Компенсация неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи

Компенсация неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к системам спутниковой связи, а еще конкретнее к компенсации неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Доступ к беспроводной связи, от которого все больше и больше зависит наше общество и экономика, проникает во все аспекты повседневных социальных функций. Например, беспроводная связь стала более доступна пользователям на бортовых мобильных платформах, таких как наземные транспортные средства, воздушные летательные аппарат, космические летательные аппараты, водные суда и т.п. Услуги беспроводной связи для пассажиров мобильных платформ включают доступ в сеть Интернет, например просмотр электронной почты (e-mail) и веб-страниц, прямое телевизионное вещание, радиовещание, голосовые услуги, доступ к виртуальной частной сети и другие интерактивные услуги, а также услуги в реальном времени.

Беспроводные платформы связи для удаленных пользовательских терминалов, труднодоступных пользовательских терминалов или мобильных пользовательских терминалов, например мобильные платформы, часто используют спутники связи, которые могут обеспечить зону покрытия обслуживания в пределах больших географических зон обслуживания, которые часто включают удаленные наземные или водные области. Обычно базовые станции, например наземная базовая станция, отправляют информацию (например данные) на пользовательские терминалы через ретранслятор типа «изогнутая труба» посредством одного или более спутников. В частности, базовые станции отсылают информацию по линии связи со следующим элементом на спутник, который принимает, усиливает и повторно передает информацию на антенну одного или более стационарных или мобильных пользовательских терминалов. Пользовательские терминалы, в свою очередь, могут отсылать данные обратно на базовые станции посредством спутника. Базовые станции могут обеспечивать пользовательские терминалы линиями связи с сетью Интернет, коммутируемыми телефонными сетями общего пользования и/или другими общественными или частными сетями, серверами и сервисами.

Современные спутники и другие системы сотовой связи часто используют определенное количество сфокусированных пучков с обеспечением нанесения пучков, что формирует зону покрытия в пределах географического региона, которая может быть разделена на множество ячеек. В системе связи, использующей сфокусированные пучки, та же самая частота может быть использована в одно и то же время в двух или более ячейках. Эти пучки могут быть выполнены с возможностью поддержания предварительно определенного значения кополярной развязки (например, отношения мощности сигнала на несущей к помехе) для минимизации взаимного влияния пучков. Это называется пространственная развязка и пространственное повторное использование. В одном обычном способе выражения каждому сфокусированному пучку может быть присвоен определенный цвет для создания диаграммы цветов, которая соответствует диаграмме повторного использования частот. Идентичные частоты затем могут быть повторно использованы различными пучками с тем же самым цветом.

В настоящее время разворачивают несколько спутников, которые содержат большой рефлектор, некоторые достигают 22 метра в диаметре, что может обеспечивать формирование более узких сфокусированных пучков и максимального значения повторного использования частот. Некоторые из этих спутников имеют рефлекторы, которые выполнены с возможностью развертывания из сложенной конструкции в развернутую конструкцию, в которой его поверхность может формировать параболу. Развертывание часто выполняют в космической среде на удалении от наземного центра управления полетами.

Требования к техническим характеристикам системы часто предполагают, что развернутый на спутнике рефлектор имеет идеальную поверхность (с идеальной формой). Однако большие поверхности некоторых рефлекторов и их развертывание часто создают искажение, которое приводит к образованию неидеальной поверхности (с неидеальной формой). Таким образом, поверхность рефлектора часто не оказывается точно и постоянно предсказуемой. При этом, когда поверхность отклоняется от своей идеальной формы, может произойти ухудшение технических характеристик. Например, отношение мощности сигнала на несущей к помехе (С/I) может ухудшаться, поскольку технические характеристики бокового лепестка не могут быть точно предсказаны и учтены.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Иллюстративные реализации настоящего изобретения в целом направлены на систему и соответствующий способ компенсации неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи. Согласно одному аспекту иллюстративных реализаций, способ включает измерение амплитуд и фаз сигналов (например, отдельных сигналов канала элемента), отраженных от рефлектора спутника, причем указанные амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения. Способ включает расчет корреляционной матрицы элементов как функции от первой совокупности результатов измерения. Корреляционная матрица элементов представляет диаграмму излучения облучающего элемента рефлектора. При этом способ включает регулирование диаграммы направленности сформированного пучка формирователя пучков на основании корреляционной матрицы элементов, что обеспечивает компенсацию неидеальной поверхности рефлектора.

