KR20230104914A - 저궤도 수집을 사용하는 다중 정적 합성 개구 레이더 - Google Patents
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Abstract
빔형성된 조명 빔들 및 다수의 수집 위성들을 사용하는 다중-정적 합성 개구가 설명된다. 조명 위성은 제1궤도에 있을 수 있으며 다수의 수집 위성들은 제2 궤도에 있을 수 있다. 조명 위성은 빔형성 매트릭스에 따라 안테나 어레이에서 상이한 빔 커버리지 영역들로 빔 신호들(예컨대, 변조된 데이터를 사용자 단말기들로 운반하는 통신 신호들)을 송신할 수 있다. 수집 위성들의 각각은 빔 신호들의 반사들을 수신할 수 있다. 수집 위성들에서 수신된 반사 신호들은 지리적 구역의 이미지를 얻기 위해 빔 신호들 및 빔 신호들을 송신하는데 사용되는 빔형성 매트릭스에 따라 처리될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 수집 위성들은 조명 위성을 통해 처리를 위해 수신 신호들을 중계할 수 있다.
Description
다음은 일반적으로 다중-궤도 위성 시스템과 관련되며 보다 구체적으로는 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더에 관한 것이다. 합성 개구 레이더는 레이더 조명기 또는 수신기의 다수의 위치들과 연관된 신호를 조합함으로써 공간 분해능을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 합성 개구 레이더의 사용은 과학적 또는 환경적 모니터링, 및 자산 또는 군사 정보에 대한 관심 오브젝트들의 움직임들의 감시를 포함한다.
설명된 기법들은 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 개선된 방법들, 시스템들, 디바이스들 및 장치들에 관한 것이다. 몇몇 예들에서, 조명 위성은 제1 궤도에 있을 수 있으며 다수의 수집 위성들은 제2 궤도에 있을 수 있다. 조명 위성은 빔형성된 통신 신호들과 같은 빔형성된 조명 신호들을 상이한 빔 커버리지 영역들로 송신할 수 있다. 수집 위성들의 각각은 빔형성된 조명 신호들의 반사들을 수신할 수 있다. 수집 위성들에서 수신된 반사 신호들은 지리적 영역의 이미지를 얻기 위해 빔형성된 조명 신호를 송신하는 데 사용되는 빔형성 매트릭스를 고려하여 처리될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 빔형성된 조명 신호들은 커버리지 영역들에서 사용자 단말기들을 위해 의도된 통신 신호들(예컨대, 변조된 데이터)을 운반할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 수집 위성들은 조명 위성을 통한 처리를 위해 수신 신호들을 중계할 수 있다.
도 1a는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하여 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 위성 시스템의 다이어그램을 보여준다.
도 1b는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 위성의 안테나 조립체를 예시한다.
도 1c는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 안테나 조립체의 피드 어레이 조립체를 예시한다.
도 2a 내지 2d는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 피드 어레이 조립체를 가진 안테나 조립체에 대한 안테나 특성들의 예들을 예시한다.
도 3a 및 3b는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역 위에 스팟 빔 커버리지 영역을 형성하기 위한 빔형성의 예를 예시한다.
도 4는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 수신 처리 시스템의 예를 예시한다.
도 5는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 합성 빔 커버리지 패턴의 예를 예시한다.
도 6은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기법들을 지원하는 디바이스를 포함하는 시스템의 다이어그램을 보여준다.
도 7은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기법들을 지원하는 프로세스 흐름을 보여준다.
도 8은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기법들을 지원하는 다중-정적 SAR 프로세서의 다이어그램을 보여준다.
도 9는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기법들을 지원하는 디바이스를 포함하는 시스템의 다이어그램을 보여준다.
도 10은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 방법을 예시하는 흐름도를 보여준다.
도 1b는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 위성의 안테나 조립체를 예시한다.
도 1c는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 안테나 조립체의 피드 어레이 조립체를 예시한다.
도 2a 내지 2d는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 피드 어레이 조립체를 가진 안테나 조립체에 대한 안테나 특성들의 예들을 예시한다.
도 3a 및 3b는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역 위에 스팟 빔 커버리지 영역을 형성하기 위한 빔형성의 예를 예시한다.
도 4는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 수신 처리 시스템의 예를 예시한다.
도 5는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 합성 빔 커버리지 패턴의 예를 예시한다.
도 6은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기법들을 지원하는 디바이스를 포함하는 시스템의 다이어그램을 보여준다.
도 7은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기법들을 지원하는 프로세스 흐름을 보여준다.
도 8은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기법들을 지원하는 다중-정적 SAR 프로세서의 다이어그램을 보여준다.
도 9는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기법들을 지원하는 디바이스를 포함하는 시스템의 다이어그램을 보여준다.
도 10은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 방법을 예시하는 흐름도를 보여준다.
본원에서 설명된 기법들에 따른 시스템은 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더의 다양한 예들을 지원할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 다중-정적 합성 개구 레이더의 조명 소스로서 통신 위성이 이용될 수 있다. 통신 위성은, 예를 들어, 정지 궤도(geostationary orbit)에 있을 수 있으며, 지구의 상이한 지역들로 향하는 다수의 비교적 좁은 스팟 빔들에 따라 송신하거나 또는 수신하는, 다중 스팟 빔 모드에서 동작할 수 있다. 조명 위성을 포함하는 위성 시스템은 위성에 탑재된 빔형성, 지상-기반 빔형성 또는 단-대-단 빔형성을 이용할 수 있다.
위성 시스템은 조명 위성과 상이한 궤도(예컨대, 저궤도)에 있을 수 있는, 다수의 수집 위성들을 포함할 수 있다. 조명 위성에 의해 송신된 조명 신호들은 오브젝트들 또는 다른 특징들을 포함하는 지구 표면에서 반사될 수 있으며 다중-정적 구성으로 수집 위성들에 의해 수신될 수 있다. 수집 위성들은 수신 신호들로부터의 정보(예컨대, 디지털 샘플들)를 하나 이상의 지상국들로 송신할 수 있다(예컨대, 직접 또는 조명 위성과 같은 하나 이상의 다른 위성들을 통해). 수신 신호들을 이미징하기 위한 개구는 수집 위성들 간의 공간적 관계 및 조명 위성의 조명된 지역 및 위치에 대한 수집 위성들의 상대적인 움직임을 포함하여 다수의 방향들로 반사된 신호들을 수신하는 수집 위상들의 수량에 의해 정의될 수 있다. 동일한 기간 동안 반사된 신호들을 나타내는 다수의 수집 위성들의 각각으로부터 다수의 샘플링된 신호들(예컨대, 다수의 빔 신호들을 나타냄)로부터의 다중-정적 데이터는 수집 위성들의 위치들의 차원들과 관련된 개구에 대한 지리공간(geospatial) 정보를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 다중-정적 개구는 조명 소스들의 각각에 대한 합성된 개구와 조합될 수 있다 (예컨대, 수집 위성들이 그것들의 궤도 경로를 가로지름에 따라). 지역(예컨대, 하나 이상의 빔 커버리지 영역들을 포함하는)에 대한 이미지는 반사된 신호들 및 빔 정보(예컨대, 빔 계수들, 빔 신호들)로부터 획득될 수 있다.
이러한 설명은 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기술들의 다양한 예들을 제공하며, 이러한 예들은 본원에서 설명된 원리들에 따른 예들의 범위, 적용 가능성 또는 구성에 대한 제한이 아니다. 오히려, 뒤이은 설명은 본원에서 설명된 원리들의 실시예들을 구현하기 위한 실행 가능한 설명을 당업자들에게 제공할 것이다. 요소들의 기능 및 배열에서 다양한 변화들이 이루어질 수 있다.
따라서, 본원에 개시된 예들에 따른 다양한 실시예들은 다양한 절차들 또는 구성요소들을 적절하게 생략하고, 대체하거나, 또는 부가할 수 있다. 예를 들어, 방법들은 설명된 것과 상이한 순서로 수행될 수 있으며, 다양한 단계들이 추가되고, 생략되거나 또는 조합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 특정 예들에 대해 설명된 양상들 및 요소들은 다양한 다른 예들로 조합될 수 있다. 다음의 시스템들, 방법들, 디바이스들, 및 소프트웨어는 개별적으로 또는 종합적으로 더 큰 시스템의 구성요소들일 수 있으며, 여기에서 다른 절차들이 우선하거나 또는 그것의 적용을 수정할 수 있다는 것을 또한 이해해야 한다.
도 1은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 위성 시스템(100)의 다이어그램을 보여준다. 위성 시스템(100)은 우주 세그먼트(101) 및 지상 세그먼트(102)를 포함하는 다수의 네트워크 아키텍처들을 사용할 수 있다. 우주 세그먼트(101)는 하나 이상의 위성들(120)을 포함할 수 있다. 지상 세그먼트(102)는 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(130)(예컨대, 게이트웨이 단말기들, 지상국들), 뿐만 아니라 네트워크 운영 센터(network operations center; NOC)들 또는 위성 및 게이트웨이 단말기 명령 센터들(도시되지 않음)과 같은 다른 중앙 처리 센터들 또는 디바이스들을 포함할 수 있다. 몇몇 예들에서, 지상 세그먼트(102)는 또한 위성(120)을 통해 통신 서비스가 제공되는 사용자 단말기들(150)을 포함할 수 있다.
다양한 예들에서, 위성(120)은 서비스 커버리지 영역에 위치된 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(130) 및/또는 다양한 사용자 단말기들(150) 간에 무선 통신을 지원하도록 구성될 수 있으며, 이는 몇몇 예들에서, 위성(120)의 기본 업무 또는 임무일 수 있다. 몇몇 예들에서, 위성(120)은 정지 궤도(GEO)에 배치될 수 있으며, 따라서 지상 디바이스들에 대한 그 궤도 위치는 비교적 고정되거나, 또는 동작 허용오차 또는 다른 궤도 윈도우 내에서(예컨대, 궤도 슬롯 내에서) 고정된다. 다른 예들에서, 위성(120)은 임의의 적절한 궤도(예컨대, 저궤도(LEO), 중궤도(MEO) 등)에서 동작할 수 있다.
위성(120)은, 위상 어레이 안테나 조립체(예컨대, 직접 방사 어레이(direct radiating array; DRA)), 위상 어레이 급전 반사판(phased array fed reflector; PAFR) 안테나, 또는 신호들(예컨대, 통신들 또는 방송 서비스, 또는 데이터 수집 서비스)의 수신 또는 송신을 위해 이 기술분야에 알려진 임의의 다른 메커니즘과 같은, 안테나 조립체(121)를 사용할 수 있다. 통신 서비스를 지원할 때, 위성(120)은 액세스 노드 단말기들(130)로부터 순방향 업링크 신호들(175)을 수신하며 하나 이상의 사용자 단말기들(150)로 순방향 다운링크 신호들(170)을 송신할 수 있다. 위성(120)은 또한 하나 이상의 사용자 단말기들(150)로부터 복귀(return) 업링크 신호(171)를 수신하며 복귀 다운링크 신호들(176)을 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(130)로 송신할 수 있다. 다양한 물리 계층 송신 변조 및 코딩 기술들이
액세스 노드 단말기들(130) 또는 사용자 단말기들(150)(예컨대, 적응형 코딩 및 변조(ACM)) 간의 신호들의 통신을 위해 위성(120)에 의해 사용될 수 있다.
안테나 조립체(121)는, 서비스 빔들, 위성 빔들, 또는 임의의 다른 적절한 용어로 달리 언급될 수 있는, 하나 이상의 빔형성된 스팟 빔들(125)을 통해 통신 또는 다른 신호 수신을 지원할 수 있다. 신호들은 스팟 빔들(125)의 공간 전자기 방사 패턴에 따라 안테나 조립체(121)를 통해 전달될 수 있다. 통신 서비스를 지원할 때, 스팟 빔(125)은, 또한 단일 편광과 연관될 수도 있는, 하나의 주파수 또는 연속 주파수 범위와 같은 단일 반송파를 사용할 수 있다. 몇몇 예들에서, 스팟 빔(125)은 사용자 스팟 빔 또는 사용자 빔으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 사용자 스팟 빔(125)은 위성(120)과 사용자 단말기들(150) 사이에서 하나 이상의 순방향 다운링크 신호들(170) 및/또는 하나 이상의 복귀 업링크 신호들(171)을 지원하도록 구성될 수 있다. 위성(120)과 액세스 노드 단말기들(130) 간의 통신은 게이트웨이 빔들로 또한 불리울 수 있는, 액세스 노드 스팟 빔들(도시되지 않음)을 통해 이루어질 수 있다.
스팟 빔(125)은 스팟 빔 커버리지 영역(126) 내에서, 타깃 디바이스들(예를 들어, 사용자 단말기들(150) 및/또는 액세스 노드 단말기들(130)) 간의 통신, 또는 다른 신호 수신을 지원할 수 있다. 스팟 빔 커버리지 영역(126)은 지상 또는 몇몇 다른 기준 표면상에 투사된 것으로서, 임계치(예컨대, 절대 임계치 또는 빔의 중심에 대한 임계치)를 초과한 스팟 빔(125)의 신호 전력, 신호-대-잡음 비(SNR), 또는 신호-대-간섭-더하기-잡음 비(SINR)를 가진 연관된 스팟 빔(125)의 전자기 방사 패턴의 영역에 의해 정의될 수 있다. 스팟 빔 커버리지 영역(126)은 임의의 적절한 서비스 영역(예컨대, 원형, 타원형, 육각형, 국소적, 지역적, 전국적)을 커버할 수 있으며 스팟 빔 커버리지 영역(126)에 위치된 임의의 수량의 타깃 디바이스들과의 통신 서비스를 지원할 수 있다. 다양한 예들에서, 공중 또는 수중 타깃 디바이스들과 같은 타깃 디바이스들은 스팟 빔(125) 내에 위치될 수 있지만, 스팟 빔 커버리지 영역(126)의 기준 표면(예컨대, 지상 표면, 육지 표면, 호수 또는 대양과 같은 수역의 표면, 또는 고도 또는 고지에서의 기준 표면일 수 있는, 기준 표면(160))에 위치되지 않을 수 있다.
통신 링크에 대한 빔형성은 중첩하는 네이티브 피드 요소 패턴들을 가진 하나 이상의 안테나 조립체들(121)의 다수의 피드 요소들에 의해 송신되고 및/또는 수신된 신호들의 신호 위상(또는 시간 지연), 및 때때로 신호 진폭을 조정함으로써 수행될 수 있다. 몇몇 예들에서, 몇몇 또는 모든 피드 요소들은 탑재된 빔형성(on-board beamforming; OBBF), 지상-기반 빔형성(ground-based beamforming; GBBF), 단-대-단 빔형성, 또는 다른 유형들의 빔형성의 다양한 예들을 가능하게 하도록 협력하는 구성 수신 및/또는 송신 피드 요소들의 어레이로서 배열될 수 있다.
