TW201126815A - Electromechanical polarization switch - Google Patents

Description

201126815

V 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明所揭示之主旨通常關於設置用於極化切換以 增加系統效能的一種天線終端機（antenna terminal)之系 統、裝置與方法。 【先前技術】 一傳遞中的射頻(Radio frequency，RF)信號可具有不 同的極化’意即線性、橢圓形或圓形。線性極化由垂直極 化與水平極化所構成，然而圓形極化由左手圓形極化 (Left-hand circular polarization，LHCP)與右手圓形極化 (Right-hand circular polarization，RHCP)所構成。一天線 基本上設置成通過一種極化，例如LHCP，並抑制另—種 極化，例如RHCP。 習用的非常小型孔徑終端機（Very small apmure terminal ’ VS AT)天線利用一種大致與硬體相關的固定式極 化。於該衛星終端機的安裝期間，該基礎極化通常被設 疋，且3亥極化态被固定在定位。改變此設定通常需要一技 師在該終端機處實體地操縱該極化器。 不像疋典型的單一極化天線，一些裝置設置成可 要拆解該天線終端機而改變極化。做為—示例並參 1，一先前具體實施例為「棒球式」切換器1G1的使^ 以，匕之間％子式可操縱的切換。由方塊圖可以瞭解 到」切換器101之旋轉藉由連接—信號路經並終 4 201126815 止另一信號路徑即可造成極化的改變。大致上每個「棒球 式」切換器101需要一具有獨立的控制電路之個別的旋轉 式致動為’其會增加該裝置的成本。 因此，需要一種新的低成本方法與裝置，用於切換一 天線系統的極化而達到低損耗與高功率效能。同時，亦需 要遠端實質上即時地切換一天線系統的極化。 【發明内容】 根據本發明的多種態樣，提供一種在一天線系統中用 於機電極化切換的方法與系統。該天線系統可包含在一收 發器（transciver)外殼中的一整合式波導（integrated waveguide)，其中該波導具有兩個或兩個以上的頻道。在 不你丨性具體實施例中，一滑動切換器被加入到該波導當 中。δ亥滑動切換器設置成藉由實體地重新對準這些波導頻 逼來切換該天線系統的極化。 ^ 根據本發明之多種態樣，提供一種極化切換的方法， :亥^去包括：（1)在具有第一極化的第一模式中操作一天線 系絲y (2)在具有第二極化的第二模式中操作該天線系統； (3)f由使用一線性切換器以實體上改變該天線系統之一 波導的這些頻道而在該第一模式與該第二模式之間切 換在此不例性具體實施例中，該第一極化不同於該第二 極化。 #置根據一示例性具體實施例，一地面式微波通訊終端機 成促進負載平衡(load balancing)。負載平衡涉及移動

S 5 201126815 在:特定衛星或點對點系統上之某些負載，使其由一極性 i頻率範圍「色彩」（c〇l〇r)或「波束」到另一者。該負載平 衡由遠端地切換極性之能力來致能。 「在—示例性具體實施例中，此信號切換（且因此構成 「負栽平衡」的衛星能力）可定期地執行。在其它示例性 具體實施例中’負載平衡可在許多終端機(例如數百或數 千個終端機）上同時或實質上同時地執行。在其它示例性 具體實施例中’負載平衡可在許多終端機上執行，而不需 要人工地重新設置數千台使用者終端機。 在一示例性具體實施例中，該負載平衡基於系統負載 可視需要經常地執行。例如，負載平衡可以季節為基礎來 完成。例如’負載可在當學校、大學及類似者開始及結束 學期時顯著地變化。在一示例性具體實施例中，該切換可 以任何規則性發生。例如，該極化可在晚間被切換，然後 於營業時間切換回來’以反映出隨時間不同所發生的傳輸 負載的變化。在一示例性具體實施例中，該極化可於該裝 置的哥命期間被切換數千次。 【實施方式】