В одном примере диаграмма направленности сформированного пучка может представлять собой функцию от диаграммы направленности облучателя и весовых коэффициентов пучка. В данном примере регулирование диаграммы направленности сформированного пучка может включать регулирование весовых коэффициентов пучка на основании корреляционной матрицы элементов.

В одном примере амплитуды и фазы могут быть измерены по мере поворота спутника с предварительно определенной скоростью в предварительно определенном диапазоне. В дополнительном примере способ может включать направление сигналов на спутник для отражения от рефлектора и передачу на Землю, причем спутник принимает сигналы через фидерные линии связи в антенне фидерной линии связи. При этом в данном дополнительном примере антенна фидерной линии связи может быть повернута в обратном направлении по мере поворота спутника.

В одном примере спутник может принимать сигналы через фидерные линии связи. В данном примере способ может включать измерение амплитуд и фаз сигналов, прошедших через платформу связи спутника и вернувшихся обратно (например, на передающий шлюз) через фидерные линии связи, независимые от рефлектора. Эти соответствующие амплитуды и фазы могут формировать вторую совокупность результатов измерений. При этом в данном примере корреляционная матрица элементов может быть дополнительно рассчитана как функция от второй совокупности результатов измерений.

В одном примере формирователь пучков может содержать первый и второй формирователи пучков. В данном примере способ может включать измерение первой и второй амплитуд и фаз вторых сигналов, принятых в соответствующих формирователях из первого и второго формирователей пучков от спутника через фидерные линии связи. Спутник может принимать вторые сигналы через фидерные линии связи, независящие от рефлектора, а соответствующая первая и вторая амплитуды могут формировать первую и вторую совокупности результатов измерений. Способ может включать расчет показателя разницы как функции от разницы между первой и второй совокупностями результатов измерений. При этом корреляционная матрица элементов может быть дополнительно рассчитана как функция от первой и второй совокупностей результатов измерений и указанного показателя разницы.

Кроме того, настоящее изобретение содержит варианты реализации согласно следующим пунктам:

Пункт 1. Система, содержащая: формирователь пучков, выполненный с возможностью измерения амплитуд и фаз сигналов, отраженных от рефлектора спутника, причем указанные амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения, и вычислительное устройство, выполненное с возможностью расчета корреляционной матрицы элементов как функции от указанной первой совокупности результатов измерения, причем корреляционная матрица элементов представляет диаграмму излучения облучающего элемента рефлектора, а формирователь пучков выполнен с возможностью создания диаграммы направленности сформированного пучка, отрегулированной на основании корреляционной матрицы элементов, что обеспечивает компенсацию неидеальной поверхности рефлектора.

Пункт 2. Система по пункту 1, в которой диаграмма направленности сформированного пучка представляет собой функцию от диаграммы направленности облучателя и весовых коэффициентов пучка, а формирователь пучков выполнен с возможностью создания диаграммы направленности сформированного пучка как функции от весовых коэффициентов пучка, отрегулированных на основании корреляционной матрицы элементов.

Пункт 3. Система по пункту 1, в которой формирователь пучков выполнен с возможностью измерения амплитуд и фаз по мере поворота спутника с предварительно определенной скоростью в предварительно определенном диапазоне.

Пункт 4. Система по пункту 1, в которой формирователь пучков дополнительно выполнен с возможностью направления сигналов на спутник для отражения от рефлектора, причем спутник выполнен с возможностью приема сигналов через фидерные линии связи в антенне фидерной линии связи, при этом обеспечена возможность поворота антенны фидерной линии связи в обратном направлении по мере поворота спутника.