위성(120)은 개개의 스팟 빔 커버리지 영역들(126)을 커버하는 다수의 빔형성된 스팟 빔들(125)을 지원할 수 있으며, 그 각각은 인접한 스팟 빔 커버리지 영역들(126)과 중첩하거나 또는 중첩하지 않을 수 있다. 예를 들어, 위성(120)은 임의의 수(예컨대, 수십, 수백, 수천)의 스팟 빔 커버리지 영역들(126)의 조합에 의해 형성되는 서비스 커버리지 영역(예컨대, 지역 커버리지 영역, 전국 커버리지 영역, 반구형 커버리지 영역)을 지원할 수 있다. 위성(120)은 하나 이상의 주파수 대역들, 및 그것의 임의의 수의 부대역들에 의해 통신 서비스를 지원할 수 있다. 예를 들어, 위성(120)은 ITU(International Telecommunications Union) Ku, K 또는 Ka-대역, C-대역, X-대역, S-대역, L-대역, V-대역 등에서의 동작들을 지원할 수 있다.
몇몇 예들에서, 서비스 커버리지 영역은 지상 송신 소스, 또는 지상 수신기가 위성(120)을 통해 통신 서비스에 참여할 수 있는(예컨대, 통신 서비스와 연관된 신호들을 송신 및/또는 수신함) 커버리지 영역으로서 정의될 수 있으며, 복수의 스팟 빔 커버리지 영역들(126)에 의해 정의될 수 있다. 몇몇 시스템들에서, 각각의 통신 링크에 대한 서비스 커버리지 영역(예컨대, 순방향 업링크 커버리지 영역, 순방향 다운링크 커버리지 영역, 복귀 업링크 커버리지 영역 및/또는 복귀 다운링크 커버리지 영역)은 상이할 수 있다. 서비스 커버리지 영역은 단지 위성(120)이 서비스 중일 때(예를 들어, 서비스 궤도에 있을 때)에만 활성일 수 있지만, 위성(120)은 안테나 조립체(121)의 물리적 구성요소들, 및 그것들의 상대적 위치들에 기초하는 네이티브 안테나 패턴을 가질 수 있다(예컨대, 갖도록 설계되거나 또는 구성될 수 있다). 위성(120)의 네이티브 안테나 패턴은 위성의 안테나 조립체(121)에 대한 에너지(예컨대, 안테나 조립체(121)로부터 송신되고 및/또는 그에 의해 수신되는 에너지)의 분포를 나타낼 수 있다.
몇몇 서비스 커버리지 영역들에서, 인접한 스팟 빔 커버리지 영역들(126)은 어느 정도 중첩할 수 있다. 몇몇 예들에서, 다중-색 (예를 들어, 2, 3 또는 4-색 재사용 패턴)이 사용될 수 있으며, 여기서 "색"은 직교 통신 리소스들(예를 들어, 주파수 리소스들, 편광 등)의 조합을 나타낸다. 4-색 패턴의 예에서, 중첩하는 스팟 빔 커버리지 영역들(126)은 각각 4개의 색들 중 하나를 할당받을 수 있으며, 각각의 색에는 주파수(예컨대, 주파수 범위 또는 범위들, 하나 이상의 채널들) 및/또는 신호 편광(예컨대, 우측 원형 편광(RHCP), 좌측 원형 편광(LHCP), 또는 그 외 직교 리소스들의 고유 조합이 할당될 수 있다. 중첩하는 영역들을 가진 각각의 스팟 빔 커버리지 영역들(126)에 상이한 색들을 할당하는 것은 이들 중첩하는 스팟 빔 커버리지 영역들(126)과 연관된 스팟 빔들(125) 사이의 간섭을 감소시키거나 제거할 수 있다(예컨대, 개개의 색들에 따라 개개의 스팟 빔들에 대응하는 송신들을 스케줄링함으로써, 개개의 색들에 따라 개개의 스팟 빔들에 대응하는 송신들을 필터링함으로써). 따라서 이들 주파수 및 안테나 편광의 조합들은 반복하는 비-중첩 "4-색" 재사용 패턴에서 재사용될 수 있다. 몇몇 예들에서, 통신 서비스는 더 많거나 또는 더 적은 색들을 사용함으로써 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 스팟 빔들(125) 간의 시간 공유 및/또는 다른 간섭 완화 기술들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 스팟 빔들(125)은 ACM, 간섭 소거, 시-공간 코딩 등과 같은 완화 기술을 사용하여 완화된 간섭을 갖고 동일한 리소스들(동일한 편광 및 주파수 범위)을 동시에 사용할 수 있다.
몇몇 예들에서, 위성(120)은 "굽은 파이프(bent pipe)" 위성으로 구성될 수 있다. 굽은 파이프 구성에서, 위성(120)은 신호들을 목적지로 재-송신하기 전에 수신된 반송파 신호들의 주파수 및 편광 변환을 수행할 수 있다. 몇몇 예들에서, 위성(120)은 (예컨대, GBBF에 의해) 비교적 작은 스팟 빔들(125)을 생성하는 데 사용되는 위상 어레이 안테나들을 갖고, 처리되지 않은 굽은 파이프 아키텍처를 지원할 수 있다. 위성(120)은 K개의 일반 경로들을 지원할 수 있으며, 각각의 경로는 임의의 순간에 순방향 경로 또는 복귀 경로로서 할당될 수 있다. 비교적 큰 반사기들은 반사기의 크기 및 안테나 피드 요소들의 수와 배치에 의해 설정된 제약들 내에서 스팟 빔들(125)의 다양한 패턴들을 만들기 위한 능력을 지원하는, 안테나 피드 요소들의 위상 어레이에 의해 조명될 수 있다. 위상 어레이 급전 반사기들은 업링크 신호들을 수신하는 것, 또는 다운링크 신호들을 송신하는 것, 또는 둘 모두를 위해 이용될 수 있다.
위성(120)은 지구의 상이한 지역들로 향하는 다수의 비교적 좁은 스팟 빔들(125)에 따라 송신하거나 또는 수신하는, 다중 스팟 빔 모드에서 동작할 수 있다. 이는 사용자 단말기들(150)의 다양한 좁은 스팟 빔들(125)로의 구분을 허용하거나, 또는 달리 송신되거나 또는 수신된 신호들의 공간적 분리를 지원할 수 있다. 몇몇 예들에서, 수신(Rx) 또는 송신(Tx) 위상 어레이들과 연관된 빔형성 네트워크들(BFN)은 동적일 수 있어서, Tx 스팟 빔들(125)(예컨대, 다운링크 스팟 빔들(125)) 및 Rx 스팟 빔들(125)(예컨대, 업링크 스팟 빔들(125))의 위치들의 움직임을 허용한다.
사용자 단말기들(150)은 위성(120)과 신호들을 통신하도록 구성된 다양한 디바이스들을 포함할 수 있으며, 이는 고정 단말기들(예컨대, 지상-기반 고정 단말기들) 또는 보트들, 항공기, 지상-기반 차량들 등 상에서의 단말기들과 같은 이동 단말기들을 포함할 수 있다. 사용자 단말기(150)는 위성(120)을 통해 데이터 및 정보를 전달할 수 있으며, 이는 액세스 노드 단말기(130)를 통해 네트워크 디바이스(141)와 같은 목적지 디바이스, 또는 네트워크(140)와 연관된 몇몇 다른 디바이스 또는 분산형 서버로의 전달들을 포함할 수 있다. 사용자 단말기(150)는 예를 들어, 디지털 비디오 브로드캐스팅-위성-2세대(DVD-S2), 마이크로파 액세스를 위한 월드와이드 상호운용성(WiMAX), 장기 진화(LTE) 또는 5세대(5G) 프로토콜과 같은 셀룰러 통신 프로토콜, 또는 케이블을 통한 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS) 표준들을 포함하는, 다양한 물리 계층 송신 변조 및 코딩 기술들에 따라 신호들을 전달할 수 있다.
액세스 노드 단말기(130)는 위성(120)으로/로부터 순방향 업링크 신호들(175)을 서비스하고 다운링크 신호들(176)을 반환할 수 있다. 액세스 노드 단말기들(130)은 또한 지상국들, 게이트웨이들, 게이트웨이 단말기들, 또는 허브들로서 알려질 수 있다. 액세스 노드 단말기 안테나 시스템(131)은 양방향 가능하고 위성(120)과 신뢰성 있게 통신하기 위해 적절한 송신 전력 및 수신 감도를 갖고 설계될 수 있다. 몇몇 예들에서, 액세스 노드 단말기들(130)은 위성(120) 방향에서의 높은 지향성 및 다른 방향에서의 낮은 지향성을 갖는 포물형 반사기를 포함할 수 있다. 액세스 노드 단말기들(130)은 다양한 대안적 구성들을 포함할 수 있으며 직교 편광들 간의 높은 격리, 동작 주파수 대역들에서의 높은 효율, 저 잡음 등과 같은 동작 특징들을 포함할 수 있다.
통신 서비스를 지원할 때, 액세스 노드 단말기(130)는 사용자 단말기들(150)로의 트래픽을 스케줄링할 수 있다. 대안적으로, 이러한 스케줄링은 위성 시스템(100)의 다른 부분들에서(예컨대, NOC 및/또는 게이트웨이 명령 센터를 포함할 수 있는 하나 이상의 네트워크 디바이스들(141)에서) 수행될 수 있다. 도 1에는 하나의 액세스 노드 단말기(130)가 도시되어 있지만, 본 개시에 따른 예들은 다수의 액세스 노드 단말기들(130)을 가진 통신 시스템들에서 구현될 수 있으며, 다수의 액세스 노드 단말기들의 각각은 서로 및/또는 하나 이상의 네트워크들(140) 또는 네트워크 디바이스들(141)에 결합될 수 있다.
위성(120)은 하나 이상의 액세스 노드 스팟 빔들을 통해 복귀 다운링크 신호들(176)을 송신하고 및/또는 순방향 업링크 신호들(175)을 수신함으로써 액세스 노드 단말기(130)와 통신할 수 있다. 액세스 노드 스팟 빔들은 각각 안테나 조립체(121)의 별개의 복귀 피드와 연관될 수 있거나(예컨대, GBBF), 또는 각각의 액세스 노드 스팟 빔은 안테나 조립체(121)의 다수의 피드들과 연관될 수 있다(예컨대, OBBF 또는 단-대-단 빔형성).
액세스 노드 단말기(130)는 네트워크(140)와 위성(120) 간에 인터페이스를 제공할 수 있으며, 몇몇 예들에서, 네트워크(140)와 하나 이상의 사용자 단말기들(150) 사이로 향하는 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)는 개개의 사용자 단말기들(150)로의 전달을 위해 데이터 및 정보를 포맷할 수 있다. 유사하게, 액세스 노드 단말기(130)는 위성(120)으로부터 신호들(예컨대, 하나 이상의 사용자 단말기들(150)에서 비롯되며 네트워크(140)를 통해 액세스 가능한 목적지로 향하는)을 수신하도록 구성될 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)는 또한 네트워크(140) 상에서의 송신을 위해 수신된 신호를 포맷할 수 있다.
네트워크(들)(140)는 임의의 유형의 네트워크일 수 있으며, 예를 들어 인터넷, 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크, 인트라넷, 광역 네트워크(WAN), 대도시 영역 네트워크(MAN), 근거리 네트워크(LAN), 가상 사설 네트워크(VPN), 가상 LAN(VLAN), 광섬유 네트워크, 하이브리드 파이버-동축 네트워크, 케이블 네트워크, 공중 스위칭 전화 네트워크(PSTN), 공중 스위칭 데이터 네트워크(PSDN), 공중 육상 이동 네트워크, 및/또는 본원에서 설명된 바와 같이 디바이스들 간의 통신들을 지원하는 임의의 다른 유형의 네트워크를 포함할 수 있다. 네트워크(들)(140)는 광학 링크들뿐만 아니라 유선 및 무선 연결들 모두를 포함할 수 있다. 네트워크(들)(140)는 동일한 위성(120)과 또는 상이한 위성들(120) 또는 다른 차량들과 통신할 수 있는 다른 액세스 노드 단말기들과 액세스 노드 단말기(130)를 연결할 수 있다.
하나 이상의 네트워크 디바이스(들)(141)는 액세스 노드 단말기들(130)과 결합될 수 있으며 위성 시스템(100)의 양상들을 제어할 수 있다. 다양한 예들에서, 네트워크 디바이스(141)는 액세스 노드 단말기들(130)과 함께 위치되거나 그렇지 않으면 근처에 있을 수 있으며, 또는 유선 및/또는 무선 통신 링크(들)를 통해 액세스 노드 단말기들(130) 및/또는 네트워크(들)(140)과 통신하는 원격 설치일 수 있다. 네트워크 디바이스들(141)은 빔형성에 대한(예컨대, OBBF, GBBF, 단-대-단 빔형성에 대한) 계수들을 생성하며 계수들을 적용하는(예컨대, GBBF 또는 단-대-단 빔형성에 대한) 것에 관련된 양상들을 수행할 수 있는, 빔형성 프로세서(135)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔형성 프로세서(135)는 빔 신호들에 적용될 계수들을 생성할 수 있으며, 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(130)로부터 송신될 액세스 노드 신호를 얻기 위해 빔 신호들에 계수들을 적용할 수 있고, 액세스 노드 신호들을 송신을 위해 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(130)에 제공할 수 있다.
위성(120)은 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 조명 소스로서 이용될 수 있다. 위성 시스템(100)은 또한 위성(120)과 다른 궤도에 있는 하나 이상의 수집 위성들(122)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 위성(120)은 GEO 위성일 수 있는 반면 수집 위성들(122)은 LEO 또는 MEO 위성일 수 있다. 위성(120)에 의해 송신된 조명 신호들(예를 들어, 순방향 다운링크 신호들(170))은 표면(160) 또는 오브젝트들(155)에서 반사될 수 있으며 다중-정적 구성으로 수집 위성(122)에 의해 수신될 수 있다. 즉, 동일한 조명 신호(예를 들어, 순방향 다운링크 신호들(170))는 하나 이상의 스팟 빔 커버리지 영역들(126)을 포함하는 동시 시야들을 갖는 상이한 궤도 슬롯들에서 수집 위성들에 의해 상이한 각도들로 반사 및 수신될 수 있다. 따라서, 각각의 포인트 및 시간에서, 수집 위성들(122)의 각각은 상이한 방향들로 반사된 동일한 신호를 샘플링할 수 있다. 또한, 수집 위성들(122)은 다수의 시간 인스턴트들에 걸쳐 신호를 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 수집 위성들(122)이 궤도 트랙을 횡단할 때, 그것들은 주어진 스팟 빔 커버리지 영역(126)으로부터 반사된 신호들(예컨대, 순방향 다운링크 신호들(170))의 여러 샘플들을 만들 수 있다. 따라서, 수신된 신호들을 이미징하기 위한 개구는 수집 위성들(122) 간의 공간적 관계 및 조명된 영역(예컨대, 주어진 스팟 빔 커버리지 영역(!26)) 및 조명 위성(120)에 대한 수집 위성들(122)의 상대적인 움직임을 포함하여 다수의 방향들로 반사된 신호의 샘플들을 수행하는 수집 위성들(122)의 수량에 의해 정의될 수 있다.