本申請案之美國專利申請案為名為 「ELECTROMEHANICAL POLARIZATION SWITCH」之 美國臨時申請案(U.S. Provisional Application)的非臨時申 請案，此美國臨時申請案的案號為61/259,053，申請曰為 2009/11/6。本申請案之美國專利申請案為名為 r AUTOMATED BEAM PEAKING SATELLITE GROUND s 6 201126815 為 TERMINAL」之美國臨時申請案的非臨時申請案，此美國 臨時申請案的案號為61/259,047，申請曰為2009/11/06。 本申請案之美國專利申請案為名為「dYNaM1c REAL-TIME POLARIZATION FOR ANTENNAS」之美國 臨時申請案的非臨時申請案，此美國臨時申請案的案號為 61/259,049 ’中請日為2009/11/06。針對任何用途，前述 申請案之内容皆在此以完整參照文獻的方式來加以併入。 雖然此處所述之示例性具體實施例以充份的細節讓 本技藝專業人士可實施本發明，應瞭解在不背離本發明之 精神與範圍前提之下可實現其它具體實施例，並可進行邏 輯、電性與機械性改變。因此，以下的說明並非要做為對 本發明之使用或應用性的限制，而是僅提供於做為示例性 具體實施例之完整與完全的說明。 根據一示例性具體實施例，揭示一種極化切換裝置與 方法。該極化切換可連同頻率切換來完成，或其可在維持 相同頻率之下來完成。因此，一些討論將同時依照極化與 頻率切換’但多種具體實施例僅切換極化。在一示例性具 體貫施例中，一天線收發器設置成利用接收及/或傳送微波 與耄米波（Millimeter-wave，mm-wave)信號之最小中斷 (minimal interruption)來改變極化。在一示例性具體實施例 中並爹照圖2 ’天線系統200包含號角形饋電器（feed horn)201之饋電結構，極化器2〇2與波導2〇3與滑動切換 器204。滑動切換器2〇4在一示例性具體實施例中設置成 重新設置這些傳遞的信號之極化。在一具體實施例中，波 $ 203 為一正交模式換能器（〇rth〇ni〇de transducer， OMT’）。滑動切換器204連接至波導2〇3，並定位於天線 201126815 % 波導203與一傳送器/接收器部之間。實際上， 5丨、裔204域導203的延伸，並導引這些信號使其 傳遞到-負載中或終止於—負載中。 在，費者衛星RF通訊之領域中，—衛星基本上將傳 =及或接收貧料(例如電影及其它電視節目、網際網路資 或類似者)給在其家中具有個人衛星碟(satellite dish) 白' 消費者。最近，這些衛星可由更多的行動平台（例如附 二氣機火車及/或A車的收發器）傳送/接收資料。可預 Ϊ ί上型或攜帶型衛星收發器之增加的使用將為未來的 #恶。=然在此文件中有時以有關於家用衛星收發器來敘 j，但是現在所討論的先前技術限制可被應用到任何與一 俯星進行通訊的個人消費者地面式收發器（或傳送器或接 收器）。 一傳遞中的射頻(RF)信號可具有不同的極化，意即線 性、橢圓形或圓形。線性極化由垂直極化與水平極化所構 成，然而圓形極化由左手圓形極化(LHCp)與右手圓形極化 (RHCP)所構成。一天線基本上設置成通過一種極化，例如 LHCP ’並抑制另一種極化，例如RHCp。 並且’習用的非常小型孔徑終端機(VSAT)天線利用一 種與硬體相關的固定式極化。該基礎極化通常在該衛星終 端機的安裝期間被設定，此時該極化器硬體的人工組態為 固定。例如’ 一極化器通常設定成LHCP或RHCP，並繫 緊在定位上。在一習用的VSAT天線中改變極性，可能需 要解開該極化器，將其旋轉90度到相反的圓形極化，然 後重新繫緊該極化器。顯然這對於大量的頻率是無法完成s 8 201126815 H且f特定的—天内每個技師僅可切換有限數目的收發 為（以5台或可能10台為標準）。 97收毛 不像疋典型的單一極化天線，一些裝置設置兩 要拆解該天線終端機而改變極化。 :，列為「棒球式」切換器的使用，以提純化 棒球式」切版旋轉藉= θ二虎路仕亚〜止另—信號路徑而造成極化的改變。作 個「棒球式」切換11需要具有獨立的控制電路之二 一广轉式致動|§，#會增加該裝置的成本，使得此组 寬頻或VSAT終端機 -另τ用H有限數目之終端機的大型地面站台。 再者’另一種方式為使得—条紱斜你立 ，硬體。該極化選擇藉由完成或致能該需要 =解除選料需要之㈣來達成。此方式經常⑽终職 ==::::r 一，倍= 習用的衛星可經由-特定頻帶與-特定極化上之射 ===地面ΐ收發器進行通訊。—頻帶與極化之每 種、、且5已知為-種「色彩」。該衛星將以在一 的信號傳送到-本地地理區域，而能夠存取在簡丄之 地理區域可由一地圖上的「斑點」―來表示。 母個波束/斑點將具有-相關的「色彩」。因此，不同色争 =波束將不具有相同的頻率、相同的極化或兩者皆不相 同0

S 9 201126815 實務上’在相鄰斑點之間有些部份重疊，使得在 特定點處可有兩個、三個或更多的波束可由任何—個地面 式收發器「看見」。相鄰的斑點基本上將具有不同的 彩」’以降低來自相鄰波束之雜訊/干擾。 在先剷技術中，覓頻消費者衛星收發器基本Λ 一種色彩，且在該收發器的壽命期間維持該設定。二果由 該衛星傳送的該信號之色彩被改變，以該色彩與該衛星正 在通訊的所有地面式收發器將立即中斷或切斷。基本上， 一技師將必須造訪該消費者的家，並人工地改變（或可能 實體上拆解並重新組裝）該收發器或極化器，以使得該^ 費者的地面式收發器再一次地能夠以新的「色彩」信號與 5亥喊生進行通。此為在該先前技術中的實際影響，對於 自該衛星傳送的該信號色彩並未進行改變。 為了類似的原因，第二種實際上的限制為地面式收發 态基本上無法由一種色彩改變成另一種（即如果它們被改 變，其為一人工程序）。因此，需要一種新的低成本方法 與裝置，以遠端地改變一天線系統之頻率及/或極化。亦需 要一種方法與裝置可近乎即時性並經常做改變。 在斑點波束通訊衛星系統(spot beam communication satellite system)中，利用頻率與極化多樣性兩者來降低來 自鄰接斑點波束的干擾。在一示例性具體實施例中，頻率 與極化兩者皆在地理上相隔的其它波束中重新使用，以最 大化通訊傳輸容量。這些斑點波束樣式通常藉由使用不同 的色彩而在一地圖上被識別’以識別用於該斑點波束之頻 201126815 率與極性的組合。然後藉由使用有多少不同的組合（或「色 彩」）來定義該頻率與極性重新使用樣式。 根據多種示例性具體實施例並參照圖3，一天線系統 設置成頻率與極化切換。在一特定示例性具體實施例中， 該頻率與極化切換包含兩個頻率範圍之間與兩個不同極 化之間切換’這已知為四色彩切換(four color switching)。 在其它示例性具體實施例中，該頻率與極化切換包含對於 總共六個個別的色彩的在三個頻率範圍之間與兩個不同 極化之間的切換。再者’在多種示例性具體實施例中，該 頻率與極化切換可包含利用任何適當數目的頻率範圍在 兩個極化之間切換。在另一示例性具體實施例中，該頻率 與極化切換可包含利用任何適當數目的頻率範圍在兩個 以上的極化之間切換。 根據多種示例性具體實施例，執行頻率與極化切換之 能力在地面式微波通訊終端機中具有許多好處。例如，這 樣來可促進增加頻寬、負載偏移、漫遊(roaming)、增加 資料速率/下载速度，改善該系統中一使用者群組的整體效 率’或者改善個人的資料通訊速率。在一示例性具體實施 例中’地面式微波通訊終端機包含點對點終端機。在另一 不例性具體實施例中，地面式微波通訊終端機包含用於與 任何衛星進行通訊的地面終端機，此衛星例如為設置成切 換一廣播的RF信號之頻率範圍及/或極性的衛星。這些地 面式彳政波通訊終端機為斑點波束式的系統（spot beam based system)。 201126815 根據多種示例性具體實施例，設置成傳遞一或多個 RF信號波束（其每一者皆關聯於一斑點及/或色彩）的衛 生，其在微波通δίΐ糸統中具有許多好處。