Пункт 5. Система по пункту 1, в которой спутник выполнен с возможностью приема сигналов через фидерные линии связи, причем формирователь пучков содержит первый и второй формирователи пучков, первый формирователь пучков выполнен с возможностью измерения амплитуд и фаз сигналов, отраженных от рефлектора, а второй формирователь пучков выполнен с возможностью измерения амплитуд и фаз сигналов, прошедших через платформу связи спутника и вернувшихся обратно через фидерные линии связи, независящие от рефлектора, при этом соответствующие амплитуды и фазы формируют вторую совокупность результатов измерения, а вычислительное устройство дополнительно выполнено с возможностью расчета корреляционной матрицы элементов как функции от указанной второй совокупности результатов измерений.

Пункт 6. Система по пункту 1, в которой формирователь пучков содержит первый и второй формирователи пучков, причем первый формирователь пучков выполнен с возможностью измерения амплитуд и фаз сигналов, отраженных от рефлектора, а первый и второй формирователи пучков выполнены с возможностью измерения первой и второй амплитуд и фаз вторых сигналов, принятых в соответствующих формирователях из первого и второго формирователей пучков от спутника через фидерные линии связи, при этом спутник принимает вторые сигналы через фидерные линии связи, независящие от рефлектора, соответствующая первая и вторая амплитуды формируют первую и вторую совокупности результатов измерений, а вычислительное устройство выполнено с возможностью расчета показателя разницы как функции от разницы между указанными первой и второй совокупностями результатов измерений и дополнительно с возможностью расчета корреляционной матрицы элементов как функции от указанных первой и второй совокупностей результатов измерений и указанного показателя разницы.

Пункт 7. Способ, согласно которому: измеряют амплитуды и фазы сигналов, отраженных от рефлектора спутника, причем указанные амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения, рассчитывают корреляционную матрицу элементов как функцию от указанной первой совокупности результатов измерения, причем корреляционная матрица элементов представляет диаграмму излучения облучающего элемента от рефлектора, и регулируют диаграмму направленности сформированного пучка формирователя пучков на основании корреляционной матрицы элементов, что обеспечивает компенсацию неидеальной поверхности рефлектора.

Пункт 8. Способ по пункту 7, согласно которому диаграмма направленности сформированного пучка представляет собой функцию от диаграммы направленности облучателя и весовых коэффициентов пучка, при этом регулирование диаграммы направленности сформированного пучка включает регулирование весовых коэффициентов пучка на основании корреляционной матрицы элементов.

Пункт 9. Способ по пункту 7, согласно которому амплитуды и фазы измеряют по мере поворота спутника с предварительно определенной скоростью в предварительно определенном диапазоне.

Пункт 10. Способ по пункту 7, согласно которому дополнительно: направляют сигналы на спутник для отражения от рефлектора, причем спутник принимает сигналы через фидерные линии связи в антенне фидерной линии связи, которую поворачивают в обратном направлении по мере поворота спутника.

Пункт 11. Способ по пункту 7, согласно которому спутник принимает сигналы через фидерные линии связи, причем согласно указанному способу дополнительно: измеряют амплитуды и фазы сигналов, прошедших через платформу связи спутника и вернувшихся обратно через фидерные линии связи, независящие от рефлектора, причем соответствующие амплитуды и фазы формируют вторую совокупность результатов измерения, а корреляционная матрица элементов дополнительно рассчитана как функция от указанной второй совокупности результатов измерений.