몇몇 경우들에서, 수집 위성들(122)은 수신된 신호들로부터의 정보(예를 들어, 디지털 샘플)를 하나 이상의 지상국들로 송신할 수 있다. 예를 들어, 수집 위성들(122)은 위성(120)을 통해 정보를 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(130)로 송신할 수 있다. 몇몇 경우들에, 수집 위성들(122)은 위성(120)에 의해 제공되는 통신 서비스와 연관된 통신 링크(172)에서 정보를 송신할 수 있다. 몇몇 경우들에, 통신 링크(172)에서 수집 위성들(122)에 의해 송신된 신호들은 수집 위성들(122)의 위치를 결정하기 위해 위성(120) 또는 액세스 노드 단말기들(130)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 통신 링크(172)는 위성(120)과 동기화되거나 또는 시간 스탬프 정보를 포함할 수 있으며, 수집 위성들(122)의 위치는 타이밍 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 위치는 타이밍 정보와 수집 위성들(122)의 알려진 궤도에 기초하여 결정될 수 있다.
몇몇 예들에서, 위성 시스템(100)은 조명을 위해 하나 이상의 위성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위성 시스템(100)은 각각이 스팟 빔들(125)을 송신하는, 다수의 GEO 위성들을 포함할 수 있으며, 다수의 GEO 위성들의 각각으로부터의 몇몇 스팟 빔들은 적어도 부분적으로 중첩한다. 동일한 영역을 조명하는 여러 GEO 위성들은 시간 및 공간 다이버시티를 통해 추가 정확도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 조명 신호는 제1 GEO 위성으로부터 송신되고 다수의 LEO 수집 위성들의 각각에 의해 수집될 수 있으며, 제2 조명 신호는 제2 GEO 위성으로부터 송신되고 다수의 LEO 수집 위성들의 각각에 의해 수집될 수 있다. 따라서, 교차-트랙 간섭계는 다수의 조명 및 수집 위성들에 의해 제공되는 긴 기준선 삼각 측량으로 인해 범위 및 방위각 정확도를 개선하는 데 사용될 수 있다. 더 큰 유효 개구는 합성된 개구보다 높은 정확도를 제공할 수 있으며, 추가로 조명 소스들의 각각에 대한 합성된 개구와 조합될 수 있다(예컨대, 수집 위성들이 궤도 경로를 횡단함에 따라). 다수의 조명 소스들은 또한 다수의 신호들의 상이한 각도들로의 동시 수신으로 인해 산란 타깃의 유효 단면을 증가시킬 수 있다.
조명을 위한 GEO 위성(120)의 사용은 또한 다른 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 많은 양의 전력(예컨대, 킬로와트 이상)이 합성 레이더 개구 조명 신호들의 송신을 위해 사용될 수 있다. 이는 송신을 위한 LEO 위성의 듀티 사이클을 짧은 버스트들 또는 궤도 주기의 일부로 제한할 수 있다. 반대로, GEO 통신 위성들은 일반적으로 훨씬 더 크며 지속적인 동작을 위해 설계된다. 따라서 조명 신호들을 송신하지 않는 LEO 수집 위성들(122)은 생산하기에 더 간단하고 경제적일 수 있다.
몇몇 경우들에서, 조명 위성(예컨대, GEO 위성(120))은 수집 위성들(122)에 의해 수신된 신호들의 주파수, 위상 또는 도착 시간을 결정하기 위해 사용되는 기준 신호(예를 들어, 비콘 신호)를 송신할 수 있다. 예를 들어, GEO 위성(120)은 빔 커버리지 영역들(126) 및 수집 위성들(122)을 가진 서비스 영역을 포함하는 광범위한 영역에 걸쳐 비콘 신호(180)를 송신할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 수집 위성들(122)은 반사된 빔 신호들(128)의 주파수, 위상, 또는 도착 시간을 결정하기 위해 비콘 신호(180)를 사용할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 수집 위성들(122)은 순방향 다운링크 신호들(170)을 수신하며(예컨대, 반사되기 직전) 반사된 빔 신호들(128)에 대한 주파수, 위상, 또는 도착 시간을 결정하기 위한 기준으로서 순방향 다운링크 신호들(170)을 사용할 수 있다.
몇몇 경우들에서, 빔 신호들(170)은 타이밍 및 위상 기준 정보를 포함하도록 변조될 수 있다. 예를 들어, 빔 신호들(170)은 다수의 타이밍 기간들의 각각에 시간 스탬프들을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 빔 신호들(170)은 반사된 신호들에서 위상 정보를 제공하도록 비콘 신호에서의 위상 기준 정보를 매칭시키기 위해 수집 위성들(122)에 의해 사용될 수 있는 위상 기준 심볼들과 같은 위상 기준 정보를 포함할 수 있다.
몇몇 경우들에서, 수집 위성들(122)은 반사된 신호들을 샘플링하고 샘플링된 신호들을 처리를 위해 다중-정적 SAR 프로세서(145)로 보낼 수 있다. 수집 위성들(122)은 샘플링된 신호를 GEO 위성(120)을 통해 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(130)로 송신할 수 있고, 이는 샘플링된 신호들을 네트워크 디바이스들(141)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 수집 위성(122-a)은 통신 링크(172-a)의 복귀 업링크에서 샘플링된 신호들을 송신할 수 있으며 수집 위성(122-b)은 통신 링크(172-b)의 복귀 업링크에서 샘플링된 신호들을 송신할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 위성(120)은 단-대-단 중계기일 수 있으며, 따라서 다수의 액세스 노드 단말기들(130)은 GEO 위성(120)의 송신/수신 경로의 개개의 하위집합들을 통해 샘플링된 신호들의 합성 신호를 각각 수신할 수 있다. 빔형성 프로세서(135)는 수집 위성으로부터 샘플링된 신호들을 획득하기 위해 (예컨대, 복귀 빔형성 매트릭스에 따라) 다중 액세스 노드 단말기(130)에서 수신된 합성 신호들을 조합할 수 있다. 빔형성 프로세서(135)는 샘플링된 신호들을 처리를 위해 다중-정적 SAR 프로세서(145)로 보낼 수 있다.
다중-정적 SAR 프로세서(145)는 주어진 기간 동안 하나 이상의 수집 위성들(122)의 각각으로부터 샘플링된 신호들을 수신하며, 각각의 반사된 빔 신호에 대한 지리공간 정보를 결정하기 위해, 내장된 타이밍 및 위상 정보(예컨대, 비콘 신호에 기초하여 결정된 수집 위성으로부터의 위상 정보와 조합하여) 및 알려진 빔 신호 정보를 사용할 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(145)는 수집 위성들의 위치들의 차원들과 관련된 개구에 대한 지리공간 정보를 결정하기 위해 동일한 기간 동안 반사된 신호들을 나타내는 다수의 수집 위성들의 각각으로부터의 다수의 샘플링된 신호들(다중 빔 신호들을 나타내는)로부터 다중-정적 데이터를 합성할 수 있다. 몇몇 예들에서, 다중-정적 SAR 프로세서(145)는 증가된 분해능 및 정확도를 위한 다중-정적 및 합성 개구를 획득하기 위해 다수의 수집 위성들, 다중 빔 신호들로부터, 및 시간 기간들에 걸친 정보를 조합할 수 있다. 별개로 도시되어 있지만, 다중-정적 SAR 프로세서(145)는 네트워크 디바이스들(141)과 함께 포함되거나 또는 같은 장소에 배치될 수 있다.
도 2a는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 위성(120)의 안테나 조립체(121)를 예시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 안테나 조립체(121)는 피드 어레이 조립체(127) 및 전자기 신호들(예를 들어, 인바운드 전자기 신호들(280))이 원거리 소스로부터 수신될 때 집중되는 초점 구역(123)을 갖도록 성형된 반사기(122)를 포함할 수 있다. 유사하게, 초점 구역(123)에 위치한 피드 어레이 조립체(127)에 의해 방출된 신호는 반사기(122)에 의해 나가는 평면파(예를 들어, 아웃바운드 전자기 신호들(280))로 반사될 것이다. 피드 어레이 조립체(127) 및 반사기(122)는 피드 어레이 조립체(127)의 복수의 피드 요소들(128)의 각각에 대한 네이티브 피드 요소 패턴들의 합성에 의해 형성된 네이티브 안테나 패턴과 연관될 수 있다.
위성(120)은 본원에 설명된 바와 같이, 위성(120)이 서비스 궤도에 있을 때 안테나 조립체(121)의 네이티브 안테나 패턴에 따라 동작할 수 있다. 네이티브 안테나 패턴은 피드 어레이 조립체(127)의 피드 요소들(128)의 패턴, 반사기(122)에 대한 피드 어레이 조립체(127)의 상대적 위치 (예를 들어, 초점 오프셋 거리(129), 또는 초점 위치에서의 부족) 등에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 네이티브 안테나 패턴은 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역과 연관될 수 있다. 본원에 설명된 안테나 조립체들(121)은 안테나 조립체(121)의 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역으로 특정 서비스 커버리지 영역을 지원하도록 설계될 수 있으며, 다양한 설계 특성들이 계산적으로(예컨대, 분석 또는 시뮬레이션에 의해) 결정되며 및/또는 실험적으로(예컨대, 안테나 테스트 범위에서 또는 실제 사용에서) 측정될 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)는 반사기(122)와 반사기(122)의 초점 구역(123) 사이에 위치된다. 구체적으로, 피드 어레이 조립체(127)는 초점 구역(123)으로부터 초점 오프셋 거리(129)에 위치된다. 따라서, 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)는 반사기(122)에 대하여 디포커싱된 위치에 위치될 수 있다. 도 2a에서 직접 오프셋 피드 어레이 조립체(127)로서 예시되어 있지만, 전방 피드 어레이 조립체(127), 뿐만 아니라 2차 반사기(예컨대, 카세그레인(Cassegrain) 안테나 등)의 사용, 또는 반사기(122)가 없는 구성(예컨대, DRA)을 포함한, 다른 유형들의 구성들이 사용될 수 있다.
도 2b는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)를 예시한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 피드 어레이 조립체(127)는 신호들(예컨대, 통신 서비스와 연관된 신호들, 위성(120)의 구성 또는 제어와 연관된 신호들, 데이터 수집 또는 센서 배열의 수신된 신호들)을 전달하기 위해 다수의 피드 요소들(128)을 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 피드 요소(128)는 수신 안테나 요소, 송신 안테나 요소, 또는 송신 및 수신 모두를 지원하도록 구성된 안테나 요소(예컨대, 트랜시버 요소)를 나타낼 수 있다. 수신 안테나 요소는 전자기 신호를 전기 신호로 변환하는 물리적 트랜듀서(예컨대, 라디오 주파수(RF) 트랜듀서)를 포함할 수 있으며, 송신 안테나 요소는 전기 신호에 의해 여기될 때 전자기 신호를 방출하는 물리적 트랜듀서를 포함할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 동일한 물리적 트랜듀서가 송신 및 수신을 위해 사용될 수 있다.
피드 요소들(128)의 각각은, 예를 들어 피드 혼(feed horn), 편광 트랜듀서(예를 들어, 상이한 편광들을 가진 2개의 조합된 요소들로서 기능할 수 있는 격막 편광 혼), 다중-포트 다중-대역 혼(예컨대, 이중 편광 LHCP/RHCP를 가진 이중 대역 20GHz/30GHz), 캐비티-장착 슬롯, 역-F, 슬롯형 도파관, Vivaldi, Helical, 루프, 패치, 또는 임의의 다른 구성의 안테나 요소 또는 상호연결된 서브-요소들의 조합을 포함할 수 있다. 피드 요소들(128)의 각각은 또한 RF 신호 트랜듀서, 저잡음 증폭기(LNA), 또는 전력 증폭기(PA)를 포함하거나, 또는 달리 그것과 결합될 수 있으며, 주파수 변환, 빔형성 처리 등과 같은 다른 신호 처리를 수행할 수 있는 위성(120)에서의 트랜스폰더들과 결합될 수 있다.
반사기(122)는 피드 어레이 조립체(127)와 하나 이상의 타깃 디바이스들(예를 들어, 사용자 단말기들(150), 액세스 노드 단말기들(130)) 또는 오브젝트들(예를 들어, 지형 특징들, 차량들, 건물들, 공중 오브젝트들) 간에 신호들을 반사하도록 구성될 수 있다. 피드 어레이 조립체(127)의 각각의 피드 요소(128)는 개개의 네이티브 피드 요소 패턴과 연관될 수 있으며, 이는 투영된 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역과 연관될 수 있다(예컨대, 지상 표면, 평면, 또는 반사기(122)로부터의 반사 후 체적 상에 투영된 바와 같이). 다중-피드 안테나에 대한 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들의 모음은 네이티브 안테나 패턴으로 불리울 수 있다. 피드 어레이 조립체(127)는 임의의 적절한 배열(예컨대, 선형 어레이, 아치형 어레이, 평면 어레이, 벌집형 어레이, 다면체 어레이, 구형 어레이, 타원형 어레이, 또는 그것의 조합들)로 배열될 수 있는, 임의의 수의 피드 요소들(128)(예컨대, 수십, 수백, 수천 등)을 포함할 수 있다. 피드 요소들(128)은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 육각형, 및 기타과 같은 다양한 형태들을 갖는 포트들 또는 개구들을 가질 수 있다.
도 3a, 3b, 4a, 및 4b는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 피드 어레이 조립체(127-a)를 갖는 안테나 조립체(121-a)에 대한 안테나 특성들의 예들을 예시한다. 안테나 조립체(121-a)는 주어진 위치로부터의 수신된 송신들을 복수의 피드 요소들(128-a)로 확산시키거나, 또는 피드 요소(128-a)로부터 송신된 전력을 비교적 큰 영역에 걸쳐 확산시키거나, 또는 둘 모두인 조건에서 동작할 수 있다.