例如，類似於上 述根據多種具體實施例之示例性終端機，這樣一來可促進 增加頻寬、負載偏移、漫遊、增加資料速率/下載速率、改 善在該系統上一使用者群組的整體效率，或者改善個人的 資料通訊速率。根據另一種示例性具體實施例，該衛星設 置成遠端地切換由該衛星廣播的RF信號之頻率範圍及/ 或極性。這在微波通訊系統中具有許多好處。在另—示例 性具體實施例中，衛星與任何適當地面式微波通訊終端機 進行通訊’例如具有能力來執行頻率及/或極化切換的終端 機0 先前技術的斑點波束式系統使用頻率與極化多樣性 來降低或排除來自鄰接斑點波束的干擾。這可允許在非鄰 接波束中之頻率重新使用，而可增加衛星容與通量 (throughput)。可惜的是，在先前技術中，為了具有這種多 樣性’攻些系統的安裝者必須能夠在安裝時設定正確的極 性，或攜帶不同極性版本的終端機。例如，在一安裝場 所·!—安裝者可能攜帶要設置成左手極化的第一終端機與 置成右手極化的第二終端機，且使用該第一終端機在 2理區域及該第二終端機在另—地理區域。另外，該安 ifI能能夠拆解及重新組裝—終端機，以將其由一種極 於^ Q、成另二種極化。此可例如藉由移除該極化器、將其 ί此告0^ ’亚在此新的方向上重新安裝該極化器來完成。 以很繁雜’在於令人討厭地必_ 步驟A i 所。亚且，這些人工拆解/重新組装 s: 成人為錯誤及/或缺陷的可能性。 12 201126815 再者，#先賴麟決方輯於財實務上的 =，永久地設定-特定終端機之__與極化。 因為對於該頻率範圍與極化的任何改變將牽涉到一服 召喚的時間與費用。一安裝者將必須造訪該實際 ^ =使用該拆解/重新組裝技術或II由僅切換到整個終端 ^來改變該極化。在消費者寬頻衛星終端機市場上，該服 ^召喚的成本會超過該設備的成本，且概言之，人工地改 變這些終端機中的極性在經濟性上並不可行。 根據多種示例性具體實施例，提供一種用於電子式或 嘰電式切換頻率範圍及/或極性的低成本系統與方法。在一 =例性具體實施例中，一終端機的頻率範圍及/或極化可不 =¾過人為觸碰該終端機來改變。換言之，一終端機的頻 j'範圍及/或極化可在沒有服務召喚情況下改變。在一示例 |具體貫施例中，該系統設置成遠端地使得該終端機的頻 ;:範圍及/或極性被改變。 。。在一示例性具體實施例中，該系統與方法促進安裝一 種類的終端機，其能夠被電子式地設定成在兩個或兩 j以上頻率範圍内的一需要的頻率範圍。一些示例性頻率 範圍包括接收10.7 GHz到12.75 GHz，傳送13.75 GHz到 W.5 GHz ’ 接收 18.3 GHz 到 20.2 GHz，並傳送 28.1 GHz ，30.0 GHz。再者，一點對點系統之其它需要的頻率範圍 =在15 GHz到38 GHz之間。在另一示例性具體實施例 、’該系統與方法促進安裝一單一種類的終端機，其能夠 及氣子式地δ又疋成兩種或兩種以上極性中的·一需要的極 技。這些極性可包含例如左手圓形、右手圓形、垂直線性、s 13 201126815 水平線性或任何其它正交極性(orthogonal polarization)。再 者，在多種示例性具體實施例中’一單一種類的終端機可 被安裝，其能夠分別由頻率範圍與極性的多種選擇當中電 子式地選擇該終端機的頻率範圍與極性兩者。 在一示例性具體實施例中’傳送與接收信號為成對， 以致於一共通切換機制同時地切換兩個信號。例如，一「色 彩」可為使用RHCP之頻率範圍在19.7 GHz到20.2 GHz 中的一接收信號，及使用LHCP之頻率範圍在29.5 GHz 到30.0 GHz中的一傳送信號。另一種「色彩」可使用相 同的頻率範圍’但使用RHCP傳送並使用LHCP接收。因 此，在一示例性具體實施例中，傳送與接收信號在相反的 極化中操作。但是，在一些示例性具體實施例中，傳送與 接收信號在相同的極化中操作，其會增加無自我干擾作業 (self-interference free operation)的信號隔離需求。 因此，一單一終端機種類可被安裝，其可用第一種方 法設置在-第-地理區域，並用第二種方法設置在不同於 該第-區域的-第二地理區域，其中該第一地理區域使用 H而該第二地理區域使用不同於該第—色彩的 一第二色彩。 豕疋地面式微波通· 根據另一示 根據一示例性具體實施例， 終端機的終端機，可設置成促進 性具體實施例，-衛星可以設置 衡牵涉到將在-肢衛星或點對點系統上 一極性/頻率範圍「色彩」或「波束」移動到另_4 = 14 201126815

