660)는 다른 네트워크들(예를 들어, 인터넷, 셀룰러 네트워크들, 전화 네트워크들, 사설 네트워크들, 정부 네트워크들 등)에 정보를 발송하고 수신하도록 구성될 수 있다. 네트워크 인터페이스(660)는 메시지들을 하나의 프로토콜로부터 다른 프로토콜로(예를 들어, 위성 기반 프로토콜에서 인터넷 프로토콜로) 변환할 수 있다.

추적 시스템(640)은 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법들을 지원하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 추적 시스템(640)은 추적 수신기(642)의 제1 입력에서, 제1 경로를 통해 제1 주파수에서 제1 신호를 그리고 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 수신할 수 있다. 추적 시스템은 또한, 추적 수신기(642)의 제2 입력에서, 제2 경로를 통해 제1 주파수에서 제1 신호를 그리고 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 수신할 수 있다. 추적 시스템(640)은 제1 경로와 결합된 제1 커플러 및 제2 경로와 결합된 제2 커플러에 캘리브레이션 신호를 추가로 출력할 수 있다. 그런 다음, 추적 시스템(640)은 제2 주파수에서 제1 입력 및 제2 입력에서 수신된 캘리브레이션 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제2 주파수에 대한 제1 위상 값을 결정할 수 있다. 추적 시스템(640)은 다음으로, 제1 위상 값으로부터, 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 제1 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정할 수 있다. 제1 위상 오프셋은 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 제2 위상 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 추적 시스템(640)은 그 후 안테나(605)를 통해 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값을 생성할 수 있다.

일부 예들에서, 추적 수신기(642)는 상이한 주파수들에서 신호들을 같은 시간에 (예를 들어, 동시에) 수신하는데 사용될 수도 있는 다수의 수신기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 추적 수신기(642)는 제1 주파수에서 제1 신호에 대한 제1 수신기 및 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호에 대한 제2 수신기를 포함할 수 있다. 각각의 수신기는 수신기들의 온도, 구조, 설계 등의 차이들로 인해 수신 신호들의 위상에 상이하게 영향을 미칠 수 있다. 이와 같이, 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값은 제1 주파수에 대한 제1 수신기와 제1 주파수에 대한 제2 수신기 사이의 제2 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 이러한 제2 위상 오프셋은 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 일부 예들에서, 제1 수신기와 제2 수신기 사이의 제2 위상 오프셋은 지상국(630)의 설치 동안 또는 설치 후에 수행되는 특성화 동안 결정된 수신기 캘리브레이션 인자들에 기초할 수 있다. 일부 예들에서, 제2 위상 오프셋은 수신기 캘리브레이션 인자들로서 저장된 기울기 및 오프셋, 또는 온도, 또는 이들의 조합에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들로부터 결정될 수 있다.

추적 시스템(640)은 또한 특정 시간 간격들 동안(예를 들어, 주기적으로 또는 스케줄에 따라) 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 이와 같이, 추적 시스템(640)은 캘리브레이션을 수행하기 위한 시간 간격(예를 들어, 주기적 시간 간격)을 식별하고, 주기적 시간 간격에 따라 제1 주파수에서 안테나를 통해 수신된 제1 신호에 대한 업데이트된 위상 보정 값을 생성할 수 있다.

일부 예들에서, 추적 피드(tracking feed)는 제1 주파수에서 제1 신호를 수신하도록 구성된 안테나로부터 오프셋된 안테나들의 세트이거나 이와 결합될 수 있다. 안테나들의 세트는 제2 경로를 통해 제2 입력과 결합될 수 있다. 다른 예들에서, 안테나 피드는 제1 주파수에서 제1 신호를 수신하기 위해 제1 경로와 결합된 추적 커플러를 포함할 수 있다. 추적 커플러는 제2 경로를 통해 제2 입력과 결합될 수 있다.

추적 시스템(640)의 일부 예들에서, 지상국(630)은 수신기 캘리브레이션 인자들의 다수의 세트들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 (예를 들어, 제1 입력에서 안테나(605)로부터 추적 수신기(642)로의) 제1 경로와 연관될 수 있고, 제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 (예를 들어, 제3 입력에서 안테나(605)로부터 추적 수신기(642)로의) 제2 경로와 연관될 수 있다. 일부 예들에서, 제1 경로는 제1 유형의 편파 (예를 들어, 좌측 원형 편파)과 연관될 수 있고, 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제1 경로와 연관될 수 있다. 지상국(630)은 또한 제2 유형의 편파(예를 들어, 우측 원형 편파)을 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제2 경로와 연관될 수 있다. 일부 예들에서, 제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제1 경로와 제2 경로 사이의 차이들, 또는 제1 경로에 대한 제1 수신기와 제2 경로와 연관된 제2 수신기 사이의 차이들, 또는 양자 모두와 연관될 수 있다. 추적 수신기(642)는 제2 경로를 통해 제1 신호를 수신하기 위해 안테나(605)와 결합된 제3 입력을 포함할 수 있다.