도 3a는 피드 어레이 조립체(127-a)의 피드 요소들(128-a)과 연관된 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a)의 다이어그램(201)을 보여준다. 구체적으로, 다이어그램(201)은 피드 요소들(128-a-1, 128-a-2, 128-a-3)과 각각 연관되는 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a-1, 210-a-2, 210-a-3)을 예시한다. 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a)은 개개의 피드 요소들(128)의 각각과 연관된 공간 방사 패턴을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 피드 요소(128-a-2)가 송신 중일 때, 송신된 전자기 신호들은 반사기(122-a)에서 반사될 수 있으며, 일반적으로 원추형 네이티브 피드 요소 패턴(210-a-2)으로 전파될 수 있다(피드 요소(128) 및/또는 반사기(122)의 특성들에 의존하여 다른 형태들이 가능할지라도). 안테나 조립체(121-a)에 대해 3개의 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a)이 도시되어 있지만, 안테나 조립체(121)의 피드 요소들(128)의 각각은 개개의 네이티브 피드 요소 패턴(210)과 연관된다. 안테나 조립체(121-a)와 연관된 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a) (예컨대, 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a-1, 210-a-2, 210-a-2), 및 예시되지 않은 다른 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a))의 합성은 네이티브 안테나 패턴(220-a)으로 불리울 수 있다.
피드 요소들(128-a)의 각각은 또한 기준 표면(예컨대, 지면 또는 수면, 고도에서의 기준 표면, 또는 몇몇 다른 기준 평면 또는 표면) 상에서 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a)의 투영을 나타내는, 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211-a)(예컨대, 피드 요소들(128-a-1, 128-a-2, 128-a-3)과 각각 연관되는 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a-1, 211-a-2, 211-a-3))과 연관될 수 있다. 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211)은 다양한 디바이스들(예컨대, 액세스 노드 단말기들(130) 및/또는 사용자 단말기들(150))이 개개의 피드 요소(128)에 의해 송신된 신호들을 수신할 수 있는 영역을 나타낼 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211)은 다양한 디바이스들로부터의 송신들이 개개의 피드 요소(128)에 의해 수신될 수 있는 영역을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a-1, 211-a-2, 211-a-3) 내에 위치된 관심 영역(230-a)에 위치된 디바이스는 피드 요소들(128-a-1, 128-a-2, 128-a-3)에 의해 송신된 신호들을 수신할 수 있으며 피드 요소들(128-a-1, 128-a-2, 128-3-3)에 의해 수신된 송신들을 가질 수 있다. 안테나 조립체(121-a)와 연관된 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a) (예를 들어, 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a-1, 211-a-2, 211-a-2), 및 예시되지 않은 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a))의 합성은 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역(221-a)으로 불리울 수 있다.
피드 어레이 조립체(127-a)는 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a) 및 그에 따라 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a)이 대체로 중첩하도록 반사기(122-a)에 대하여 디포커싱된 위치에서 동작할 수 있다. 그러므로 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역(221-a)에서 각각의 위치는, 관심 포인트로의 송신들 또는 관심 포인트로부터의 수신들이 복수의 피드 요소들(128)을 이용할 수 있도록 복수의 피드 요소들(128)과 연관될 수 있다. 다이어그램(201)은 치수에 비례하여 그려지지 않았으며 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)은 일반적으로 각각 반사기(122-a)보다 훨씬 크다는 것을 이해해야 한다.
도 3b는 관심 포인트(230-a)로부터 송신들(240-a)에 대한 안테나 조립체(121-a)의 신호 수신을 예시하는 다이어그램(202)을 보여준다. 관심 포인트(230-a)로부터의 송신들(240-a)은 전체 반사기(122-a), 또는 반사기(122-a)의 몇몇 부분을 조명할 수 있으며, 그 후 반사기(122-a)의 형태 및 반사기(122-a) 상에서의 송신(240)의 입사각에 따라 피드 어레이 조립체(127-a)로 포커싱되고 그것으로 향해진다. 피드 어레이 조립체(127-a)는 송신(240-a)이 복수의 피드 요소들(128)(각각이 관심 포인트(230-b)를 포함하는, 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211-a-1, 211-a-2 및 211-a-3)와 연관된, 피드 요소들(128-a-1, 128-a-2 및 128-a-3))에 포커싱될 수 있도록 반사기(122-a)에 대하여 디포커싱된 위치에서 동작할 수 있다.
도 4a는 제로 오프셋 각(235-a)으로부터 측정된 각도를 참조하여, 피드 어레이 조립체(127-a)의 3개의 피드 요소들(128-a)과 연관된 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필들(250-a)의 다이어그램(203)을 보여준다. 예를 들어, 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필들(250-a-1, 250-a-2, 250-a-3)은 피드 요소들(128-a-1, 128-a-2, 128-a-3)과 각각 연관될 수 있으며, 그러므로 네이티브 피드 요소 패턴들(210-a-1, 210-a-2, 210-a-3)의 이득 프로필들을 나타낼 수 있다. 다이어그램(203)에 도시된 바와 같이, 각각의 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필(250)의 이득은 피크 이득으로부터 어느 한 방향으로 오프셋된 각도들에서 감쇄될 수 있다. 다이어그램(203)에서, 빔 윤곽 레벨(255-a)은 안테나 조립체(121-a)를 통해 통신 서비스 또는 다른 수신 또는 송신 서비스를 지원하기 위해 원하는 이득 레벨(예를 들어, 원하는 정보 레이트를 제공하기 위해)을 나타낼 수 있으며, 이는 그러므로 개개의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a)(예컨대, 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a-1, 211-a-2, 211-a-3))의 경계를 정의하기 위해 사용될 수 있다. 빔 윤곽 레벨(255-a)은 예를 들어, 피크 이득으로부터의 -1dB, -2dB, 또는 -3dB 감쇄를 나타낼 수 있거나, 또는 절대 신호 세기, SNR 레벨, 또는 SINR 레벨에 의해 정의될 수 있다. 3개의 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필들(250-a)이 도시되어 있지만, 다른 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필들(250-a)이 다른 피드 요소들(128-a)과 연관될 수 있다.
다이어그램(203)에 도시된 바와 같이, 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필들(250-a)의 각각은 빔 윤곽 레벨(255-a)을 초과한 상당한 부분의 이득 프로필에 대해 또 다른 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필(250-a)과 교차할 수 있다. 따라서, 다이어그램(203)은 피드 어레이 조립체(127)의 다수의 피드 요소들(128)이 특정 각도에서(예컨대, 네이티브 안테나 패턴(220-a)의 특정 방향에서) 신호 통신을 지원할 수 있는 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필들(250)의 배열을 예시한다. 몇몇 예들에서, 이러한 조건은 피드 어레이 조립체(127)의 피드 요소들(128), 또는 높은 정도의 중첩을 가진 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)을 갖는 것으로 불리울 수 있다.
도 4b는 피드 어레이 조립체(127-a)의 여러 피드 요소들(128)(예컨대, 피드 요소들(128-a-1, 128-a-2, 128-a-3)를 포함함)의 이상적인 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)의 2-차원 어레이를 예시하는 다이어그램(204)을 보여준다. 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)은 기준 표면(예컨대, 통신 위성으로부터 떨어진 평면, 지상으로부터 어느 정도 떨어진 평면, 몇몇 고도에서의 구면, 지상 표면 등)에 대하여 예시될 수 있으며, 추가적으로 기준 표면에 인접한 체적(예컨대, 기준 표면과 통신 위성 간의 대체로 원추형 체적, 기준 표면 아래 체적 등)을 포함할 수 있다. 다수의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a)은 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역(221-a)을 공동으로 형성할 수 있다. 8개의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-a)이 예시되어 있지만, 피드 어레이 조립체(127)는 각각 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211)과 연관되는, 임의의 수량의 피드 요소들(128)(예컨대, 8보다 적거나 또는 8보다 많은)을 가질 수 있다.
각각의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211)의 경계는 빔 윤곽 레벨(255-a)에서 개개의 네이티브 피드 요소 패턴(210)에 대응할 수 있으며, 각각의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211)의 피크 이득은 'x'로 지정된 위치(예컨대, 개개의 네이티브 피드 요소 패(210) 또는 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211)의 공칭 정렬 또는 축)를 가질 수 있다. 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211a-1, 211-a-2, 211-a-3)은 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필들(250-a-1, 250-a-2 및 250-a-3)과 연관된 네이티브 피드 요소 패턴들의 투영에 대응할 수 있으며, 여기에서 다이어그램(203)은 다이어그램(204)의 섹션 평면(260-a)을 따르는 네이티브 피드 요소 패턴 이득 프로필들(250)을 예시한다.
네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)은 커버리지 영역들이 단순함을 위해 원형으로 도시되기 때문에 본원에서 이상적인 것으로 불리운다. 그러나, 다양한 예들에서 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211)은 원형이 아닌 몇몇 형태(예컨대, 타원형, 육각형, 직사각형 등)일 수 있다. 따라서, 타일형 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)은 다이어그램(204)에 도시된 것보다 서로 더 많이 중첩할 수 있다(예컨대, 몇몇 경우들에서, 3보다 많은 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)이 중첩할 수 있음).
피드 어레이 조립체(127-a)가 반사기(122-a)에 대하여 디포커싱된 위치에 위치되는 조건을 나타낼 수 있는 다이어그램(204)에서, 각각의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211)의 상당한 부분(예컨대, 대부분)이 인접한 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211)과 중첩한다. 서비스 커버리지 영역(예컨대, 안테나 조립체(121)의 복수의 스팟 빔들의 총 커버리지 영역) 내의 위치들은 2개 이상의 피드 요소들(128)의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역(211) 내에 위치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 조립체(121-a)는 2개 이상의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)이 중첩하는 영역이 최대화되도록 구성될 수 있다. 몇몇 예들에서, 이러한 조건은 또한 높은 정도의 중첩을 가진, 피드 어레이 조립체(127)의 피드 요소들(128), 또는 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)을 갖는 것으로 불리울 수 있다. 8개의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)이 예시되어 있지만, 피드 어레이 조립체(127)는 유사한 방식으로 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)과 연관된 임의의 수량의 피드 요소들(128)을 가질 수 있다.
몇몇 경우들에서, 단일 안테나 조립체(121)는 사용자 단말기들(150) 또는 액세스 노드 단말기들(130) 사이에서 신호를 송신하고 수신하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예들에서, 위성(120)은 신호들을 수신하고 신호를 송신하기 위한 별개의 안테나 조립체들(121)을 포함할 수 있다. 위성(120)의 수신 안테나 조립체(121)는 위성(120)의 송신 안테나 조립체(121)와 동일하거나 또는 유사한 서비스 커버리지 영역을 가리킬 수 있다. 따라서, 수신을 위해 구성된 안테나 피드 요소들(128)에 대한 몇몇 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)은 자연스럽게 송신을 위해 구성된 피드 요소(128)에 대한 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)에 대응할 수 있다. 이들 경우들에서, 수신 피드 요소들(128)은 그것들의 대응하는 송신 피드 요소들(128)과 유사한 방식으로(예컨대, 상이한 피드 어레이 조립체들(127)의 유사한 어레이 패턴들을 갖고, 신호 처리 하드웨어로의 유사한 배선 및/또는 회로 연결들을 갖고, 유사한 소프트웨어 구성들 및/또는 알고리즘들을 갖고 등) 매핑되어, 송신 및 수신 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)에 대한 유사한 신호 경로들 및 처리를 산출할 수 있다. 그러나, 몇몇 경우들에서, 수신 피드 요소들(128)과 송신 피드 요소들(128)을 다른 방식들로 매핑하는 것이 유리할 수 있다.
높은 정도의 중첩을 가진 복수의 네이티브 피드 요소 패턴들(210)은 하나 이상의 스팟 빔들(125)을 제공하기 위해 빔형성에 의해 조합될 수 있다. 스팟 빔(125)에 대한 빔형성은 중첩하는 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)을 가진 하나 이상의 피드 어레이 조립체들(127)의 다수의 피드 요소들(128)에 의해 송신되고 및/또는 수신된 신호들의 신호 위상 또는 시간 지연, 및/또는 신호 진폭을 조정함으로써 수행될 수 있다. 이러한 위상 및/또는 진폭 조정은 피드 요소 신호들에 빔 가중치들(예를 들어, 빔형성 계수들)을 적용하는 것으로 불리울 수 있다. 송신들(예컨대, 피드 어레이 조립체(127)의 송신 피드 요소들(128)로부터의)을 위해, 송신될 신호들의 상대적 위상들, 및 때때로 진폭들이 조정되며, 따라서 피드 요소들(128)에 의해 송신된 에너지는 원하는 위치에서(예컨대, 스팟 빔 커버리지 영역(126)의 위치에서) 보강 중첩할 것이다. 수신(예컨대, 피드 어레이 조립체(127)의 수신 피드 요소들(128) 등에 의해)을 위해, 피드 요소들(128)에 의해 원하는 위치로부터(예컨대, 스팟 빔 커버리지 영역(126)의 위치에서) 수신된 에너지가 주어진 스팟 빔 커버리지 영역(126)에 대해 보강 중첩하도록 수신된 신호들의 상대적 위상들, 및 때때로 진폭들이 조정된다(예컨대, 동일한 또는 상이한 빔 가중치들을 적용함으로써).
용어, 빔형성은 송신, 수신, 또는 둘 모두에 관계없이, 빔 가중치들의 적용을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 빔 가중치들 또는 계수들을 계산하는 것은 통신 채널 특성들의 직접적 또는 간접적 발견을 수반할 수 있다. 빔 가중치 계산 및 빔 가중치 적용의 프로세스들은 동일하거나 다른 시스템 구성요소들에서 수행될 수 있다. 적응형 빔형성기들은 빔 가중치들 또는 계수들을 동적으로 계산하는 것을 지원하는 기능을 포함할 수 있다.
스팟 빔들(125)은 상이한 빔 가중치들을 적용함으로써 조향되고, 선택적으로 형성되며, 및/또는 달리 재구성될 수 있다. 예를 들어, 활성 네이티브 피드 요소 패턴들(210) 또는 스팟 빔 커버리지 영역들(126)의 수량, 스팟 빔들(125)의 형태 크기, 네이티브 피드 요소 패턴들(210) 및/또는 스팟 빔들(125)의 상대적 이득, 및 다른 파라미터들은 시간에 따라 달라질 수 있다. 안테나 조립체들(121)은 비교적 좁은 스팟 빔들(125)을 형성하기 위해 빔형성을 이용할 수 있으며, 개선된 이득 특성들을 가진 스팟 빔들(125)을 형성할 수 있을 것이다. 좁은 스팟 빔들(125)은 예를 들어, 송신된 또는 수신된 신호들 간의 간섭을 피하기 위해 또는 수신된 신호들의 공간적 분리를 식별하기 위해 하나의 빔 상에서 송신된 신호들이 다른 스팟 빔들(125) 상에서 송신된 신호들과 구별되도록 허용할 수 있다.