Пункт 12. Способ по пункту 7, согласно которому формирователь пучков содержит первый и второй формирователи пучков, причем согласно указанному способу дополнительно: измеряют первую и вторую амплитуды и фазы вторых сигналов, принятых в соответствующих формирователях из первого и второго формирователей пучков от спутника через фидерные линии связи, причем спутник принимает вторые сигналы через фидерные линии связи, независящие от рефлектора, а соответствующая первая и вторая амплитуды формируют первую и вторую совокупности результатов измерений, и рассчитывают показатель разницы как функцию от разницы между указанными первой и второй совокупностями результатов измерений, причем корреляционная матрица элементов дополнительно рассчитана как функция от указанных первой и второй совокупностей результатов измерений и указанного показателя разницы.

Пункт 13. Способ, согласно которому: измеряют амплитуды и фазы сигналов, принятых спутником через фидерные линии связи, прошедших через платформу связи и отраженных от рефлектора спутника в прямом направлении, причем указанные амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения, измеряют амплитуды и фазы сигналов, прошедших через платформу связи и вернувшихся обратно через фидерные линии связи, независящие от рефлектора, причем соответствующие амплитуды и фазы формируют вторую совокупность результатов измерения, рассчитывают корреляционную матрицу элементов как функцию от указанных первой и второй совокупностей результатов измерений, причем корреляционная матрица элементов представляет диаграмму излучения облучающего элемента от рефлектора, и регулируют диаграмму направленности сформированного пучка формирователя пучков на основании корреляционной матрицы элементов, что обеспечивает компенсацию неидеальной поверхности рефлектора.

Пункт 14. Способ по пункту 13, согласно которому диаграмма направленности сформированного пучка представляет собой функцию от диаграммы направленности облучателя и весовых коэффициентов пучка, при этом регулирование диаграммы направленности сформированного пучка включает регулирование весовых коэффициентов пучка на основании корреляционной матрицы элементов.

Пункт 15. Способ по пункту 13, согласно которому амплитуды и фазы измеряют по мере поворота спутника с предварительно определенной скоростью в предварительно определенном диапазоне.

Пункт 16. Способ по пункту 13, согласно которому дополнительно: направляют сигналы на спутник для отражения от рефлектора, причем спутник принимает сигналы через фидерные линии связи в антенне фидерной линии связи, которую поворачивают в обратном направлении по мере поворота спутника.

Пункт 17. Способ, согласно которому: измеряют амплитуды и фазы сигналов, отраженных от рефлектора спутника и направленных спутником на формирователь пучков в обратном направлении, причем формирователь пучков содержит первый и второй формирователи пучков, а указанные амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения, измеряют первую и вторую амплитуды и фазы вторых сигналов, принятых в соответствующих формирователях из первого и второго формирователей пучков от спутника через фидерные линии связи, причем спутник принимает вторые сигналы через фидерные линии связи, независящие от рефлектора, а соответствующая первая и вторая амплитуды формируют первую и вторую совокупности результатов измерений, рассчитывают показатель разницы как функцию от разницы между указанными первой и второй совокупностями результатов измерений, рассчитывают корреляционную матрицу элементов как функцию от указанной первой совокупности результатов измерения, указанной второй совокупности результатов измерений и указанного показателя разницы, причем корреляционная матрица элементов представляет диаграмму излучения облучающего элемента от рефлектора, и регулируют диаграмму сформированного пучка формирователя пучков на основании корреляционной матрицы элементов, что обеспечивает компенсацию неидеальной поверхности рефлектора.

Пункт 18. Способ по пункту 17, согласно которому диаграмма направленности сформированного пучка представляет собой функцию от диаграммы направленности облучателя и весовых коэффициентов пучка, при этом регулирование диаграммы направленности сформированного пучка включает регулирование весовых коэффициентов пучка на основании корреляционной матрицы элементов.

Пункт 19. Способ по пункту 17, согласно которому амплитуды и фазы измеряют по мере поворота спутника с предварительно определенной скоростью в предварительно определенном диапазоне.

Пункт 20. Способ по пункту 17, согласно которому дополнительно: направляют сигналы на спутник для отражения от рефлектора, причем спутник принимает сигналы через фидерные линии связи в антенне фидерной линии связи, которую поворачивают в обратном направлении по мере поворота спутника.