추적 시스템(640)의 일부 예들에 따르면, 추적 수신기(642)는 캘리브레이션 출력으로부터 주파수들의 세트의 각각의 주파수에서 캘리브레이션 신호를 출력할 수 있다. 그런 다음, 추적 시스템(640)은 제1 입력 및 제2 입력에서 출력 캘리브레이션 신호들을 수신하고, 추적 수신기(642)의 제1 수신기와 연관된 제1 세트의 위상 값들을 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 제1 수신기는 제1 입력 및 제2 입력 둘 모두에 결합된다. 그런 다음, 추적 수신기(642)는 추적 수신기(642)의 제2 수신기와 연관된 제2 세트의 위상 값들을 결정할 수 있고, 제2 수신기는 또한 제1 입력 및 제2 입력 둘 모두에 결합된다. 그런 다음, 추적 수신기는 제1 세트의 위상 값들 및 제2 세트의 위상 값들에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 생성할 수 있다.

추적 시스템(640)의 일부 예들에서, 제1 세트의 위상 값들 및 제2 세트의 위상 값들에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 생성하는 것은 주파수의 함수로서 제1 세트의 위상 값들과 제2 세트의 위상 값들 사이의 차이를 피팅하는 제1 라인에 대한 제1 기울기 및 제1 오프셋을 결정하는 것 및 주파수의 함수로서 제1 세트의 위상 값들을 피팅하는 제2 라인에 대한 제2 기울기 및 제2 오프셋을 결정하는 것을 포함한다. 일부 예들에서, 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트는 적어도 제1 기울기, 제1 오프셋, 제2 기울기, 및 제2 오프셋을 포함한다.

일부 예들에서, 추적 시스템(640), 추적 수신기(642), 안테나 제어기 유닛(644), 통신 관리기(615), 트랜시버(610), 또는 이들의 다양한 조합들 또는 컴포넌트들은 하드웨어로(예를 들어, 통신 관리 회로부에서) 구현될 수 있다. 하드웨어는 본 개시에서 설명된 기능들을 수행하기 위한 수단으로서 구성되거나 달리 이를 지원하는 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드-프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 프로세서 및 프로세서와 결합된 메모리는 (예를 들어, 프로세서에 의해, 메모리에 저장된 명령어들을 실행함으로써) 본 명세서에서 설명된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다.

추가적으로 또는 대안으로, 일부 예들에서, 추적 시스템(640), 추적 수신기(642), 안테나 제어기 유닛(644), 통신 관리기(615), 트랜시버(610), 또는 이들의 다양한 조합들 또는 컴포넌트들은 프로세서(620)에 의해 실행되는 코드(655) (예를 들어, 통신 관리 소프트웨어 또는 펌웨어로서)로 구현될 수 있다. 프로세서(620)에 의해 실행되는 코드(655)로 구현되는 경우, 추적 시스템(640), 추적 수신기(642), 안테나 제어기 유닛(644), 통신 관리기(615), 트랜시버(610), 또는 이들의 다양한 조합들 또는 컴포넌트들의 기능들은 범용 프로세서, DSP, 중앙 처리 유닛(CPU), ASIC, FPGA, 또는 이들 또는 다른 프로그램가능 로직 디바이스들의 임의의 조합(예를 들어, 본 개시에서 설명된 기능들을 수행하기 위한 수단으로서 구성되거나 또는 달리 이를 지원하는)에 의해 수행될 수 있다.

도 7은 본 명세서에 개시된 예들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 방법(700)을 예시하는 순서도를 도시한다. 방법의 동작(700)은 본 명세서에 설명된 지상국, 예를 들어, 지상국(130, 230, 630) 또는 그의 컴포넌트들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 방법의 동작(700)은 지상국 트랜시버(135)(예를 들어, 보다 구체적으로 추적 시스템(134)), 추적 시스템(205)(예를 들어, 보다 구체적으로 추적 수신기(210)), 추적 수신기(350) 또는 추적 수신기(450)에 의해 수행될 수 있다. 일부 예들에서, 지상국(예를 들어, 보다 구체적으로 추적 시스템, 또는 추적 시스템의 추적 수신기)은 설명된 기능들을 수행하기 위해 디바이스의 기능 엘리먼트들을 제어하기 위한 명령어들의 세트를 실행할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 지상국은 특수 목적 하드웨어를 사용하여 설명된 기능들의 양태들을 수행할 수 있다.

(705)에서, 방법은 추적 수신기의 제1 입력에서, 제1 경로를 통해 제1 주파수에서 제1 신호를 그리고 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(705)는 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

(710)에서, 방법은 추적 수신기의 제2 입력에서, 제2 경로를 통해 제1 주파수에서 제1 신호를 그리고 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(710)은 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

(715)에서, 방법은 제1 경로와 결합된 제1 커플러 및 제2 경로와 결합된 제2 커플러에 캘리브레이션 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(715)는 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

(720)에서, 방법은 제2 주파수에서 제1 입력 및 제2 입력에서 수신된 캘리브레이션 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제2 주파수에 대한 제1 위상 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(720)은 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

(725)에서, 방법은, 제1 위상 값으로부터, 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 제1 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 제1 위상 오프셋은 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 동작(725)는 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

(730)에서, 방법은 제2 위상 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 예를 들어, 안테나를 통해 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(730)은 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

도 8은 본 명세서에 개시된 예들에 따라 지상국들을 캘리브레이션하기 위한 시스템들 및 방법을 지원하는 방법을 예시하는 순서도를 도시한다. 방법(800)의 동작은 본 명세서에 설명된 지상국, 예를 들어, 지상국(130, 230, 630) 또는 그의 컴포넌트들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 방법의 작업 800은 지상국 트랜시버(135)(예를 들어, 보다 구체적으로 추적 시스템(134)), 추적 시스템(205)(예를 들어, 보다 구체적으로 추적 수신기(210)), 추적 수신기(350) 또는 추적 수신기(450)에 의해 수행될 수 있다. 일부 예들에서, 지상국(예를 들어, 보다 구체적으로 추적 시스템, 또는 추적 시스템의 추적 수신기)은 설명된 기능들을 수행하기 위해 디바이스의 기능 엘리먼트들을 제어하기 위한 명령들의 세트를 실행할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 지상국은 특수 목적 하드웨어를 사용하여 설명된 기능들의 양태들을 수행할 수 있다.