몇몇 예들에서, 좁은 스팟 빔들(125)은 더 큰 스팟 빔들(125)이 형성될 때보다 주파수 및 편광이 더 큰 정도로 재사용되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 좁게 형성되는 스팟 빔들(125)은 중첩하지 않는 비-연속 스팟 빔 커버리지 영역들(126)을 통해 신호 통신을 지원할 수 있지만, 중첩하는 스팟 빔들(125)은 주파수, 편광, 또는 시간에서 직교하게 할 수 있다. 몇몇 예들에서, 더 작은 스팟 빔들(125)의 사용에 의한 더 많은 재사용은 송신되고 및/또는 수신되는 데이터의 양을 증가시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 빔형성은 스팟 빔(125)의 더 큰 부분을 통해 더 높은 빔 이득을 허용할 수 있는 빔 에지에서 더 급격한 이득 롤 오프(roll off)를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 빔형성 기술들은 주어진 양의 시스템 대역폭에 대해 더 높은 주파수 재사용 및/또는 더 큰 시스템 용량을 제공할 수 있을 것이다.
몇몇 위성들(120)은 피드 요소들(128)의 어레이를 통해 송신되고 및/또는 수신된 신호들을 전자적으로 조향하기 위해 OBBF를 사용할 수 있다(예컨대, 위성(120)에서 피드 요소 신호들에 빔 가중치들을 적용함). 예를 들어, 위성(120)은 위상 어레이 MFPB(multi-feed per beam) 탑재 빔형성 능력을 가질 수 있다. 몇몇 예들에서, 빔 가중치들은 지상-기반 계산 센터에서(예를 들어, 액세스 노드 단말기(130)에서, 네트워크 디바이스(141)에서, 통신 서비스 관리기에서)에서 계산되며 그 후 위성(120)으로 송신될 수 있다. 몇몇 예들에서, 빔 가중치들은 사전-구성되거나 또는 달리 탑재 애플리케이션을 위해 위성(120)에서 결정될 수 있다.
몇몇 경우들에서, 스팟 빔들(125)을 형성하기 위해 사용되는 각각의 피드 요소(128)의 위상 및 이득을 제어하기 위해 위성(120)에 상당한 처리 능력이 수반될 수 있다. 이러한 처리 능력은 위성(120)의 복잡성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 몇몇 경우들에서, 위성(120)은 위성(120)의 복잡도를 감소시키기 위해 GBBF와 함께 동작할 수 있지만 좁은 스팟 빔들(125)을 전자적으로 형성하는 이점을 여전히 제공한다. 몇몇 예들에서, 빔 가중치들 또는 계수들은 관련 시그널링을 위성(120)으로 송신하기 전에 지상 세그먼트(102)에서(예컨대, 하나 이상의 지상국들에서) 적용될 수 있으며, 이는 다른 신호 처리 중에서, 다양한 시간, 주파수, 또는 공간 다중화 기술들에 따라 지상 세그먼트(102)에서 피드 요소 신호들을 다중화하는 것을 포함할 수 있다. 그에 따라 위성(120)은 이러한 시그널링을 수신하고, 몇몇 경우들에서 역다중화하며, 지상 세그먼트(120)에 적용된 빔 가중치들에 적어도 부분적으로 기초하는 송신 스팟 빔들(125)을 형성하기 위해 개개의 안테나 피드 요소들(128)을 통해 연관된 피드 요소 신호들을 송신할 수 있다. 몇몇 예들에서, 위성(120)은 개개의 안테나 피드 요소들(128)을 통해 피드 요소 신호를 수신하며, 수신된 피드 요소 신호들을 지상 세그먼트(102)(예컨대, 하나 이상의 지상국들)로 송신할 수 있고, 이는 다른 신호 처리 중에서 다양한 시간, 주파수 또는 공간 다중화 기술들에 따라 위성(120)에서 피드 요소 신호들을 다중화하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 지상 세그먼트(102)는 이러한 시그널링을 수신하고, 몇몇 경우들에서, 역다중화하며, 개개의 스팟 빔들(125)에 대응하는 스팟 빔 신호들을 생성하기 위해 수신된 피드 요소 신호들에 빔 가중치들을 적용할 수 있다.
다른 예로, 본 개시에 따른 위성 시스템(100)은 다양한 단-대-단 빔형성 기술들을 지원할 수 있으며, 이는 단-대-단 중계기로서 동작하는 위성(120) 또는 다른 차량을 통해 단-대-단 스팟 빔들(125)을 형성하는 것과 연관될 수 있다. 예를 들어, 위성(120)은 수신 피드 요소와 송신 피드 요소 사이에 각각 결합되는, 다수의 송신/수신 신호 경로들(예컨대, 트랜스폰더들)을 포함할 수 있다. 단-대-단 빔형성 시스템에서, 빔 가중치들은 지상 세그먼트(102)의 중앙 처리 시스템(CPS)(예컨대, 빔형성 프로세서(135))에서 계산될 수 있으며, 단-대-단 가중치들은 위성(120)보다는, 지상 세그먼트(102) 내에서 적용될 수 있다. 단-대-단 스팟 빔들(125) 내의 신호들은 위성 액세스 노드(SAN)들일 수 있는 액세스 노드 단말기들(130)의 어레이에서 송신 및 수신될 수 있다. 임의의 적절한 유형의 단-대-단 중계기가 단-대-단 빔형성 시스템에서 사용될 수 있으며, 상이한 유형들의 액세스 노드 단말기들(130)이 상이한 유형들의 단-대-단 중계기들과 통신하기 위해 사용될 수 있다.
CPS 내의 단-대-단 빔형성기는 다음을 설명하는 단-대-단 빔 가중치들의 하나의 세트를 계산할 수 있다: (1) 단-대-단 중계기까지의 무선 신호 업링크 경로들; (2) 단-대-단 중계기를 통한 송신/수신 신호 경로들; 및 (3) 단-대-단 중계기로부터 아래로의 무선 신호 다운링크 경로들. 빔 가중치들은 매트릭스로서 수학적으로 표현될 수 있다. 몇몇 예들에서, OBBF 및 GBBF 위성 시스템들은 안테나 조립체(121) 상에서 피드 요소들(128)의 수에 의해 설정된 빔 가중치 벡터 차원들을 가질 수 있다. 대조적으로, 단-대-단 빔 가중 벡터들은 단-대-단 중계기 상에서의 피드 요소들(128)의 수가 아닌, 액세스 노드 단말기들(130)의 수에 의해 설정된 차원들을 가질 수 있다. 일반적으로, 액세스 노드 단말기들(130)의 수는 단-대-단 중계기 상에서의 피드 요소들(128)의 수와 동일하지 않다. 뿐만 아니라, 형성된 단-대-단 스팟 빔들(125)은 단-대-단 중계기의 송신 또는 수신 피드 요소들(128)에서 종료되지 않는다. 오히려, 단-대-단 스팟 빔들(125)이 업링크 신호 경로들, 중계 신호 경로들(위성(120) 또는 다른 적절한 단-대-단 중계기를 통하는), 및 다운링크 신호 경로들을 가질 수 있으므로, 형성된 단-대-단 스팟 빔들(125)은 효과적으로 중계될 수 있다.
단-대-단 빔형성 시스템이 사용자 링크 및 피더 링크(feeder link) 둘 모두, 뿐만 아니라 단-대-단 중계기를 고려할 수 있기 때문에, 특정한 방향으로 원하는 단-대-단 스팟 빔들(125)(예컨대, 순방향 스팟 빔들(125) 또는 복귀 스팟 빔들(125))을 형성하기 위해 단지 단일 세트의 빔 가중치들만이 요구된다. 따라서, 단-대-단 순방향 빔 가중치들의 일 세트는 단-대-단 순방향 스팟 빔들(125)을 형성하도록 조합하기 위해 액세스 노드 단말기들(130)로부터 송신된 신호들이 순방향 업링크를 지나, 단-대-단 중계기를 지나, 순방향 다운링크를 지나는 것을 야기한다. 반대로, 복귀 사용자들로부터 복귀 업링크를 지나, 단-대-단 중계기를 지나 송신되는 신호들, 및 복귀 다운링크는 단-대-단 복귀 스팟 빔들(125)을 형성하기 위해 적용된 단-대-단 복귀 빔 가중치들을 가진다. 몇몇 조건들 하에서, 업링크 및 다운링크의 특성들을 구별하는 것은 어렵거나 또는 불가능할 수 있다. 따라서, 형성된 피더 링크 스팟 빔들(125), 형성된 스팟 빔 방향성, 및 개개의 업링크 및 다운링크 반송파 대 간섭 비(C/I)는 더 이상 시스템 설계에서 종래의 역할을 하지 않을 수 있지만, 업링크 및 다운링크 신호-대-잡음 비(Es/No) 및 단-대-단 C/I의 개념들은 여전히 관련이 있을 수 있다.
도 5A 및 도 5B는 본원에서 개시된 바와 같이 예들에 따라 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역(221-b) 위에 스팟 빔 커버리지 영역들(126)을 형성하기 위한 빔형성의 예를 예시한다. 도 5A에서, 다이어그램(300)은 디포커싱된 다중-피드 안테나 조립체(121)에 의해 제공될 수 있는 다수의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)을 포함하는 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역(221-b)을 예시한다. 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)의 각각은 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)의 개개의 피드 요소(128)와 연관될 수 있다. 도 5b에서, 다이어그램(350)은 미국 본토의 서비스 커버리지 영역(310)에 걸친 스팟 빔 커버리지 영역들(126)의 패턴을 보여준다. 스팟 빔 커버리지 영역들(126)은 도 5A의 다수의 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)과 연관된 피드 요소들(128)를 통해 운반되는 신호들에 빔형성 계수들을 적용함으로써 제공될 수 있다.
스팟 빔 커버리지 영역들(126)의 각각은 연관된 스팟 빔(125)을 가질 수 있으며, 이는, 몇몇 예들에서, 개개의 스팟 빔 커버리지 영역들(126) 내에서 통신 서비스 또는 다른 기본 또는 실시간 임무를 지원하도록 구성된 미리 결정된 빔형성 구성에 기초할 수 있다. 스팟 빔들(125)의 각각은 개개의 스팟 빔 커버리지 영역(126)을 포함하는 이들 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211)에 대해 다수의 피드 요소들(128)을 통해 운반되는 신호들의 합성으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 5B에 도시된 스팟 빔 커버리지 영역(126-c)과 연관된 스팟 빔(125)은 도 5A에서 어두운 실선들로 도시된 네이티브 피드 요소 패턴 커버리지 영역들(211-b)과 연관된 8개의 피드 요소들(128)을 통한 신호들의 합성일 수 있다. 다양한 예들에서, 중첩하는 스팟 빔 커버리지 영역들(126)을 가진 스팟 빔들(125)은 주파수, 편광, 및/또는 시간에 직교할 수 있지만, 중첩하지 않는 스팟 빔들(125)은 서로 직교하지 않을 수 있다(예컨대, 타일형 주파수 재사용 패턴). 다른 예들에서, 비-직교 스팟 빔들(125)은 빔-간 간섭을 관리하기 위해 사용되는 ACM, 간섭 소거 또는 시공간 코딩과 같은 간섭 완화 기술들을 이용하여, 다양한 정도의 중첩을 가질 수 있다.
빔형성은 OBBF, GBBF 또는 단-대-단 빔형성 송신/수신 신호 경로들을 사용하여 위성을 통해 송신되거나 또는 수신되는 신호들에 적용될 수 있다. 따라서, 도 5B에 예시된 스팟 빔 커버리지 영역들(126)에 걸쳐 제공되는 서비스는 적용되는 빔 가중치들뿐만 아니라 안테나 조립체(121)의 네이티브 안테나 패턴 커버리지 영역(221-b)에 기초할 수 있다. 서비스 커버리지 영역(310)은 대체로 균일한 패턴의 스팟 빔 커버리지 영역(126)(예컨대, 동일하거나 또는 대체로 동일한 빔 커버리지 영역 크기 들 및 중첩 양을 가진)을 통해 제공되는 것으로 예시되어 있지만, 몇몇 예들에서 서비스 커버리지 영역(310)을 위한 스팟 빔 커버리지 영역들(126)은 균일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 인구 밀도가 높은 영역들에는 비교적 작은 스팟 빔들(125)을 사용하여 통신 서비스가 제공되지만, 인구 밀도가 낮은 영역들에는 비교적 큰 스팟 빔들(125)을 사용하여 통신 서비스가 제공될 수 있다.
도 6은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 위성 시스템(600)의 다이어그램을 보여준다. 위성 시스템(600)은 조명 위성(120-a) 및 다수의 수집 위성들(122)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위성 시스템(600)은 GEO 위성(120-a) 및 다수의 수집 위성들(122)(예컨대, 수집 위성들(122-c 및 122-d))을 포함할 수 있다. 몇몇 예들에서, 위성 시스템(600)은 각각 유사한 궤도(예를 들어, 상이한 GEO 궤도 슬롯들)에 있을 수 있는 하나 이상의 조명 위성(120)을 포함할 수 있다. 수집 위성들(122)은 조명 위성(예컨대, LEO 또는 MEO)과 상이한 궤도에 있을 수 있다.
조명 위성(120-a)은 통신 위성일 수 있으며 스팟 빔들(예컨대, 빔형성 스팟 빔들(125))을 생성하기 위해 다수의 피드들을 통해 송신할 수 있다. 도 6은 3개의 스팟 빔들, 즉 스팟 빔들(125-a, 125-b, 및125-c)을 예시한다. 스팟 빔들(125)의 각각은 대응하는 사용자 빔 커버리지 영역(126)과 연관될 수 있다. 사용자 빔 커버리지 영역들(126-a, 126-b, 및126-c)이 서로 인접함에 따라, 대응하는 스팟 빔들(125-a, 125-b, 및125-c)의 각각은 주파수 범위 및 편광(예컨대, "색")의 상이한 조합을 사용할 수 있다. 예를 들어, 스팟 빔들(125-a, 125-b 및 125-c)은 각각 동일한 편광(예를 들어, RHCP 또는 LHCP)과 연관될 수 있으며 상이한 주파수 범위들을 사용할 수 있거나, 또는 스팟 빔들(125-a, 125-b, 및 125-c) 중 둘에 대한 주파수 범위는 동일할 수 있으며, 두 개의 스팟 빔들은 상이한(예컨대, 직교하는) 편광들을 사용할 수 있다.
위성(120)에 의해 송신된 통신 신호들은 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 조명 소스로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 순방향 다운링크 신호들(170)은 표면(160) 또는 오브젝트들(155)에서 반사되며 다중-정적 구성으로 수집 위성(122)에 의해 수신될 수 있다. 도 6에 예시된 바와 같이, 다수의 수집 위성들은 적어도 부분적으로 중첩하는 시야들(620)을 가질 수 있다. 몇몇 예들에서, 조명 위성의 시야들(620)은 동일한 "색"을 가진 스팟 빔들(125)과 연관된 제한된 수(예컨대, 1, 2 등)의 사용자 빔 커버리지 영역(126)을 포함할 수 있는 영역을 커버하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 동일한 색의 스팟 빔들의 사용자 빔 커버리지 영역들(126)은 이격 거리만큼 분리될 수 있으며, 시야들(620)은 이격 거리의 특정 배수보다 크게 연장되지 않은 영역을 커버하도록 배열될 수 있다. 수집 위성들(122)은 스팟 빔들(125)의 각각을 포함하는 대역폭 범위에 걸쳐 반사 신호들(128)을 수신할 수 있다. 예를 들어, 스팟 빔들(125)은 4, 5, 6, 7 또는 8개의 "색" 배열을 사용할 수 있으며, 여기에서 빔 신호들(170)의 송신을 위해 사용되는 주파수 대역은 상이한 스팟 빔들(125)과 연관된 2, 3, 또는 4개의 부대역들로 나뉠 수 있다. 수집 위성들(122)은 각각 주파수 대역의 전체 범위 및 다수의 편광들에 걸쳐 수신할 수 있으며, 그에 따라 상이한 스팟 빔들과 연관된 반사 신호들(128)을 동시에 수신할 수 있다.