Пункт 21. Воздушный летательный аппарат, содержащий систему по любому из пп. 1-6.

В других аспектах иллюстративных реализаций предложена система вместе со способами, направленными, в частности, на компенсацию неидеальной поверхности рефлектора в прямом и обратном направлениях. Признаки, функции и преимущества, описанные в настоящей заявке, могут быть достигнуты независимо друг от друга в различных иллюстративных реализациях или могут быть объединены еще в одних иллюстративных реализациях, дополнительные сведения о которых можно найти по ссылке на приведенные далее описание и чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Таким образом, описав иллюстративные реализации настоящего изобретения в общих терминах, далее будет приведена ссылка на прилагаемые чертежи, которые не обязательно показаны в масштабе.

На фиг. 1 показана система спутниковой связи согласно иллюстративным реализациям настоящего изобретения.

На фиг. 2, 3 и 4 показаны схематичные структурные схемы систем спутниковой связи согласно иллюстративным реализациям настоящего изобретения.

На фиг. 5 показана блок-схема, включающая различные операции в способах согласно аспектам иллюстративных реализаций настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Некоторые реализации настоящего изобретения будут далее описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на некоторых из которых, но не на всех, показаны реализации настоящего изобретения. В действительности различные реализации настоящего изобретения могут быть осуществлены во множестве различных форм, и их не следует толковать таким образом, что они ограничены реализациями, описанными в настоящей заявке, скорее эти иллюстративные реализации обеспечены таким образом, что настоящее изобретение будет законченным и полным, а также будет полностью передавать объем настоящего изобретения специалистам в области техники. Например, в настоящей заявке ссылка может быть приведена на размеры компонентов или их взаимосвязи. Эти и другие схожие взаимосвязи могут быть абсолютными или приблизительными для учета изменений, которые могут возникать, например изменений вследствие технических допусков или т.п. Аналогичные ссылочные номера относятся к аналогичным элементам во всей заявке.

Настоящее изобретение относится к компенсации неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи. Как описано в настоящей заявке, термин «спутник» может быть использован без обобщения и может включать другие типы транслирующих и распределительных устройств, которые в различных примерах могут быть расположены на наземной или бортовой мобильной платформе (например, наземное транспортное средство, воздушный летательный аппарат, космический летательный аппарат, водное судно). Таким образом, несмотря на то, что система связи иллюстративных реализаций может быть показана и описана как содержащая один или более спутников, этот термин может быть использован в более широком смысле для включения одного или более транслирующих и распределительных устройств.

На фиг. 1 показан один пример системы 100 спутниковой связи согласно различным иллюстративным реализациям настоящего изобретения. Как показано, система спутниковой связи может содержать один или более спутников 102, одну или более спутниковых наземных базовых станций 104 и множество пользовательских терминалов 106. Пользовательские терминалы могут представлять собой пользовательские терминалы одного из множества различных типов, таких как ручные терминалы 106а небольшого размера, портативные и транспортные терминалы 106b среднего размера и/или авиационные и морские терминалы 106с большого размера. Спутник может находиться в пределах географического региона 108, в котором могут быть расположены базовая станция и один или более пользовательских терминалов. Базовая станция может составлять часть одной или более сетей 110 или может быть соединена с одной или более сетями 110, такими как сеть Интернет, коммутируемые телефонные сети общего пользования (PSTN), сети для передачи пакетов данных (PDN), сетью связи общего пользования наземных мобильных объектов (PLMN), частными сетями, такими как корпоративные и правительственные сети, и/или другими серверами и службами.