(805)에서, 방법은 캘리브레이션 출력으로부터, 주파수들의 세트의 각각의 주파수에서 캘리브레이션 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(805)는 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

(810)에서, 방법은 제1 입력 및 제2 입력에서 출력 캘리브레이션 신호들을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(810)은 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

(815)에서, 방법은 추적 수신기의 제1 수신기와 연관된 제1 세트의 위상 값들을 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 제1 수신기는 제1 입력 및 제2 입력 둘 모두에 결합된다. 동작(815)는 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

(820)에서, 방법은 추적 수신기의 제2 수신기와 연관된 제2 세트의 위상 값들을 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 제2 수신기는 제1 입력 및 제2 입력 둘 모두에 결합된다. 동작(820)은 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

(825)에서, 방법은 제1 세트의 위상 값들 및 제2 세트의 위상 값들에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(825)는 본 명세서에 개시된 예들에 따라 수행될 수 있다.

이러한 방법들은 구현들의 예들을 설명하고, 동작들 및 단계들은 다른 구현들이 가능하도록 재배열되거나 다른 식으로 수정될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 일부 예들에서, 방법들 중 둘 이상으로부터의 양태들이 조합될 수 있다. 예를 들어, 방법들 각각의 양태들은 다른 방법들의 단계들 또는 양태들, 또는 본 명세서에 설명된 다른 단계들 또는 기술들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 방법(800)은 (예를 들어, 특성화 단계에서) 수행될 수 있고, 방법(900)은 (예를 들어, 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트를 사용하는 캘리브레이션 단계에서) 나중에 수행될 수 있다.

장치가 설명된다. 다음은 본 명세서에 설명된 장치의 양태들의 개요를 제공한다:

다음은 본 개시의 양태들의 개요를 제공한다:

양태 1 : 위성 통신 시스템에서의 사용을 위한 방법은 : 추적 수신기의 제1 입력에서, 제1 경로를 통해 제1 주파수에서 제1 신호를 그리고 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 수신하는 단계; 추적 수신기의 제2 입력에서, 제2 경로를 통해 제1 주파수에서 제1 신호를 그리고 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 수신하는 단계; 제1 경로와 결합된 제1 커플러 및 제2 경로와 결합된 제2 커플러에 캘리브레이션 신호를 출력하는 단계; 제2 주파수에서 제1 입력에서 및 제2 입력에서 수신된 캘리브레이션 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제2 주파수에 대한 제1 위상 값을 결정하는 단계; 제1 위상 값으로부터, 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 제1 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하는 단계 - 제1 위상 오프셋은 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정됨 -; 및 제2 위상 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값을 생성하는 단계를 포함한다.

양태 2: 양태 1의 방법은, 추적 수신기는 적어도 제1 주파수에서 제1 신호에 대한 제1 수신기 및 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호에 대한 제2 수신기를 포함하고; 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값은 제1 주파수에 대한 제1 수신기와 제1 주파수에 대한 제2 수신기 사이의 제2 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되고, 제2 위상 오프셋은 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다.

양태 3: 양태 2의 방법은, 기울기, 오프셋 및 온도에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들로부터 제2 위상 오프셋을 결정하는 단계를 더 포함한다.

양태 4: 양태 1 내지 3 중 어느 한 양태의 방법은, 제2 주파수가 제1 주파수와 상이한 것에 적어도 부분적으로 기초하여 캘리브레이션 출력을 위한 제2 주파수를 선택하는 단계를 더 포함한다.

양태 5: 양태 1 내지 4 중 어느 한 양태의 방법은, 캘리브레이션을 수행하기 위한 주기적 시간 간격을 식별하는 단계; 및 주기적 시간 간격에 따라 제1 주파수에서 수신된 제1 신호에 대한 업데이트된 위상 보정 값을 생성하는 단계를 더 포함한다.

양태 6: 양태 1 내지 5 중 어느 한 양태의 방법은, 추적 피드는 제1 주파수에서 제1 신호를 수신하도록 구성된 안테나로부터 오프셋된 안테나들의 세트를 포함하고, 안테나들의 세트는 제2 경로를 통해 제2 입력과 결합된다.

양태 7: 양태 1 내지 6 중 어느 한 양태의 방법은, 추적 피드는 제1 주파수에서 제1 신호를 수신하기 위해 안테나 및 제1 경로와 결합된 추적 커플러를 포함하고, 추적 커플러는 제2 경로를 통해 제2 입력과 결합된다.