X =例性具體實施例中，該負載平衡藉由遠端地切換該終端 機或泫衛星之任一者之頻率範圍及/或極性的能力來致能。 1此，在示例性具體實施例中，一種負載平衡的方法 包含遠端地切換一或多個地面式微波通訊終端機的頻率 範1及/或極性的這些步驟。例如，系統操作者或負載監視 電腦可判定在系統頻寬資源中動態變化已經產生一種狀 況，其中將有利於移動某些使用者到較不擁塞的鄰近波 在一示例中，那些使用者可在稍後當該負載再次改變 日年被私回。在一示例性具體實施例中，此信號切換（且因 此此衛星容量「負載平衡」）可定期地執行。在其它示例 性具體實施例中，負載平衡可在許多終端機(例如數百或 數千台終端機）上同時或實質上同時地執行。在其它示例 性具體實施例巾’負載平衡可在許多終端機±執行，而不 需要數千台使用者終端機人工地重新設置。 在-示例性具體實施例中，信號極化的動態控制藉由 利用極化跳躍（polarization hopping)來實作於安全通訊 (secure communication)。通訊安全性可藉由改變在其它授 權的使用纟已知的一速率下的一通訊信號的極化、來力= 強。一未授權的使用者將不知道在任何給定時刻下的正確 極化’且如果使用-固定極化時，該未授權的使用者將僅 在短暫時間内具有正確的極化。對於安全通訊之極化 的類似應用係將極化跳躍用於信號掃描。換言之，唁天 之極化可被連續地調整來對信號偵測進行監視。μ " 在-示例性具體實施例中，該負載平衡基於 可視需要經常地執行。例如，負載平衡可以季節為基礎= 15 201126815 2成。例如，負載可在當學校、大學及類似者開始及结束 =期％·%員著地變化。在另一示例中，放假期間可能造成顯 ^的負載變化。例如，—特定地理區域可能具有非常高的 =枓流量之負載。這可由於高於該地區之平均人口密度， =該地區之收發器的平均數目，或高於在該地區之資料 其=平均使用量。在另一示例中’負載平衡以每小時為 二礎來執行。再者’負載平衡可在任何適當時間執行。在 沉如Λ最大使用量在下午6至7點之間，則在最 巴中L载ί 域中的—些使用者可被切換到不同時 £中的相鄰波束。在另一示例中，4里tL 、玉』个丨J 丁 公室與家庭終端機兩者，且這此二區域包含辦 要t卜宕山Α八 k二辦公至終端機在不同時間 的負載’該 ;庭與辦公室終端機之間來執行。在又另」=τ: 中，—特定區域可具有增加的本地 貫鈿例 關於公司、科學研究活動、 = 專，I…例如 輸、運動項目或展覽會範圍内的s ς的娛樂資料傳 例性具體實施例中，負載平衡=拖換吕之’在一示 器之任何子群組的色彩來執行。切換—個群組的收發 在一示例性具體實施例中，哕 機設置成基於預先程式化的指;頻地面式終端 彩，並切換到另一個作業色彩。判疋可使用哪些色 看到兩個或兩個以上的波庚「教 σ，5亥地面式終端機可 式終端機可判定這些兩個或(兩同，)。該地面 合做連接。此判定可基於任何 、波束中哪些較適 例性具體實施例中，所要使用=因素來進行。在-示 速率、該下載速度’及，或關聯於 16 201126815 量。在其它示例性具體實施例中，該判定係隨機性或以任 何其它適當方式來做出。 此技術可用於地理性靜止的具體實施例，因為負載會 由於多種原因而在短期間與長期間兩者當中變化，且這種 自我調整的色彩選擇促進負載平衡。此技術亦可用於行動 衛星通訊做為一「漫遊」的形式。例如，在一示例性具體 實施例中，該寬頻地面式終端機設置成基於信號強度而切 換到另一種作業色彩。這是有別於傳統的行動電話式漫 遊，其中該漫遊判定係基於信號強度。相反地，在此處該 色彩分佈係基於在該頻道上的容量。因此，在一示例性具 體實施例中，當該終端由一個斑點移動到另一斑點時，要 使用哪一種色彩的判定可被決定出以最佳化通訊速度。另 外在一示例性具體實施例中，由該衛星廣播的一色彩信號 可改變，或該斑點波束可被移動，且該寬頻地面式終端機