В различных примерах спутник 102 и базовая станция 104 могут обеспечивать возможность связи между пользовательскими терминалами 106 и сетью 110. Таким образом, базовая станция может принимать информацию (например данные) из сети и сообщать эту информацию на спутник. Спутник может в свою очередь передавать или транслировать информацию на один или более пользовательских терминалов в сфокусированных пучках. И наоборот, спутник, например, может принимать информацию от пользовательского терминала и сообщать эту информацию на базовую станцию, которая может в свою очередь передавать или транслировать указанную информацию в сеть. Данный тип связи может иногда называться как «связь по изогнутой трубе». Однако, следует понимать, что иллюстративные реализации могут быть также применены и к другим типам спутниковых систем, таким как спутниковые системы с бортовой коммутацией пакетов.

Спутник 102 может применять определенное количество сфокусированных пучков с обеспечением нанесения пучков, которое формирует зону покрытия в пределах географического региона 108, которая может быть разделена на множество ячеек. Пучки в одном примере могут охватывать соответствующие ячейки системы 100 спутниковой связи. Каждому пучку может быть присвоена некоторая метка пучка для создания диаграммы, которая соответствует диаграмме повторного использования частоты спутника. В некоторых примерах метка пучка может представлять собой цвета или ячейки, или может представлять собой алфавитные, числовые или алфавитно-числовые символы. Согласно иллюстративным реализациям настоящего изобретения, спутник может использовать ту же самую частоту в то же самое время для двух или более ячеек. То есть спутник может повторно использовать ту же самую частоту в различных пучках с тем же самым цветом. В одном примере расстояние для повторного использования может быть измерено от центра одного пучка до края другого пучка с тем же самым цветом.

На фиг. 2 более подробно показана система 200 спутниковой связи, которая в одном примере может соответствовать системе 100 спутниковой связи по фиг. 1. Как показано, система спутниковой связи может содержать один или более спутников 202, одну или более спутниковых наземных базовых или шлюзовых станций 204 и множество пользовательских терминалов 206, которые в одном примере могут соответствовать спутнику 102, наземной базовой станции 104 или пользовательским терминалам 106. Шлюзовая станция может принимать информацию (например данные) от одной или более сетей 208 (например сети 110) и может сообщать эту информацию на спутник через одну или более фидерных линий 210 связи в предварительно заданной полосе частот (например, Ku-полосе частот) и наоборот. Как показано, шлюзовая станция может содержать наземную управляющую сеть 212 (GCN), которая может содержать, например, спутниковую базовую подсистему (SBSS) и опорную сеть (CN), выполненные с возможностью связи с сетью. Шлюзовая станция может дополнительно содержать радиочастотное (RF) оборудование 214 (RFE) и, как пояснено далее, наземный формирователь пучков (GBBF), выполненный с возможностью обеспечения возможности связи со спутником.

Спутник 202 может передавать или транслировать информацию от шлюзовой станции 204 на один или более пользовательских терминалов 206 и наоборот. Спутник может содержать платформу 216 связи или полезную нагрузку, которая содержит систему антенн, содержащую решетку из облучающих элементов 218 антенны (включая облучающие элементы 218а, 218b прямой связи и обратной связи), а также фазированную решетку или рефлектор 220. Эта облучающая решетка может быть выполнена с возможностью приема информации от шлюзовой станции 204 и с возможностью передачи или трансляции информации на один или более пользовательских терминалов 206 в сфокусированных пучках 222 через одну или более пользовательских линий связи в предварительно заданной полосе частот (например, в L-полосе частот). В различных примерах платформа связи может дополнительно содержать подходящую схему, выполненную с возможностью применения усиления антенны для «закрытия» пользовательской линии связи с пользовательским терминалом.

Рефлектор 220 может представлять собой одиночный рефлектор или множество рефлекторов, а также может иметь любой подходящий размер и иметь параболическую или другую подходящую поверхность. В различных примерах рефлектор может быть выполнен большим, например достигать величины 22 метра в диаметре, что может обеспечивать возможность формирования более узких сфокусированных пучков и возможность повторного использования максимальной частоты. В одном примере рефлектор может иметь поверхность, сформированную из сетчатого материала, и может быть вытянут наружу из повернутой конфигурации в развернутую конфигурацию, в которой его поверхность может формировать параболу. В некоторых примерах это развертывание может быть приведено в действие приводными двигателями с индивидуальным управлением, расположенными в угловых шарнирах, которые могут обеспечивать вращающий момент, необходимый для притягивания растяжек с обеспечением развертывания рефлектора.