수집 위성들(122)은 디지털화(예를 들어, 샘플링) 및 압축을 포함하는 신호 처리를 수행할 수 있으며, 샘플링된 신호들을 처리를 위해 다중-정적 SAR 프로세서(145)로 보낼 수 있다. 몇몇 예들에서, 수집 위성들(122)은 조명 위성(120)(예컨대, 반사된 빔 신호들(128)을 캡처하는 빔 신호들(125)을 송신한 동일 위성)을 통해 샘플링된 신호들을 다중-정적 SAR 프로세서(145)에 보낼 수 있다. 몇몇 예들에서, 조명 위성(120)은 단-대-단 중계기일 수 있거나 또는 GBBF 시스템에서 사용될 수 있으며, 수집 위성들(122)은 통신 링크(172)에서 복귀 업링크 신호들을 조명 위성(120)으로 송신할 수 있다(예컨대, 수집 위성(122-c)은 통신 링크(172-c)에서 복귀 업링크 신호들을 송신할 수 있으며 수집 위성(122-d)은 통신 링크(172-d)에서 복귀 업링크 신호들을 송신할 수 있다. 조명 위성(120)은 복귀 다운링크 신호들(도시되지 않음)에서 복귀 업링크 신호들을 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(도시되지 않음)로 중계할 수 있다. 액세스 노드 단말기들은 복귀 다운링크 신호들을 수신하며 복귀 다운링크 신호들을 처리를 위해 빔형성 프로세서(135)로 보낼 수 있다. 빔형성 프로세서(135)는 수집 위성들(122)에 의해 송신된 업링크 빔 신호들(예컨대, 샘플링된 반사 빔 신호들(128)을 포함하는)을 복구하며, 업링크 빔 신호들을 다중-정적 SAR 프로세서(145)로 전달할 수 있다. 빔형성 프로세서(135)는 또한 빔 신호들(125)을 생성하는데 사용되는 빔형성 계수들을 다중-정적 SAR 프로세서(145)로 보낼 수 있다.
다중-정적 SAR 프로세서(145)는 사용자 빔 커버리지 영역들(126)에 대응하는 다중-정적 SAR 데이터를 얻기 위해 수집 위성들(122)의 각각으로부터의 샘플링된 반사 빔 신호들(128)을 처리할 수 있다. 예를 들어, 사용자 빔 커버리지 영역(126-a)에 대응하는 다중-정적 SAR 데이터를 얻기 위해, 다중-정적 SAR 프로세서(145)는 스팟 빔 신호(170-a)와 연관된 주파수 범위에 대해 샘플링된 반사 빔 신호들(128)(예컨대, 반사 빔 신호들(128-c 및 128-d)에 대응하는)을 필터링할 수 있다. 또한, 다중-정적 SAR 프로세서(145)는 빔 커버리지 영역(126-a)에 걸쳐 사용자 빔(125-a)의 이득 프로필에 따라 샘플링된 반사 빔 신호들(128)을 처리할 수 있다. 예를 들어, 더 높은 신호 전력의 영역들은 처리된 신호에서 더 많이 가중될 수 있다. 다수의 수집 위성들의 공간적 분리는 교차 트랙 간섭 측정을 위한 기회를 제공할 수 있다. 또한, 다수의 수집 위성들(122)의 공간 및 시간 다이버시티는 부가적인 분해능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 주어진 사용자 빔 커버리지 영역(126-a)은 일정 기간에 걸쳐 여러 상이한 수집 위성들(122)의 시야들(620) 내에 있을 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(145)는 시야뿐만 아니라 신호 정보(예컨대, 빔 신호)에 기초하여 상이한 스팟 빔 신호들(170)을 구별할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 여러 수집 위성들 -그 중 단지 두 개만이 도시됨- 은 주어진 기간의 상이한 포인트들에서 사용자 빔 커버리지 영역(126-a)을 무시할 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(145)는 사용자 빔 커버리지 영역(126-a) 내에서 반사된 신호들과 연관된 이미지 데이터를 얻기 위해 변경된 교차 트랙 간섭 측정 및 시간 다이버시티를 제공하도록 수집 위성들(122)의 각각으로부터의 샘플링된 반사 빔 신호들(128)을 처리할 수 있다. 또한, 상이한 반사 신호들이 동일한 영역의 상이한 조명 위성들(120)(예컨대, 상이한 주파수 범위들 또는 편광들을 사용할 수 있는)에 의해 송신된 신호들로부터 획득될 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(145)는 각각의 사용자 빔 커버리지 영역(126)(예컨대, 스팟 빔 신호들(170-b 및 170-d)을 갖는 사용자 빔 커버리지 영역들(125-b 및 125-c))에 대해 유사한 동작들을 수행하며, 원하는 지리적 영역(625)의 이미지를 생성하기 위해 각 사용자 빔 커버리지 영역(126)으로부터의 데이터를 조합할 수 있다.
도 7은 본원에서 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 흐름도(700)의 예를 예시한다. 흐름도(700)는 위성 시스템(100 또는 200)에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 흐름도는 다중-정적 SAR 프로세서(145-a), 빔형성 프로세서(135-a), 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(130-a), 하나 이상의 조명 위성들(120-a) 및 하나 이상의 수집 위성들(122-e)을 포함하는 위성 시스템에서 구현될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 하나 이상의 조명 위성들(120-a)은 다수의 사용자 스팟 빔들을 통해 다수의 사용자 빔 커버리지 영역들에 통신 서비스를 제공할 수 있으며, GEO 위성일 수 있다. 하나 이상의 수집 위성들(122-e)은 LEO 또는 MEO 위성일 수 있다.
조명 위성(120-a)은 주파수 및/또는 위상 기준으로서 수집 위성들(122-e)에 의해 사용될 수 있는 비콘 신호(180-a)를 송신할 수 있다. 예를 들어, 수집 위성들(122-e)은 수신된 반사 신호들에 대한 위상 정보를 결정하기 위해 비콘 신호(180-a)에 타이밍을 동기화할 수 있다.
빔형성 프로세서(135-a)는 705에서 순방향 링크(FL) 빔 신호들을 획득할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말기들을 위해 의도된 다운링크 데이터가 식별되며 주어진 기간(예컨대, 슬롯 또는 프레임)에서의 송신을 위해 FL 빔 신호들로 형성(예컨대, 인코딩, 변조)될 수 있다. 710에서, 빔형성 프로세서(135-a)는 FL AN 신호들(720)을 얻기 위해 빔형성 계수들을 FL 빔 신호들에 적용할 수 있다. 예를 들어, FL AN 신호들(720)는 GBBF를 위한 위성(120-b)의 피드 요소들에 대응하는 신호들일 수 있거나, 또는 단-대-단 빔형성 시스템에서 액세스 노드 단말기들(130-a)에 의한 송신을 위한 신호들일 수 있다. 빔형성 프로세서(135-a)는 FL AN 신호들(720)을 액세스 노드 단말기들(130-a)에 제공할 수 있다.
액세스 노드 단말기들(130-a)은 빔형성 프로세서(135-a)로부터 수신된 FL AN 신호들(720)에 기초하여 순방향 업링크(F-UL) 신호들(725)을 송신할 수 있다. 위성(120-b)은 F-UL 신호들(725)을 수신하며 순방향 다운링크(F-DL) 신호들(730)을 송신할 수 있고, 이는 빔 형성 프로세서(135-a)에 의해 적용된 빔 형성 계수들에 기초하여 스팟 빔들을 형성할 수 있다. 예를 들어, GBBF 시스템에서, 위성(120-b)의 각 피드는 액세스 노드 단말(130-a)로부터 수신된 신호를 송신할 수 있으며, 이는 스팟 빔들을 형성하기 위해 조합할 수 있다. 대안적으로, 단-대-단 빔형성 시스템에서, 위성(120-b)은 다수의 송신/수신 신호 경로들을 포함할 수 있으며, 각각의 송신/수신 신호 경로는 하나 이상의 액세스 노드 단말기들(130-a)로부터 수신된 F-UL 신호들(725)의 합성을 송신할 수 있다.
빔 신호들을 운반하는 스팟 빔들을 형성하는 F-DL 신호들(730)은 반사된 빔 신호들(732)로서 표면(160-b)에서 반사될 수 있으며 수집 위성들(122-e)에 의해 수신될 수 있다. 수집 위성들(122-e)은 반사된 빔 신호들(732)을 샘플링하며 샘플링된 반사된 빔 신호들(732)을 처리를 위해 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)로 보낼 수 있다. 수집 위성들(122-e)은 또한 F-DL 신호들(730)을 직접(예를 들어, 반사되지 않음) 수신할 수 있으며, 샘플링된 반사 빔 신호들(732)에 대한 다양한 정보를 결정하기 위해 F-DL 신호들(730)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 비콘 신호(180-a)를 사용하는 것에 추가로 또는 이에 대한 대안으로, 수집 위성들(122-e)은 반사된 빔 신호들(732)의 주파수, 위상 또는 도착 시간을 결정하기 위한 기준으로 F-DL 신호들(730)을 사용할 수 있다. 또한, 수집 위성들(122-e)은 반사된 빔 신호들(732)에 대한 대기 보정 또는 간섭성을 결정하기 위해 F-DL 신호들(730)을 사용할 수 있다. 수집 위성들(122-e)은 샘플링된 반사 빔 신호들을 포함하는 복귀 업링크(R-UL) 신호들(745)을 위성(120-b)(몇몇 경우들에서, 조명 위성과 동일한 위성, 또는 상이한 위성일 수 있음)으로 송신할 수 있다. 위성(120-b)은 R-DL 신호들(755)의 R-UL 신호들을 액세스 노드 단말기들(130-a)로 중계할 수 있다. 액세스 노드 단말기들(130-a)은 R-DL 신호들(755)을 수신 및 처리(예컨대, 샘플링)하고 샘플링된 R-DL 신호들(755)을 포함한 RL 신호들(760)을 빔형성 프로세서(135-a)로 보낼 수 있다.
빔형성 프로세서(135-a)는 775에서 RL 신호들(760)에 RL 빔 계수들을 적용할 수 있다. 예를 들어, GBBF 시스템에서 위성(120-b)의 각각의 수신 피드는 별개의 R-DL 신호(755)에 있을 수 있다. 대안적으로, 단-대-단 빔형성 시스템에서, 위성(120-b)은 다수의 송신/수신 신호 경로들을 통해 R-UL 신호들(745)을 중계할 수 있으며, 그에 따라 액세스 노드 단말기(130-a)에 의해 수신된 각각의 R-DL 신호(755)는 위성(120-b)의 다수의 송신/수신 신호 경로들의 적어도 하위집합에 의해 운반되는 다중 RL 스팟 빔들로부터의 신호를 포함하는 합성 신호일 수 있다. 따라서, 빔형성 프로세서(135-a)는 다수의 액세스 노드 단말기들(130-a)의 각각으로부터 합성 신호들을 수신하며 RL 빔 신호들을 복구하기 위해 RL 빔들과 다중 액세스 노드 단말기들(130-a) 간의 단-대-단 빔형성 매트릭스를 나타내는 RL 빔 형성 계수들을 이용할 수 있다. 빔형성 프로세서(135-a)는 RL 빔 신호들을 처리를 위해 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)로 보낼 수 있다.
다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 RL 빔 신호들(780)로부터 샘플링된 반사 빔 신호들(732)을 획득할 수 있다. 대안적으로, 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 또 다른 루트를 통해 샘플링된 반사 빔 신호들(732)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 수집 위성들(122-e)은 샘플링된 반사 빔 신호들을 지상국(도시되지 않음)으로 직접 송신할 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 F-DL 신호들(730)의 사용자 빔 커버리지 영역들에 대응하는 다중-정적 SAR 데이터를 얻기 위해 수집 위성들(122-e)의 각각으로부터 샘플링된 반사 빔 신호들(732)을 처리할 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 또한 빔형성 프로세서(135-a)로부터 F-DL 신호들(730)에 대한 신호 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 빔형성 프로세서(135-a)는 FL 빔 신호들(765)을 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)에 제공할 수 있다. 또한, 빔형성 프로세서(135-a)는 빔 계수들(770)을 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)에 제공할 수 있다.
다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 785에서 FL 빔 신호들(765) 및 빔 계수들(770)에 기초하여 샘플링된 반사 빔 신호들(732)을 처리할 수 있다. 예를 들어, 조명 위성(120-b)에 의해 형성된 주어진 FL 빔에 대해, 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 FL 빔의 일부들 또는 모두를 포함하는 시야를 가진 각각의 수집 위성(122-e)으로부터의 샘플링된 반사 빔 신호들(732)을 평가할 수 있다. 예를 들어, 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 이득 프로필을 포함하는 FL 빔의 속성들을 결정하기 위해 빔 계수들(770)을 사용할 수 있으며, F-DL 신호들(730)에 의해 마주치는 지형 또는 오브젝트들로 인해 반사된 빔 신호들(732)과 연관된 레이더 정보(예컨대, 범위, 반사율)를 결정하기 위해 FL 빔 신호들(765)을 사용할 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 범위 및 정확도를 증가시키기 위해 다수의 수집 위성들(122-e)로부터의 동시(예컨대, 위상 상관된) F-DL 신호들(730)에 대응하는 샘플링된 반사 빔 신호들(732)을 사용할 수 있다. 또한, 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 FL 빔과 연관된 이미징 정보에 대응하는 합성 개구를 얻기 위해 다수의 시점들로부터 다수의 수집 위성들(122-e)으로부터의 샘플링된 반사 빔 신호들(732)을 사용할 수 있다. 따라서, 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 일정 기간에 걸쳐 빔 커버리지 영역과 적어도 부분적으로 중첩하는 시야들을 가진 다수의 수집 위성들(122-e)로부터의 샘플링된 반사 빔 신호들(732)에 기초하여 각각의 FL 빔에 대한 빔 커버리지 영역에 대한 이미지를 구축할 수 있다. 예를 들어, 다중-정적 SAR 프로세서(145-a)는 빔 커버리지 영역과 각각의 수집 위성(122-e)에 대한 시야의 중첩 양을 결정하며, 각각의 시점에 대해 수집 위성들(122-e)의 각각으로부터의 샘플링된 반사 빔 신호들(732)을 가중시키기 위해 중첩 및 빔 이득 프로필을 이용할 수 있다.