I 1仍可設置成自動地調整來以一不同的色彩進行通訊(例如 基於頻道容量）。 根據另一示例性具體實施例，一衛星設置成傳遞一或 多個RF信號波束，其每一者關聯於一斑點及/或色彩。根 據另一種示例性具體實施例，該衛星設置成遠端地切換由 該衛星廣播的RF信號之頻率範圍及/或極性。在另一示例 性具體實施例中，一衛星可設置成廣播額外的色彩。例 如，一區域及/或一衛星可在第一次僅具有四個色彩，但可 在第二次動態地加入兩個額外的色彩（造成總共六個色 彩）。在此狀況下，會需要改變一特定斑點之色彩成為這 些新色彩中之一者。請參照圖7A，斑點4由「紅色」然 後變成新的「黃色」。在一示例性具體實施例中，加入色s 17 201126815 彩的能力可為該系統之能力的一項功能，該系統之能力為 在一裝置之内的一寬的頻寬上操作、傳送及/或接收，並在 該寬的頻寬上調整該裝置的頻率。 根據一示例性具體實施例並參照圖3，一衛星可具有 一下鍵(downlink)、一 上鍵(uplink)及一涵蓋區域(coverage area)。該涵蓋區域可包含較小的區域，其每一者對應於一 斑點波束來照射該各別的區域。斑點波束可彼此鄰接，並 具有部分重疊的區域。一衛星通訊系統具有許多參數來運 作.（1)正交時間（0rth0g0nal time)或頻率槽(frequency slot) 的數目（以下定義為色彩樣式(color pattern)) ; (2)波束間隔 (beam spacing)(在交會點處(cross-over point)由該波束的滾 動（roll-off)而特徵化）；⑶頻率重新使用樣式（frequency re-use pattern)(該重新使用樣式在結構上可為規則的，其中 需要一均勻分佈的能力）；及(4)波束數目（具有更多波束的 一衛星將提供更多的系統彈性(system flexibility)與較佳的 頻寬效率（bandwidth efficiency))。極化可做為一數量 (quantity)以定義除了時間或頻率槽之外的一重新使用樣 式。在一示例性具體實施例中，這些斑點波束可包含一第 一斑點波束與一第二斑點波束。該第一斑點波束可照射在 一地理區域之内的一第一區域，藉以傳送資訊至第一複數 個用戶終端機(subscriber terminal)。該第二斑點波束可照 射在該地理區域之内並鄰接於該第一區域的一第二區 域，藉以傳送資訊至第二複數個用戶終端機。這些第一與 第二區域可部分重疊。 該第一斑點波束可以具有第一特性極化(characteristie polarization)。該第二斑點波束可以具有第二特性極化，其s 18 201126815 正交於該第—極化。該極化正交性（p〇larizati〇n orthogonality)用於提供鄰接波束之間的一隔離量。極化可 以結合於頻率槽，以達到鄰接波束以及其各別的涵蓋區域 之間較冋的隔離度。在該第一波束中的這些用戶終端機可 具有匹配5亥第—特性極化的極化；在該第二波束中的這些 用戶終端機可具有匹配該第二特性極化的極化。 在這些鄰接波束之重疊區域中這些用戶終端機可選 擇性被指定給該第一波束或該第二波束。此選擇性的指定 為該衛星系統之内的彈性，並可藉由在服務開始之後對於 該重疊區域内任何用戶終端機的重新指定而改變。可在由 鄰接的斑點波束照射的一重疊區域中遠端地改變一用戶 終端機的極化之能力，為使用該衛星資源來改變用戶分佈 與數量之作業與最佳化當中的重要改善。例如，其可有效 率地使用衛星資源’並改善個別的用戶服務來重新指定一 使用者或一使用者群組由一第一波束到一第二波束或由 一第二波束到一第一波束。