양태 8: 양태 1 내지 7 중 어느 한 양태의 방법은, 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제1 경로와 연관되고; 제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제2 경로와 연관되고; 추적 수신기의 제3 입력은 제2 경로를 통해 제1 신호를 수신하기 위해 안테나와 결합된다.

양태 9: 양태 8의 방법은, 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제1 경로를 통해 추적 수신기에서 수신된 신호들에 대한 제1 유형의 편파(polarization)와 연관되고; 제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제2 경로를 통해 추적 수신기에서 수신된 신호들에 대한 제2 유형의 편파와 연관된다.

양태 10: 양태 1 내지 9 중 어느 한 양태의 방법은, 캘리브레이션 출력으로부터, 주파수들의 세트의 각각의 주파수에서 캘리브레이션 신호를 출력하는 단계; 제1 입력 및 제2 입력에서 출력 캘리브레이션 신호들을 수신하는 단계; 추적 수신기의 제1 수신기와 연관된 제1 세트의 위상 값들을 결정하는 단계 - 제1 수신기는 제1 입력 및 제2 입력 둘 모두에 결합됨 -; 추적 수신기의 제2 수신기와 연관된 제2 세트의 위상 값들을 결정하는 단계 - 제2 수신기는 제1 입력 및 제2 입력 둘 모두에 결합됨 -; 및 제1 세트의 위상 값들 및 제2 세트의 위상 값들에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 생성하는 단계를 더 포함한다.

양태 11: 양태 10의 방법은, 제1 세트의 위상 값들 및 제2 세트의 위상 값들에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 생성하는 단계는, 주파수의 함수로서 제1 세트의 위상 값들과 제2 세트의 위상 값들 사이의 차이를 피팅하는 제1 라인에 대한 제1 기울기 및 제1 오프셋을 결정하는 단계; 및 주파수의 함수로서 제1 세트의 위상 값들을 피팅하는 제2 라인에 대한 제2 기울기 및 제2 오프셋을 결정하는 단계를 포함하고, 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트는 적어도 제1 기울기, 제1 오프셋, 제2 기울기 및 제2 오프셋을 포함한다.

양태 12: 위성 통신 시스템에서 사용하기 위한 장치는 프로세서; 프로세서와 결합된 메모리; 및 메모리에 저장되고, 장치로 하여금 양태들 1 내지 11 중 어느 한 양태의 방법을 수행하게 하도록 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 포함한다.

양태 13: 위성 통신 시스템에서 사용하기 위한 장치는 양태들 1 내지 11 중 어느 한 양태의 방법을 수행하기 위한 적어도 하나의 수단을 포함한다.

양태 14: 위성 통신 시스템에서 사용하기 위한 코드를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 코드는 양태들 1 내지 11 중 어느 한 양태의 방법을 수행하도록 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 포함한다.

양태 15: 위성을 추적하기 위한 시스템은, 제1 주파수에서 제1 신호를 수신하도록 구성된 안테나, 추적 피드, 및 추적 수신기를 포함하고, 추적 수신기는, 제1 경로를 통해 제1 신호를 수신하도록 안테나와 결합된 제1 입력, 제2 경로를 통해 제1 신호를 수신하도록 추적 피드와 결합된 제2 입력, 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 출력하기 위한 캘리브레이션 출력 - 캘리브레이션 출력은 제1 커플러를 통해 제1 경로와 결합되고 제2 커플러를 통해 제2 경로와 결합됨 -, 및 제1 입력, 제2 입력, 및 캘리브레이션 출력과 결합된 캘리브레이션 컴포넌트를 포함하고, 캘리브레이션 컴포넌트는 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 저장하고, 제2 주파수에서 제2 입력에서 및 제1 입력에서 수신된 캘리브레이션 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 제2 주파수에 대한 제1 위상 값을 결정하고, 제1 위상 값으로부터, 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 제1 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하고 - 제1 위상 오프셋은 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정됨 -, 및 제2 위상 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값을 생성하도록 구성된다.

양태 16: 양태 15의 방법은, 추적 수신기는 적어도 제1 주파수에서 제1 신호에 대한 제1 수신기 및 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호에 대한 제2 수신기를 더 포함하고, 캘리브레이션 컴포넌트는 또한, 제1 주파수에 대한 제1 수신기와 제1 주파수에 대한 제2 수신기 사이의 제2 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하도록 구성되고, 제2 위상 오프셋은 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다.

양태 17: 양태 16의 시스템은, 캘리브레이션 컴포넌트는 기울기, 오프셋 및 온도에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자로부터 제2 위상 오프셋을 결정하도록 구성된다.

양태 18: 양태 15 내지 양태 17 중 어느 한 양태의 시스템은, 제2 주파수가 제1 주파수와 상이한 것에 적어도 부분적으로 기초하여 캘리브레이션 출력을 위한 제2 주파수를 선택하는 단계를 더 포함한다.

양태 19: 제15 양태 내지 제18 양태 중 어느 한 양태의 시스템은, 캘리브레이션 컴포넌트는 제2 주파수가 제1 주파수와 상이한 것에 적어도 부분적으로 기초하여 캘리브레이션 출력을 위한 제2 주파수를 선택하도록 추가로 구성된다.

양태 20: 양태 15 내지 양태 19 중 어느 한 양태의 시스템은, 캘리브레이션 컴포넌트는 캘리브레이션을 수행하기 위한 주기적 시간 간격을 식별하고, 주기적 시간 간격에 따라 제1 주파수에서 안테나를 통해 수신된 제1 신호에 대한 업데이트된 위상 보정 값을 생성하도록 추가로 구성된다.