도 8은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기술들을 지원하는 다중-정적 SAR 프로세서(145-b)의 다이어그램을 보여준다. 다중-정적 SAR 프로세서(145-b)는 다중-정적 SAR 신호 검출기(810), SAR 빔 신호 검출기(820), SAR 빔 신호 프로세서(830) 및 이미지 프로세서(840)를 포함할 수 있다. 이들 모듈들의 각각 직접 또는 간접적으로 서로 통신할 수 있다(예를 들어, 하나 이상의 버스를 통해).
다중-정적 SAR 신호 검출기(810)는 하나 이상의 조명 위성들 및 하나 이상의 수집 위성들을 갖고 다중-정적 시스템에서 샘플링된 반사 빔 신호들(805)을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 조명 위성들은 GEO 위성들일 수 있으며 수집 위성들은 상이한 궤도(예를 들어, LEO 또는 MEO)에 있을 수 있다. 하나 이상의 조명 위성들은 통신 위성들일 수 있으며 스팟 빔들을 생성하기 위해 다수의 피드들을 통해 송신할 수 있다. 스팟 빔들로부터의 신호들은 지형 및 오브젝트들에서 반사될 수 있으며 반사된 신호들은 수집 위성들에서 수신 및 샘플링될 수 있다. 수집 위성들은 반사된 빔 신호들의 주파수, 위상, 또는 도착 시간을 결정하기 위한 기준으로서 비콘 신호(예컨대, 비콘 신호(180)) 또는 스팟 빔 신호들 자체(예컨대, 직접 비-반사 스팟 빔 신호들)를 사용할 수 있다. 다중-정적 SAR 신호 검출기(810)는 다수의 스팟 빔들의 각각에 대한 신호 정보를 얻기 위해(예컨대, 수집 위성들의 주파수 범위, 편광 또는 시야에 기초하여) 샘플링된 반사 빔 신호들(805)을 처리할 수 있다. 다중-정적 SAR 신호 검출기(810)는 스팟 빔 신호 정보(815)를 SAR 빔 신호 검출기(820)로 전달할 수 있다.
SAR 빔 신호 검출기(820)는 다중-정적 SAR 신호 검출기(810)로부터 스팟 빔 신호 정보(815)를 수신할 수 있다. SAR 빔 신호 검출기(820)는 또한 빔 형성 스팟 빔들과 연관된 빔 신호들 또는 빔 계수들(예컨대, 순방향 다운링크 빔들을 형성하는 데 사용되는 빔 형성 매트릭스(823))을 포함할 수 있는 빔 정보(822)를 수신할 수 있다. SAR 빔 신호 검출기(820)는 스팟 빔 신호 정보(815) 및 빔 정보(822)에 기초하여, 각각의 빔 커버리지 영역에 대해, 반사된 신호 정보(예컨대, 범위, 반사율)를 결정할 수 있다. 예를 들어, SAR 빔 신호 검출기(820)는 각각의 수집 위성에서 수신된 각각의 빔 신호에 대한 반사 신호 정보를 결정하며 반사 신호 정보(825)를 SAR 빔 신호 프로세서 (830)로 보낼 수 있다. 예를 들어, SAR 빔 신호 검출기(820)는 스팟 빔 신호 이득 프로필들 및 빔 신호에 기초하여 반사 신호 정보(825)를 결정할 수 있다.
SAR 빔 신호 프로세서(830)는 반사 신호 정보(825)를 수신할 수 있으며, 반사 신호 정보(825)에 기초하여 각각의 스팟 빔 커버리지 영역과 연관된 이미지 정보를 결정할 수 있다. SAR 빔 신호 프로세서(830)는 상이한 수집 위성들로부터의 반사 신호 정보(825)로부터 간섭 측정을 이용할 수 있으며, 상이한 시간 기간들에 걸쳐 다수의 수집 위성들로부터의 반사 신호 정보에 기초하여 각각의 스팟 빔 커버리지 영역 내에서 이미징을 위해 개구를 추가로 합성할 수 있다. 예를 들어, SAR 빔 신호 프로세서(830)는 시간에 걸친 다수의 수집 위성들뿐만 아니라 다수의 수집 위성들을 사용하여 개구를 합성하기 위해 각각의 시점에서 수집 위성들의 위치에 대한 정보를 수신할 수 있다. SAR 빔 신호 프로세서(830)는 빔 이미지 정보(835)를 이미지 프로세서(840)에 전달할 수 있다.
이미지 프로세서(840)는 빔 이미지 정보(835)로부터 이미지(850)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 프로세서(840)는 상이한 빔 커버리지 영역들에 대한 빔 이미지 정보(835)를 조합하거나, 또는 빔 이미지 정보(835)에 기초하여 이미지의 픽셀에 이미지 속성들(예를 들어, 밝기, 색조)을 할당할 수 있다.
도 9는 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 다중-정적 합성 개구 레이더에 대한 기술들을 지원하는 디바이스(905)를 포함하는 시스템(900)의 다이어그램을 보여준다. 디바이스(905)는 본원에서 설명된 바와 같이 수신 처리 시스템의 구성요소들의 예이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 디바이스(905)는 다중-정적 SAR 프로세서(910), I/O 제어기(915), 데이터베이스 제어기(920), 메모리(925), 프로세서(930), 및 데이터베이스(935)를 포함하여, 통신들을 송신하고 수신하기 위한 구성요소들을 포함하는 양-방향 데이터 통신들을 위한 구성요소들을 포함할 수 있다. 이들 구성요소들은 하나 이상의 버스들(예컨대, 버스(940))를 통해 전자 통신할 수 있다.
다중-정적 SAR 프로세서(910)는 본원에서 설명딘 바와 같이 다중-정적 SAR 프로세서(145)의 예일 수 있다. 몇몇 경우들에서, 다중-정적 SAR 프로세서(910)는 하드웨어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 다중-정적 SAR 프로세서(910) 샘플링된 반사 빔 신호들을 수신하며(예컨대, I/O 제어기(915)를 통해) 다중-정적 합성 레이더 개구 이미지들을 생성하기 위해 샘플링된 반사 빔 신호들을 처리할 수 있다. 샘플링된 반사 빔 신호들은 하나 이상의 수집 위성들에 의해 수신된 신호에 대응할 수 있으며, 시스템(900)에 의해 위성을 통해(예컨대, 조명 위성을 통해), 또는 수집 위성에서 지상국으로 직접 수신될 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(910)는 일정 기간에 걸쳐 수집 위성들의 각각에 대한 빔 정보를 얻기 위해 빔 정보(예컨대, 빔 신호들, 빔 계수들)에 따라 샘플링된 반사 빔 신호들을 처리할 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(910)는 처리된 빔 정보 및 수집 위성들에 관련된 추가 정보(예컨대, 위치, 대기 보정)에 기초하여 이미지 픽셀 값들(예컨대, 강도, 색조)을 생성할 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서(910)는 I/O 제어기(915)를 통해 출력 신호(950)에서 이미지들을 출력할 수 있다(예컨대, 디스플레이 디바이스 상에서의 디스플레이 또는 저장 매체 상에서의 저장을 위해)
I/O 제어기(915)는 디바이스(905)에 대한 입력 신호들(945) 및 출력 신호들(950)을 관리할 수 있다. I/O 제어기(915)는 또한 디바이스 (905)에 통합되지 않은 주변 장치들을 관리할 수 있다. 몇몇 경우들에서, I/O 제어기(915)는 외부 주변 장치로의 물리적 연결 또는 포트를 나타낼 수 있다. 몇몇 경우들에서, I/O 제어기(915)는 iOS®, ANDROID®, MS-DOS®, MS-WINDOWS®, OS/2®, UNIX®, LINUX® 또는 또 다른 알려진 운영 체제와 같은 운영 체제를 이용할 수 있다. 다른 경우들에서, I/O 제어기(915)는 모뎀, 키보드, 마우스, 터치스크린, 또는 유사한 디바이스를 나타내거나 또는 이와 상호작용할 수 있다. 몇몇 경우들에서, I/O 제어기(915)는 프로세서의 일부로서 구현될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 사용자는 I/O 제어기 (915)를 통해 또는 I/O 제어기 (915)에 의해 제어되는 하드웨어 구성요소들을 통해 디바이스(905)와 상호작용할 수 있다.
데이터베이스 제어기(920)는 데이터베이스(935)에서 데이터 저장 및 처리를 관리할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 사용자는 데이터베이스 제어기(920)와 상호 작용할 수 있다. 다른 경우들에서, 데이터베이스 제어기(920)는 사용자 상호작용 없이 자동으로 동작할 수 있다. 데이터베이스(935)는 단일 데이터베이스, 분산형 데이터베이스, 다수의 분산형 데이터베이스들, 데이터 저장소, 데이터 레이크, 또는 긴급 백업 데이터베이스의 예일 수 있다. 데이터베이스(935)는, 예를 들어 다중-정적 빔형성 시스템(910)에 의해 사용하기 위한 다중 빔 가중치 세트들을 저장할 수 있다.
메모리(925)는 랜덤-액세스 메모리(RAM) 및 판독-전용 메모리(ROM)를 포함할 수 있다. 메모리(925)는 실행될 때(예컨대, 프로세서(930)에 의해), 프로세서로 하여금 본원에 설명된 다양한 기능들을 수행하게 하는 지시들을 포함하는 컴퓨터-판독 가능, 컴퓨터-실행 가능 소프트웨어를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(925)는 본원에 설명된 다중-정적 SAR 프로세서(910)의 동작들을 위한 지시들을 저장할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 메모리(925)는 그 중에서도, 주변장치 구성 요소들 또는 디바이스들과의 상호 작용과 같은 기본 하드웨어 또는 소프트웨어 동작을 제어할 수 있는 기본 입/출력 시스템(BIOS)을 포함할 수 있다.
프로세서(930)는 지능형 하드웨어 디바이스(예컨대, 범용 프로세서, DSP, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로제어기, ASIC, FPGA, 프로그램 가능 논리 소자, 디스크릿 게이트 또는 트랜지스터 논리 구성 요소, 디스크릿 하드웨어 구성 요소 또는 그것의 임의의 조합)를 포함할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 프로세서(930)는 메모리 제어기를 사용하여 메모리 어레이를 동작시키도록 구성될 수 있다. 다른 경우들에서, 메모리 제어기는 프로세서(930)로 통합될 수 있다. 프로세서(930)는 다양한 기능들을 수행하기 위해 메모리(925)에 저장된 컴퓨터-판독 가능 지시들을 실행하도록 구성될 수 있다.
도 10은 본원에 개시된 바와 같이 예들에 따라 저궤도 수집을 사용하는 다중-정적 합성 개구 레이더를 지원하는 방법(1000)을 예시하는 흐름도를 보여준다. 방법(1000)의 동작들은 본원에 설명된 바와 같이 위성 시스템 또는 그 구성요소들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 방법(1000)의 동작들은 위성 시스템(100) 또는 위성 시스템(600)에 의해 수행될 수 있다. 몇몇 예들에서, 위성 시스템의 구성 요소들은 아래에 설명된 기능들을 수행하도록 위성 시스템의 기능 요소들을 제어하기 위해 지시들의 세트를 실행할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 위성 시스템의 구성 요소들은 특수-목적 하드웨어를 사용하여 아래에 설명된 기능들의 양상들을 수행할 수 있다.
1005에서, 위성 시스템의 제1 위성은 지리적 구역을 조명하는 안테나를 통해 제1 세트의 순방향 다운링크 신호를 송신할 수 있으며, 여기에서 지리적 구역 내에서의 제1 세트의 순방향 다운링크 빔들의 각각은 적어도 제1 세트의 순방향 다운링크 신호들의 하위집합으로부터 형성된다. 제1 위성으로부터 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들을 송신하는 것은 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들을 얻기 위해, 제1 위성에서, 복수의 순방향 업링크 신호들에 제1 빔형성 매트릭스를 적용하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1 위성으로부터 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들을 송신하는 것은 복수의 위성 액세스 노드들로부터, 개개의 순방향 업링크 신호들을 송신하는 것 및 제1 위성의 복수의 송신/수신 신호 경로들에 의해, 개개의 순방향 업링크 신호들을 중계하는 것을 포함할 수 있으며, 여기에서 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들의 각각은 적어도 개개의 순방향 업링크 신호들의 하위집합의 합성을 포함한다. 제1 세트의 순방향 다운링크 신호들은 제1 세트의 순방향 다운링크 빔들에서 사용자 단말기들에 대한 통신 데이터를 운반하는 빔 신호들일 수 있다. 제1 위성은 GEO 위성일 수 있다. 1005의 동작들은 본원에서 설명된 방법들에 따라 수행될 수 있다. 몇몇 예들에서, 1005의 동작들의 양상들은 도 1 또는 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이 조명 위성(120)에 의해 수행될 수 있다.
1010에서, 제2 위성들의 세트는 제1 세트의 순방향 다운링크 빔들의 반사들을 포함하는 개개의 제1 신호들을 수신할 수 있다. 제2 세트의 위성들은 LEO 또는 MEO 위성일 수 있다. 1010의 동작들은 본원에서 설명된 방법들에 따라 수행될 수 있다. 몇몇 예들에서, 1010의 동작들의 양상들은 도 1 또는 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이 수집 위성들(122)에 의해 수행될 수 있다.
1015에서, 다중-정적 SAR 프로세서는 순방향 다운링크 빔들의 세트의 각각의 신호 데이터에 기초하여 순방향 다운링크 빔들의 세트의 각각과 연관된 적어도 개개의 제1 신호들의 하위집합의 구성요소들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들은 편광 및 주파수 범위의 제1 조합을 갖는 복수의 순방향 다운링크 빔들을 포함할 수 있으며, 적어도 개개의 제1 신호들의 하위집합은 편광 및 주파수 범위의 제1 조합을 갖는 복수의 순방향 다운링크 빔들로부터 개개의 합성 반사들을 포함할 수 있다. 1015의 동작들은 본원에 설명된 방법들에 따라 수행될 수 있다. 몇몇 예들에서, 1015의 동작들의 양상들은 도 8을 참조하여 설명된 바와 같이 SAR 빔 신호 검출기에 의해 수행될 수 있다.
1020에서, 다중-정적 SAR 프로세서는 제1 세트의 순방향 다운링크 빔들을 형성하는 데 사용되는 제1 빔 형성 매트릭스에 기초하여, 지리적 구역의 이미지를 얻기 위해 제2 위성들의 세트에 의해 수신된 개개의 제1 신호들을 처리할 수 있다. 이미지를 얻기 위한 제2 위성들의 세트에 의해 수신된 개개의 제1 신호들의 처리는 제1 세트의 순방향 다운링크 빔들의 빔 신호들에 기초할 수 있다. 1020의 동작들은 본원에서 설명된 방법들에 따라 수행될 수 있다. 몇몇 예들에서, 1020의 동작들의 양상들은 도 8을 참조하여 설명된 바와 같이 SAR 빔 신호 프로세서(830)에 의해 수행될 수 있다.