Спутник 202 может применять определенное количество сфокусированных пучков 222 с обеспечением нанесения пучков, что формирует зону покрытия в пределах географического региона (например региона 108), которая может быть разделена на множество ячеек. По меньшей мере для частичного облегчения этой направленной передачи или этого направленного приема система 200 спутниковой связи может содержать формирователь пучков, выполненный с возможностью регулирования амплитуды и фазы каждого канала для каждого облучающего элемента 218 согласно одному или более коэффициентам пучка, весовым коэффициентам пучка или т.п. (в целом «весовые коэффициенты пучка»). Эти каналы могут иногда называться в настоящей заявке как «каналы элементов». Таким образом, формирователь пучков может создавать пучки, которые могут быть выданы на спутник посредством соответствующих каналов (иногда называемые как «каналы для пучков») формирователя пучков. В одном примере формирователь пучков может быть реализован в шлюзовой станции в виде наземного формирователя 224 пучков (GBBF).

В различных примерах могут быть созданы весовые коэффициенты пучка, при этом они могут быть загружены в наземный формирователь 224 пучков (GBBF) или в иной случае приняты им. Весовые коэффициенты пучка могут быть созданы определенным количеством различных способов. В одном примере весовые коэффициенты пучка могут быть созданы вычислительным устройством, таким как устройство 226 для создания весового коэффициента пучка (BWG), или в оффлайновом режиме другим вычислительным устройством и могут быть загружены в устройство для создания весового коэффициента пучка (BWG), из которого весовые коэффициенты пучка могут быть загружены в наземный формирователь пучков (GBBF). Наземный формирователь пучков (GBBF) может использовать весовые коэффициенты пучка для формирования пучков, соответствующих связанным с ними ячейкам, и выдавать эти пучки на спутник 202 через соответствующие каналы для пучков.

В прямом направлении сигналы из сети 208 могут быть отправлены на наземный формирователь (224) пучков (GBBF) посредством наземной управляющей сети 212 (GCN). Наземный формирователь пучков (GBBF) может применять надлежащий весовой коэффициент пучка или совокупность весовых коэффициентов пучка к сигналам, что может привести к формированию нескольких сигналов, предназначенных для соответствующих облучающих элементов 218а прямой связи платформы 216 связи спутника 202. Наземный формирователь пучков (GBBF) может затем направить сигналы на спутник посредством радиочастотного оборудования 214 (RFE). Спутник может затем выдавать сигналы на надлежащий пользовательский терминал 206 во сфокусированном пучке 222 в области покрытия. В одном примере спутник может принимать сигналы через фидерные линии связи 210 в антенне 228 фидерной линии связи, усиливать, преобразовывать с понижением частоты и маршрутизировать сигналы на облучающие элементы прямой связи через соответствующую схему. При этом платформа 216 связи может содержать канальный приемник прямой связи (и соответствующий канальный приемник обратной линии связи для обратного направления), выполненный с возможностью маршрутизации сигналов между сигналами полосы частот фидерной линии связи и сигналами полосы частот пользовательской линии связи, и гибридную матрицу, выполненную с возможностью распределения сигналов на облучающие элементы прямой связи согласно преобразованию типа «гибридная матрица в блок объединения». При этом из облучающих элементов прямой связи сигналы могут излучаться от рефлектора 220 по направлению к ячейке в географическом регионе, в котором сигналы могут быть приняты пользовательским терминалом 206 в соответствующей ячейке.