양태 21: 양태 15 내지 양태 20 중 어느 한 양태의 시스템은, 추적 피드는 제1 주파수에서 제1 신호를 수신하도록 구성된 안테나로부터 오프셋된 안테나들의 세트를 포함하고, 안테나들의 세트는 제2 경로를 통해 제2 입력과 결합된다.

양태 22: 양태 15 내지 양태 21 중 어느 한 양태의 시스템은, 추적 피드는 제1 주파수에서 제1 신호를 수신하기 위해 안테나 및 제1 경로와 결합된 추적 커플러를 포함하고, 추적 커플러는 제2 경로를 통해 제2 입력과 결합된다.

양태 23: 양태 15 내지 양태 22 중 어느 한 양태의 시스템은, 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제1 경로와 연관되고, 제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제 3 경로와 연관되며, 추적 수신기의 제 3 입력은 제 3 경로를 통해 제1 신호를 수신하기 위해 안테나와 결합된다.

양태 24: 양태 23의 시스템은, 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제1 경로를 통해 추적 수신기에서 수신된 신호들에 대한 제1 유형의 편파와 연관되고, 제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제2 경로를 통해 추적 수신기에서 수신된 신호들에 대한 제2 유형의 편파와 연관된다.

양태 25: 양태 15 내지 양태 24 중 어느 한 양태의 시스템은, 제1 경로 상에 있고 안테나 및 추적 수신기의 제1 입력과 결합된 제1 증폭기 컴포넌트, 및 제2 경로 상에 있고 캘리브레이션 출력 및 제2 입력과 결합된 제2 증폭기 컴포넌트를 더 포함한다.

양태 26: 양태 25의 시스템은, 제1 증폭기 컴포넌트는 제1 저잡음 블록 다운변환기를 포함하고, 제2 증폭기 컴포넌트는 제2 저잡음 블록 다운변환기를 포함한다.

양태 27: 양태 25의 시스템은, 캘리브레이션 컴포넌트는 또한, 캘리브레이션 출력으로부터, 주파수들의 세트의 각각의 주파수에서 캘리브레이션 신호를 출력하고, 제1 입력 및 제2 입력에서 출력 캘리브레이션 신호들을 수신하고, 추적 수신기의 제1 수신기와 연관된 제1 세트의 위상 값들을 결정하고 - 제1 수신기는 제1 입력 및 제2 입력 둘 모두에 결합됨 -, 추적 수신기의 제2 수신기와 연관된 제2 세트의 위상 값들을 결정하고 - 제2 수신기는 제1 입력 및 제2 입력 둘 모두에 결합됨 -, 제1 세트의 위상 값들 및 제2 세트의 위상 값들에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 생성하도록 추가로 구성된다.

양태 28: 양태 27의 시스템은, 캘리브레이션 컴포넌트는, 주파수의 함수로서 제1 세트의 위상 값들과 제2 세트의 위상 값들 사이의 차이를 피팅하는 제1 라인에 대한 제1 기울기 및 제1 오프셋을 결정하고, 주파수의 함수로서 제1 세트의 위상 값들을 피팅하는 제2 라인에 대한 제2 기울기 및 제2 오프셋을 결정하도록 추가로 구성되고, 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트는 적어도 제1 기울기, 제1 오프셋, 제2 기울기, 및 제2 오프셋을 포함한다.

본 명세서에 설명된 정보 및 신호들은 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 사용하여 표현될 수 있다. 예를 들어, 설명 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 명령어들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수 있다.

본 명세서의 개시와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 블록들 및 모듈들은 범용 프로세서, DSP, ASIC, FPGA, 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합 (예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성) 으로서 구현될 수 있다.

본 명세서에 설명된 기능들은 하드웨어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터 판독가능 매체 상의 하나 이상의 명령어들 또는 코드로서 저장되거나 송신될 수 있다. 다른 예들 및 구현예들은 본 개시 및 첨부된 청구항들의 범위 내에 있다. 예를 들어, 소프트웨어의 특성으로 인해, 본 명세서에 설명된 기능들은 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 하드와이어링, 또는 이들 중 임의의 것의 조합들을 사용하여 구현될 수 있다. 기능들을 구현하는 특징부들은 또한 기능들의 부분들이 상이한 물리적 위치들에서 구현되도록 분산되는 것을 포함하여, 다양한 위치들에 물리적으로 위치될 수 있다.

컴퓨터 판독가능 매체는 한 장소로부터 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전송을 가능하게 하는 임의의 매체를 포함하는 비일시적 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체 둘 모두를 포함한다. 비일시적 저장 매체는 범용 또는 특수 목적 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체들은 RAM, ROM, 전기적으로 소거가능한 프로그래밍가능 판독 전용 메모리 (EEPROM), 플래시 메모리, 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리 (CDROM) 또는 다른 광학 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드 수단을 명령어들 또는 데이터 구조들의 형태로 반송 또는 저장하는데 사용될 수 있고 범용 또는 특수 목적 컴퓨터, 또는 범용 또는 특수 목적 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 비일시적 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 연결은 적절하게 컴퓨터 판독 가능 매체라고 지칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선(twisted pair), 디지털 가입자 라인(DSL), 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 송신되면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의에 포함된다. 본 명세서에서 사용되는 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 CD, 레이저 디스크, 광학 디스크, 디지털 다목적 디스크(DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크(disk)는 보통 자기적으로 데이터를 재생하는 반면, 디스크(disc)는 레이저로 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기의 조합들은 또한 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함된다.