단계들(1005, 1010, 1015, 또는 1020)의 양상들은 다수의 지속 시간들에 걸쳐 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 위성은 제2 지속 시간에 대응하는 제2 복수의 순방향 다운링크 신호들을 송신할 수 있으며, 여기서 제2 복수의 순방향 다운링크 신호들은 지리적 구역에 걸쳐 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들을 형성한다. 복수의 제2 위성들은 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들의 반사들을 포함하는 개개의 제2 신호들을 수신할 수 있다. 다중-정적 SAR 프로세서는 지리적 구역의 이미지를 얻기 위해 복수의 제2 위성들에 의해 수신된 개개의 제2 신호들을 처리할 수 있다. 개개의 제2 신호들의 처리는 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들을 생성하기 위해 사용되는 것과 동일한 빔형성 매트릭스, 또는 몇몇 경우들에서, 제2의, 상이한 빔형성 매트릭스에 기초할 수 있다.
설명된 기술들은 가능한 구현예들을 참조하며, 동작들 및 구성요소들은 재배열되거나 또는 달리 수정될 수 있으며 다른 구현예들이 가능하다는 것을 주의해야 한다. 방법들 또는 장치들 중 둘 이상으로부터의 추가 부분들이 조합될 수 있다.
본원에 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, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학 필드들 또는 입자들, 또는 그것의 임의의 조합으로 표현될 수 있다.
본원에서의 개시와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 블록들 및 모듈들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 응용 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그램 가능 논리 소자, 디스크릿 게이트 또는 트랜지스터 논리, 디스크릿 하드웨어 구성요소들, 또는 본원에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 그것들의 임의의 조합으로 구현되거나 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(예컨대, DSP와 마이크로프로세서, 다중 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성의 조합)으로 구현될 수 있다.
본원에 설명된 기능들은 하드웨어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터 판독 가능 매체상에 하나 이상의 지시들 또는 코드로 저장되거나 또는 송신될 수 있다. 다른 예들 및 구현예들은 본 개시 및 첨부된 청구항들의 범위 내에 있다. 예를 들어, 소프트웨어의 특징으로 인해, 본원에 설명된 기능들은 프로세서, 하드웨어, 펌웨어, 하드와이어링, 또는 이들 중 임의의 것의 조합에 의해 실행되는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다. 기능들을 구현하는 특징들은 또한 기능들의 일부들이 상이한 물리적 위치들에서 구현되도록 분산되는 것을 포함하여, 다양한 위치들에 물리적으로 위치될 수 있다.
컴퓨터-판독가능 매체는 비-일시적 컴퓨터 저장 매체 및 하나의 위치에서 또 다른 위치로 컴퓨터 프로그램의 이전을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 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 매체는 랜덤-액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 전기적 소거 가능 ROM(EEPROM), 플래시 메모리, 컴팩트 디스크(CD) 또는 다른 광학 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 지시들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드 수단을 운반하거나 또는 저장하기 위해 사용될 수 있으며 범용 또는 특수-목적 컴퓨터, 또는 범용 또는 특수-목적 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 비-일시적 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 연결은 컴퓨터-판독 가능 매체로 적절히 불리운다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하여 웹 사이트, 서버 또는 다른 원격 소스로부터 송신된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의에 포함된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 CD, 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다용도 디스크(DVD), 플로피 디스크 및 블루-레이 디스크를 포함하며 디스크(disk)들은 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하는 반면 디스크(disc)들은 레이저들을 이용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 상기의 조합들은 컴퓨터-판독가능 매체의 범위 내에 포함된다.
청구항들을 포함하여, 본원에서 사용되는 바와 같이, 항목들의 목록(예컨대, "~중 적어도 하나" 또는 "~의 하나 이상"과 같은 문구로 시작되는 항목들의 목록)에서 사용되는 바와 같이 "또는"은 예를 들어, A, B, 또는 C 중 적어도 하나의 목록이 A 또는 B 또는 C 또는 AB 또는 AC 또는 BC 또는 ABC(즉, A 및 B 및 C)를 의미하도록 포괄적인 목록을 나타낸다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같이, 문구 "~에 기초하는"은 조건들의 폐쇄된 세트에 대한 참조로서 해석되지 않아야 한다. 예를 들어, "조건 A에 기초하는"으로 설명되는 대표적인 단계는 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고 조건 A 및 조건 B 둘 모두에 기초할 수 있다. 다시 말해서, 본원에서 사용되는 바와 같이, 문구 "~에 기초하는"은 문구 "~에 적어도 부분적으로 기초하는"과 동일한 방식으로 해석될 것이다.
첨부된 도면들에서, 유사한 구성요소들 또는 특징들은 동일한 참조 라벨을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 동일한 유형의 다양한 구성요소들은 참조 라벨 다음에 대시기호 및 유사한 구성요소들을 구별하는 제2 라벨로 이어짐으로써 구별될 수 있다. 제1 참조 라벨이 명세서에서 사용된다면, 그 설명은 제2 참조 라벨, 또는 다른 후속 참조 라벨에 관계없이 동일한 제1 참조 라벨을 가진 유사한 구성요소들 중 임의의 것에 적용 가능하다.
첨부된 도면들과 관련하여, 본원에서 제시된 설명은 예시적인 구성들을 설명하며 구현될 수 있거나 또는 청구항들의 범위 내에 있는 예들 모두를 나타내는 것은 아니다. 본원에서 사용되는 용어 "대표적인"은 "선호되는" 또는 "다른 예들에 비해 유리한"이 아닌, "예, 인스턴스, 또는 예시로서 작용하는" 것을 의미한다. 상세한 설명은 설명된 기술들에 대한 이해를 제공할 목적으로 특정 세부사항들을 포함한다. 이들 기술들은, 그러나, 이들 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다. 몇몇 인스턴스들에서, 잘-알려진 구조들 및 디바이스들은 설명된 예들의 개념들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
본원에서의 설명은 당업자가 본 개시를 만들거나 또는 사용할 수 있게 하기 위해 제공된다. 본 개시에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 쉽게 명백할 것이며, 본원에서 정의된 일반 원리들은 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고 다른 변형들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 본원에 설명된 예들 및 설계들에 제한되지 않으며, 본원에 개시된 원리들 및 신규 특징들과 부합하는 가장 넓은 범위를 부여받을 것이다.
Claims (18)
- 제1 위성(120)으로부터, 지리적 구역(625)을 조명하는 안테나(121)를 통해 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)을 송신하는 단계로서, 상기 지리적 구역(625) 내에서의 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 각각은 적어도 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)의 하위집합으로부터 형성되는, 단계;
복수의 제2 위성들(122)로부터, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 반사들을 포함한 개개의 제1 신호들(128)을 수신하는 단계;
상기 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)을 형성하기 위해 사용된 제1 빔형성 매트릭스(823)에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 지리적 구역(625)의 이미지(850)를 얻기 위해 상기 복수의 제2 위성들(122)에 의해 수신된 개개의 제1 신호들(128)을 처리하는 단계를 포함하는 방법. - 제1항의 방법에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 편광 및 주파수 범위의 제1 조합을 가진 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)을 포함하며, 적어도 상기 개개의 제1 신호들(128)의 하위집합은 상기 편광 및 주파수 범위의 제1 조합을 가진 상기 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)로부터 개개의 합성 반사들을 포함하고, 상기 처리 단계는:
상기 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 각각의 신호 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 각각과 연관된 적어도 개개의 제1 신호들(128)의 하위집합의 구성요소들을 결정하는 단계를 포함하는 방법. - 제1항 또는 제2항의 방법에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)은 제1 지속 시간에 대응하며, 상기 방법은:
상기 제1 위성으로부터, 제2 지속 시간에 대응하는 제2 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)을 송신하는 단계로서, 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)은 상기 지리적 구역(625)에 걸쳐 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)을 형성하는, 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 신호들 (170)을 송신하는 단계;
상기 복수의 제2 위성들(122)에 의해, 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 반사들을 포함한 개개의 제2 신호들(128)을 수신하는 단계;
상기 제2 복수의 순방향 다운리크 빔들(125)을 형성하기 위해 사용된 제2 빔형성 매트릭스(823)에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 지리적 구역(625)의 이미지(850)를 얻기 위해 상기 복수의 제2 위성들(122)에 의해 수신된 개개의 제2 신호들(128)을 처리하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제3항에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 제1 편광 및 제1 주파수 범위와 연관된 제1 복수의 빔 커버리지 영역들(126)을 포함한 제1 빔 커버리지 패턴과 연관되며, 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 상기 제1 편광 및 상기 제1 주파수 범위와 연관된 제2 복수의 빔 커버리지 영역들(126)을 포함한 제 2 빔 커버리지 패턴과 연관되고, 상기 제2 복수의 빔 커버리지 영역들(126)은 상기 제1 복수의 빔 커버리지 영역들(126)로부터 오프셋되는, 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 편광 및 주파수 범위의 제1 조합과 연관된 제1 빔 커버리지 영역(126)을 포함한 제1 빔 커버리지 패턴과 연관되며, 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 편광 및 주파수 범위의 제2 조합과 연관된 제2 빔 커버리지 영역(126)을 포함한 제2 빔 커버리지 패턴과 연관되고, 상기 제2 빔 커버리지 영역(126)은 상기 제1 빔 커버리지 영역(126)과 대체로 중첩하는, 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법에 있어서, 상기 제1 위성(120)으로부터 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)을 송신하는 단계는:
상기 제1 위성(120)에서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)을 얻기 위해 위성 액세스 노드(130)로부터 수신된 복수의 순방향 업링크 신호들(175)에 상기 제1 빔형성 매트릭스(823)를 적용하는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법에 있어서, 상기 제1 위성(120)으로부터 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)을 송신하는 단계는:
복수의 위성 액세스 노드들(130)로부터, 개개의 순방향 업링크 신호들(175)을 송신하는 단계; 및
상기 제1 위성(120)의 복수의 송신/수신 신호 경로들에 의해, 상기 개개의 순방향 업링크 신호들(175)의 중계에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)의 각각은 적어도 상기 개개의 순방향 업링크 신호들(175)의 하위집합의 합성을 포함하는, 단계를 포함하는 방법. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)은 상기 지리적 구역(625) 내에서 복수의 사용자 단말기들(150)로의 송신을 위한 복수의 순방향 사용자 데이터 스트림들을 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 위성(120)은 정지(GEO) 위성이며 상기 복수의 제2 위성들(122)은 저궤도(LEO) 위성들인, 방법.
- 지리적 구역(625)을 조명하는 안테나(121)를 통해 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)을 송신하도록 구성된 제1 위성(120)서, 상기 지리적 구역(625) 내에서 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 각각은 적어도 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)의 하위집합으로부터 형성되는, 제1 위성(120);
상기 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 반사들을 포함한 개개의 제1 신호들(128)을 수신하도록 구성된 복수의 제2 위성들(122); 및
상기 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)을 형성하기 위해 사용된 제1 빔형성 매트릭스(823)에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 지리적 구역(625)의 이미지(850)를 얻기 위해 상기 복수의 제2 위성들(122)에 의해 수신된 개개의 제1 신호들(128)을 처리하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 이미징 시스템. - 제10항에 있어서, 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 편광 및 주파수 범위의 제1 조합을 가진 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)을 포함하며, 적어도 상기 개개의 제1 신호들(128)의 하위집합은 상기 편광 및 주파수 범위의 제1 조합을 가진 상기 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)로부터의 개개의 합성 반사들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 각각의 신호 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 각각과 연관된 적어도 개개의 제1 신호들(128)의 하위집합의 구성요소들을 결정하도록 구성되는, 이미징 시스템.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)은 제1 지속 시간에 대응하며, 여기서:
상기 제1 위성(120)은 제2 지속 시간에 대응하는 제2 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)을 송신하도록 구성되며, 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)은 상기 지리적 구역(625)에 걸쳐 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)을 형성하고;
상기 복수의 제2 위성들(122)은 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)의 반사들을 포함한 개개의 제2 신호들(128)을 수신하도록 구성되며; 그리고
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)을 형성하기 위해 사용된 제2 빔형성 매트릭스(823)에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 지리적 구역(625)의 이미지(850)를 얻기 위해 상기 복수의 제2 위성들(122)에 의해 수신된 개개의 제2 신호들(128)을 처리하도록 구성되는 이미징 시스템. - 제12항에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 제1 편광 및 제1 주파수 범위와 연관된 제1 복수의 빔 커버리지 영역들(126)을 포함한 제1 빔 커버리지 패턴과 연관되며, 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 상기 제1 편광 및 상기 제1 주파수 범위와 연관된 제2 복수의 빔 커버리지 영역들(126)을 포함한 제2 빔 커버리지 패턴과 연관되고, 상기 제2 복수의 빔 커버리지 영역들(126)은 상기 제1 복수의 빔 커버리지 영역들(126)로부터 오프셋되는, 이미징 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 편광 및 주파수 범위의 제1 조합과 연관된 제1 빔 커버리지 영역(126)을 포함하는 제1 빔 커버리지 패턴과 연관되며, 상기 제2 복수의 순방향 다운링크 빔들(125)은 편광 및 주파수 범위의 제2 조합과 연관된 제2 빔 커버리지 영역(126)을 포함하는 제2 빔 커버리지 패턴과 연관되고, 상기 제2 빔 커버리지 영역(126)은 상기 제 1 빔 커버리지 영역(126)과 대체로 중첩하는, 이미징 시스템.
- 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 위성(120)은 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)을 얻기 위해 위성 액세스 노드(130)로부터 수신된 복수의 순방향 업링크 신호들(175)에 상기 제1 빔형성 매트릭스(823)를 적용하도록 구성되는, 이미징 시스템.
- 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 하기를 더 포함하는, 이미징 시스템:
개개의 순방향 업링크 신호들(175)을 송신하도록 구성된 복수의 위성 액세스 노드들(130)을 더 포함하며,
상기 제1 위성(120)은 상기 개개의 순방향 업링크 신호들(175)을 중계하도록 구성된 복수의 송신/수신 신호 경로들을 포함하며, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)의 각각은 적어도 상기 개개의 순방향 업링크 신호들(175)의 하위집합의 합성을 포함하는 이미징 시스템. - 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 복수의 순방향 다운링크 신호들(170)은 상기 지리적 구역(625) 내에서 복수의 사용자 단말기들(150)로의 송신을 위한 복수의 순방향 사용자 데이터 스트림들을 포함하는, 이미징 시스템.
- 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1위성(120)은 정지(GEO) 위성이며 상기 복수의 제2위성들(122)은 저궤도(LEO) 위성들인, 이미징 시스템.
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