В обратном направлении сигналы от пользовательского терминала 206 могут быть отправлены на спутник 202, а также могут быть отражены от рефлектора 220 и приняты облучающими элементами 218b обратной связи. Сигналы могут быть усилены и маршрутизированы на шлюзовую станцию 204 в фидерных линиях 210 связи. В шлюзовой станции сигналы могут быть приняты наземным формирователем (224) пучков (GBBF) посредством радиочастотного оборудования 214 (RFE). Наземный формирователь пучков (GBBF) может использовать надлежащий весовой коэффициент пучка или совокупность весовых коэффициентов пучка для усиления этих пользовательских сигналов, которые затем могут остаться в сети для обработки и маршрутизации.

В одном примере формирование пучка, выполняемое наземным формирователем (224) пучков (GBBF), может быть описано следующей формулой:

В приведенном ранее описании каждая диаграмма направленности облучателя может оказаться аналогичной отдельной диаграмме радиочастотного (RF) излучения в географическом регионе (например регионе 108) с обеспечением отражения от рефлектора 220. Диаграммы излучения могут быть снабжены надлежащими весовыми коэффициентами посредством соответствующих весовых коэффициентов пучка, а также суммированы для создания сконцентрированной и управляемой диаграммы излучения в географическом регионе, иногда называемой как «сформированный пучок». Технические характеристики сформированного пучка могут быть измерены посредством определенного количества параметров, включая, например, эффективную изотропную мощность излучения (EIRP), отношение коэффициента усиления к температуре (G/T), отношение мощности сигнала на несущей к помехе (С/I) и т.п.

Весовые коэффициенты пучка часто создают с тем, чтобы удовлетворять конкретным требованиям к техническим характеристикам, включая эффективную изотропную мощность излучения (EIRP), отношение коэффициента усиления к температуре (G/T), отношение мощности сигнала на несущей к помехе (С/I) и т.п., при этом часто полагают, что рефлектор имеет идеальную поверхность (с идеальной формой). Однако, как пояснено в разделе «Уровень техники», большие поверхности некоторых поверхностей 220 (например параболические рефлекторы) и их разворачивание часто создает искривление, которое приводит в образованию неидеальной поверхности (с неидеальной формой). Таким образом, поверхность рефлектора часто не является точно и постоянно предсказуемой. При этом, когда поверхность отклоняется от своей идеальной формы, может происходить ухудшение технических характеристик. Например, может происходить ухудшение отношения мощности сигнала на несущей к помехе (С/I), поскольку технические характеристики бокового лепестка не могут быть точно предсказаны и учтены.

Как видно из формулы (1), свойствами сформированного пучка можно управлять посредством диаграммы направленности облучателя (рефлектора 220) и весовых коэффициентов пучка, что может обеспечить степени свободы для достижения необходимых технических характеристик. Согласно иллюстративным реализациям настоящего изобретения, затем могут быть измерены сигналы, отраженные от рефлектора, содержащего неидеальную поверхность. Весовые коэффициенты пучка могут быть затем отрегулированы на основании результатов измерений для обеспечения наличия той же самой или близкой к этому диаграммы направленности сформированного пучка, как у соответствующего рефлектора, имеющего идеальную поверхность, что может обеспечивать соответствие системы конкретным требованиям к техническим характеристикам, таким как отношение мощности сигнала на несущей к помехе (С/I).

На фиг. 3 показана иллюстративная система 300 спутниковой связи, аналогичная системе 200, показанной на фиг. 2, однако в этой системе шлюзовая станция 302 содержит одну или более антенн 304 в ячейке географического региона (например региона 108), в пределах которого спутник 202 обеспечивает зону покрытия. В одном примере антенна или антенны соответственно может или могут содержать антенну для орбитальных испытаний (IOT) (например, антенну для L-диапазона частот), которая может быть в иных случаях использована шлюзовой станцией для обеспечения функций по выполнению орбитальных испытаний (IOT), а также одну или более антенн служащей маяком станции связи типа «Земля-космос» (UBS), которые могут в иных случаях быть использованы для таких целей, как управление мощностью, ориентирование спутника и т.п. Аналогично пользовательскому терминалу 206, спутник затем может быть выполне