청구항들을 포함하여 본 명세서에서 사용되는, 항목들의 리스트(예를 들어, "중 적어도 하나" 또는 "중 하나 이상"과 같은 문구가 서문인 항목들의 리스트)에서 사용되는 "또는"은 예를 들어, A, B 또는 C 중 적어도 하나의 리스트가 A 또는 B 또는 C 또는 AB 또는 AC 또는 BC 또는 ABC(즉, A 및 B 및 C)를 의미하도록 포괄적 리스트를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 사용되는, "에 기초하여"이라는 문구는 폐쇄된 조건들의 세트에 대한 참조로 해석되지 않을 것이다. 예를 들어, "조건 A에 기초하여"으로서 설명되는 예시적인 단계는 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 조건 A 및 조건 B 둘 모두에 기초할 수 있다. 다시 말해서, 본 명세서에서 사용되는, 문구 "에 기초하여"은 문구 "적어도 부분적으로 기초하여"과 동일한 방식으로 해석되어야 한다.

첨부된 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 또는 특징부들은 동일한 참조 라벨을 가질 수 있다. 또한, 대시(dash)에 의한 참조 라벨과 유사한 컴포넌트들을 구분하는 제2 라벨을 따름으로써, 동일한 유형의 다양한 컴포넌트들이 구분될 수 있다. 본 명세서에서 제1 참조 라벨만이 사용되는 경우, 설명은 제2 참조 라벨 또는 다른 후속 참조 라벨에 관계없이 동일한 제1 참조 라벨을 갖는 유사한 컴포넌트들 중 임의의 하나에 적용 가능하다.

첨부된 도면들과 관련하여 본 명세서에 설명된 설명은 예시적인 구성들을 설명하고, 구현될 수 있거나 청구항들의 범위 내에 있는 모든 예들을 나타내지는 않는다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "예시적인"은 "예, 예, 또는 예시로서 역할을 하는"을 의미하고, "다른 예들에 비해 선호되거나" "유리한" 것은 아니다. 상세한 설명은 설명된 기술들의 이해를 제공하기 위한 목적으로 특정 세부사항들을 포함한다. 그러나, 이러한 기술들은 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다. 일부 경우들에서, 잘 알려진 구조들 및 디바이스들은 설명된 예들의 개념들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 블록도 형태로 도시된다.

본 명세서에서의 설명은 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 만들거나 사용할 수 있도록 제공된다. 본 개시에 대한 다양한 수정예들은 당업자에게 용이하게 명백할 것이며, 본 명세서에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다른 변형예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 설명된 예들 및 설계들에 제한되지 않고, 본 명세서에 개시된 원리들 및 새로운 특징부들에 부합하는 가장 넓은 범위에 부여되어야 한다.

Claims (24)

1. 위성 추적 시스템(100)으로서,
   제1 주파수에서 제1 신호를 수신하도록 구성된 안테나(301, 401);
   추적 피드(tracking feed)(360, 460); 및
   추적 수신기(350, 450)를 포함하되, 상기 추적 수신기는,
   제1 경로를 통해 제1 신호를 수신하기 위해 상기 안테나와 결합된 제1 입력(330, 430);
   제2 경로를 통해 상기 제1 신호를 수신하기 위해 상기 추적 피드와 결합된 제2 입력(345, 445);
   제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 출력하기 위한 캘리브레이션 출력(340, 440) - 상기 캘리브레이션 출력(340, 440)은 제1 커플러(310, 410)를 통해 상기 제1 경로와 결합되고, 제2 커플러(365, 465)를 통해 상기 제2 경로와 결합됨 -; 및
   상기 제1 입력(330, 430), 상기 제2 입력(345, 445) 및 상기 캘리브레이션 출력과 결합된 캘리브레이션 컴포넌트(453, 353)를 포함하고, 상기 캘리브레이션 컴포넌트(453, 353)는,
   제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 저장하고;
   제2 주파수에서 상기 제1 입력(330, 430) 및 상기 제2 입력(345, 445)에서 수신된 상기 캘리브레이션 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제2 주파수에 대한 제1 위상 값을 결정하고;
   상기 제1 위상 값으로부터, 상기 제1 주파수와 상기 제2 주파수 사이의 제1 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하고 - 상기 제1 위상 오프셋은 상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정됨 -; 및
   상기 제2 위상 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값(phase correction value)을 생성하도록 구성된, 시스템(100).
2. 제1항에 있어서,
   상기 추적 수신기(350, 450)는 적어도 상기 제1 주파수에서 상기 제1 신호를 위한 제1 수신기(351, 451) 및 상기 제2 주파수에서 상기 캘리브레이션 신호를 위한 제2 수신기(352, 452)를 더 포함하고; 및
   상기 캘리브레이션 컴포넌트(353, 453)는 상기 제1 주파수에 대한 상기 제1 수신기(351, 451)와 상기 제1 주파수에 대한 제2 수신기(352, 452) 사이의 제2 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 주파수와 연관된 상기 제2 위상 값을 결정하도록 추가로 구성되고, 상기 제2 위상 오프셋은 상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되는, 시스템(100).
3. 제2항에 있어서, 상기 캘리브레이션 컴포넌트(353, 453)는 기울기, 오프셋 및 온도에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자로부터 상기 제2 위상 오프셋을 결정하도록 구성된, 시스템(100).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 컴포넌트(353, 453)는,
   상기 제2 주파수가 상기 제1 주파수와 상이한 것에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 캘리브레이션 출력에 대한 상기 제2 주파수를 선택하도록 추가로 구성된, 시스템(100).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 컴포넌트(353, 453)는,
   캘리브레이션을 수행하기 위한 주기적 시간 간격을 식별하는 단계; 및
   상기 주기적 시간 간격에 따라 상기 제1 주파수에서 안테나를 통해 수신된 상기 제1 신호에 대한 업데이트된 위상 보정 값을 생성하도록 추가로 구성된, 시스템(100).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추적 피드는 상기 제1 주파수에서 상기 제1 신호를 수신하도록 구성된 상기 안테나(301)로부터 오프셋된 안테나들의 세트(302-a, 302-b, 302-c, 302-d)를 포함하고, 상기 안테나들의 세트(302-a, 302-b, 302-c, 302-d)는 상기 제2 경로를 통해 상기 제2 입력(345)과 결합된, 시스템(100).
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추적 피드(460)는 제1 주파수에서 제1 신호를 수신하기 위해 상기 안테나(401) 및 상기 제1 경로와 결합된 추적 커플러(403)를 포함하고, 상기 추적 커플러(403)는 상기 제2 경로를 통해 상기 제2 입력(445)과 결합된, 시스템(100).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 상기 제1 경로와 연관되고;
   제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 제 3 경로와 연관되고; 및
   상기 추적 수신기의 제3 입력은 상기 제3 경로를 통해 상기 제1 신호를 수신하기 위해 상기 안테나(301, 401)와 결합된, 시스템(100).
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 상기 제1 경로를 통해 상기 추적 수신기에서 수신된 신호들에 대한 제1 유형의 편파(polarization)와 연관되고; 및
   제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 상기 제2 경로를 통해 상기 추적 수신기에서 수신된 신호들에 대한 제2 유형의 편파와 연관된, 시스템(100).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 경로 상에 있고, 상기 안테나(301, 401) 및 상기 추적 수신기(350, 450)의 제1 입력과 결합된 제1 증폭기 컴포넌트(320, 420); 및
    상기 제2 경로 상에 있고, 상기 캘리브레이션 출력(340, 440) 및 상기 제2 입력(345, 445)과 결합된 제2 증폭기 컴포넌트(325, 425)를 더 포함하는, 시스템(100).
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 증폭기 컴포넌트(320, 420)는 제1 저잡음 블록 다운변환기를 포함하고; 및
    상기 제2 증폭기 컴포넌트(325, 425)는 제2 저잡음 블록 다운변환기를 포함하는, 시스템(100).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 컴포넌트(353, 453)는,
    상기 캘리브레이션 출력(340, 440)으로부터, 주파수들의 세트의 각각의 주파수에서 캘리브레이션 신호를 출력하고;
    상기 제1 입력(330, 430) 및 상기 제2 입력(345, 445)에서 상기 출력 캘리브레이션 신호를 수신하고;
    상기 추적 수신기(350, 450)의 제1 수신기(351, 451)와 연관된 제1 세트의 위상 값들을 결정하고, - 상기 제1 수신기(351, 451)는 상기 제1 입력(330, 430) 및 상기 제2 입력(345, 445) 둘 모두에 결합됨-;
    상기 추적 수신기(350, 450)의 제2 수신기(352, 452)와 연관된 제2 세트의 위상 값들을 결정하고, - 상기 제2 수신기(352, 452)는 상기 제1 입력(330, 430) 및 상기 제2 입력(345, 445) 둘 모두에 결합됨 -; 및
    상기 제1 세트의 위상 값들 및 상기 제2 세트의 위상 값들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 생성하도록 추가로 구성된, 시스템(100).
13. 제12항에 있어서, 상기 캘리브레이션 컴포넌트는,
    주파수의 함수로서 상기 제1 세트의 위상 값들과 상기 제2 세트의 위상 값들 사이의 차이를 피팅(fitting)하는 제1 라인에 대한 제1 기울기 및 제1 오프셋을 결정하고; 및
    주파수의 함수로서 상기 제1 세트의 위상 값들에 피팅되는 제2 라인에 대한 제2 기울기 및 제2 오프셋을 결정하도록 추가로 구성되고;
    수신기 캘리브레이션 인자들의 세트는 적어도 상기 제1 기울기, 상기 제1 오프셋, 상기 제2 기울기, 및 상기 제2 오프셋을 포함하는, 시스템(100).
14. 위성 통신 시스템(100)에서 사용하기 위한 방법으로서,
    추적 수신기(350, 450)의 제1 입력(330, 430)에서, 제1 경로를 통해 제1 주파수에서 제1 신호를 그리고 제2 주파수에서 캘리브레이션 신호를 수신하는 단계;
    상기 추적 수신기(350, 450)의 제2 입력(345, 445)에서, 제2 경로를 통해 상기 제1 주파수에서 상기 제1 신호를 그리고 상기 제2 주파수에서 상기 캘리브레이션 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 경로에 결합된 제1 커플러(310, 410) 및 상기 제2 경로에 결합된 제2 커플러(365, 465)에 상기 캘리브레이션 신호를 출력하는 단계;
    상기 제2 주파수에서 상기 제1 입력(330, 430) 및 상기 제2 입력(345, 445)에서 수신된 상기 캘리브레이션 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제2 주파수에 대한 제1 위상 값을 결정하는 단계;
    상기 제1 위상 값으로부터, 상기 제1 주파수와 상기 제2 주파수 사이의 제1 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값을 결정하는 단계 - 상기 제1 위상 오프셋은 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정됨 -; 및
    상기 제2 위상 값에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제1 주파수에서 수신된 신호들에 대한 위상 보정 값을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 추적 수신기(350, 450)는 적어도 상기 제1 주파수에서 상기 제1 신호에 대한 제1 수신기(351, 451) 및 상기 제2 주파수에서 상기 캘리브레이션 신호에 대한 제2 수신기(352, 452)를 포함하고; 및
    상기 제1 주파수와 연관된 제2 위상 값은 상기 제1 주파수에 대한 상기 제1 수신기(351, 451)와 상기 제1 주파수에 대한 상기 제2 수신기(352, 452) 사이의 제2 위상 오프셋에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되고, 상기 제2 위상 오프셋은 상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되는, 방법.
16. 제15항에 있어서,
    기울기, 오프셋 및 온도에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들로부터 상기 제2 위상 오프셋을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 주파수가 상기 제1 주파수와 상이한 것에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 캘리브레이션 출력(340, 440)에 대한 상기 제2 주파수를 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
18. 제14항에 있어서,
    캘리브레이션을 수행하기 위한 주기적 시간 간격을 식별하는 단계; 및
    상기 주기적 시간 간격에 따라 상기 제1 주파수에서 수신된 상기 제1 신호에 대한 업데이트된 위상 보정 값을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
19. 제14항에 있어서, 상기 추적 피드(360, 460)는 안테나(301)와 연관되고, 상기 제1 주파수에서 상기 제1 신호를 수신하도록 구성된 안테나(301)로부터 오프셋된 안테나들의 세트(302-a, 302-b, 302-c, 302-d)를 포함하고, 상기 안테나들의 세트(302-a, 302-b, 302-c, 302-d)는 상기 제2 경로를 통해 상기 제2 입력과 결합된, 방법.
20. 제14항에 있어서, 상기 추적 피드는 상기 제1 주파수에서 상기 제1 신호를 수신하기 위해 상기 안테나(401) 및 상기 제1 경로와 결합된 추적 커플러(350, 450)를 포함하고, 상기 추적 커플러(350, 450)는 상기 제2 경로를 통해 상기 제2 입력(345, 445)과 결합된, 방법.
21. 제14항에 있어서,
    상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 상기 제1 경로와 연관되고;
    제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 상기 제2 경로와 연관되고; 및
    상기 추적 수신기의 제3 입력(335, 435)은 상기 제2 경로를 통해 상기 제1 신호를 수신하기 위해 상기 안테나와 결합된, 방법.
22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 상기 제1 경로를 통해 상기 추적 수신기(335, 435)에서 수신된 신호들에 대한 제1 유형의 편파와 연관되고; 및
    상기 제2 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들은 상기 제2 경로를 통해 상기 추적 수신기(350, 450)에서 수신된 신호들에 대한 제2 유형의 편파와 연관된, 방법.
23. 제14항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 출력(340, 440)으로부터, 주파수들의 세트의 각각의 주파수에서 캘리브레이션 신호를 출력하는 단계;
    상기 제1 입력 및 상기 제2 입력에서 상기 출력 캘리브레이션 신호들을 수신하는 단계;
    상기 추적 수신기(350, 450)의 제1 수신기와 연관된 제1 세트의 위상 값들을 결정하는 단계 - 상기 제1 수신기는 상기 제1 입력(330, 430) 및 상기 제2 입력(345, 445) 둘 모두에 결합됨 -;
    상기 추적 수신기(350, 450)의 제2 수신기(352, 452)와 연관된 제2 세트의 위상 값들을 결정하는 단계 - 상기 제2 수신기(352, 452)는 상기 제1 입력(330, 430) 및 상기 제2 입력(345, 445) 둘 모두에 연결됨 - ; 및
    상기 제1 세트의 위상 값들 및 상기 제2 세트의 위상 값들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 제1 세트의 위상 값들 및 상기 제2 세트의 위상 값들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 세트의 수신기 캘리브레이션 인자들을 생성하는 단계는,
    상기 제1 세트의 위상 값들과 상기 제2 세트의 위상 값들 사이의 차이를 주파수의 함수로서 피팅(fitting)하는 제1 라인에 대한 제1 기울기 및 제1 오프셋을 결정하는 단계; 및
    주파수의 함수로서 상기 제1 세트의 위상 값들을 피팅하는 제2 라인에 대한 제2 기울기 및 제2 오프셋을 결정하는 단계;를 포함하고,
    상기 수신기 캘리브레이션 인자들의 세트는 적어도 상기 제1 기울기, 상기 제1 오프셋, 상기 제2 기울기, 및 상기 제2 오프셋을 포함하는, 방법.

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