使用極化做為一種數量來提供 鄰接波束之間的隔離的衛星系統因此可以設置成，藉由傳 送包含一命令的信號來將該極化由一第一極化狀態切換 或改變到一第二正交極化狀態而遠端地改變該極化。該極 化之刻意的改變可促進在使用極化以增加一波束隔離量 的一斑點波束衛星系統中重新指定至一鄰接的波束。 該下鏈基於選出的頻率及/或極化之組合而可包含多 種「色彩」。雖然可使用其它頻率與頻率範圍，以及使用 其它的極化’但是此處提供一多重色彩具體實施例的一示 例。例如，並重新參照圖3，在該下鏈中，色彩U1、U3 及U5為左手圓形極化(LHCP)，而色彩U2、U4及U6為c 19 201126815 右手圓形極化(RHCP)。在該頻率領域中，色彩U3及U4 來自 18.3-18.8 GHz ; U5 及 U6 來自 18.8-19.3 GHz ;而 U1 及U2來自19.7-20.2 GHz。應注意在此示例性具體實施例 中，每個色彩代表一個500 MHz的頻率範圍。在其它示例 性具體實施例中可使用其它頻率範圍。因此，由這些可使 用的選項當中選擇LHCP或RHCP中之一者並指定一頻帶 將指明一色彩。類似地，該上鍵包含多個頻率/極化組合， 其每一者可指定為一色彩。通常LHCP與RHCP如所示為 相反，提供增加的信號隔離，但此並非必要。在該上鏈中， 色彩Ul、U3及U5為RHCP，而色彩U2、U4及U6為 LHCP。在頻率領域中，色彩U3及U4來自28.1-28.6 GHz; U5 及 U6 來自 28.6-29.1 GHz ;而 U1 及 U2 來自 29.5-30.0 GHz。應注意在此示例性具體實施例中，每個色彩賴似地 代表一 500 MHz頻率範圍。 在一示例性具體貫施例中’該衛星可以廣播關聯於一 斑點與一色彩的一或多個RF信號波束(斑點波束）。此衛 生另设置成將δ亥斑點的色彩由一第一色彩改變成一第-不同的色彩。因此，請重新參照圖7Α，斑點1由「紅色」 改變為「藍色」。 ^ 當一斑點的色彩改變時，亦需要改變鄰接斑點的色 彩。請再次參照圖7Α，該地圖顯示在一第一時間點的斑 點色彩群組，其中此時此群組被指定為110，且該地圖的 〜複本顯示在一第二時間點的斑點色彩群組，其被指定為 120。這些色彩之部份或全部可在該第一時間點與該第二 時間點之間改變。例如，斑點丨由紅色變成藍色，而斑點

S 20 201126815 2由監色變成紅色。但是斑點3維持相同。依此方式 一示例性具體實施财，祕的賴並非相同的色彩。 /這些斑點波束之部份為—種色彩，而其它則為不同的 色衫。對於信號隔離而言，類似色彩的這些斑點波束基本 上並不會彼此鄰接。在—示例性具體實施例中並再次參昭 圖3，對於四個色彩斑點波束頻率重新使用而言，所例示' 的分佈樣式（distribution pattern)提供一示例性配置樣气 (layoutpattern)。應瞭解利用此樣式，色彩识將不合鄰ς 於另-色衫U1等。但是應注意基本上這些斑點波束 分重疊，且這些斑點波束可較佳地以圓形的涵蓋區域^ 示。再者，應瞭解該信號之強度會隨著與該圓形的中心^ 距離而降低，以致於該圓形僅近似該特定斑點波束之涵 範圍。這些圓形涵蓋區域可覆蓋在一地圖上，以判定 特定區域中可使用哪些斑點波束。 ~ 根據一示例性具體實施例，該衛星設置成將一或多個 斑點由一第一地理位置偏移至一第二地理位置。此可彳苗述 成將該斑點的中心由一第一位置偏移至一第二位置。此^ 可描述成改變該斑點的有效大小（例如直徑）。根據—示例 性具體實施例’該衛星設置成將該斑點的中心由一第〜位 置偏移至一第一位置及/或改變一或多個斑點的有致大 小。在先前技術中不可能偏移一斑點，因為這種動作將合 中斷地面式收發器。這些地面式收發器將被中斷，因為二 或多個斑點之偏移將使得一些地面式終端機無法與—不 同色彩的新斑點進行通訊。

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簡易地切換ΖΓί具體實施例二這些收發器設置成可 Μ 巴杉。因此，在一不例性方法中，一或客徊WI 要理位置被偏移’且這些地面式收發器的色彩可視需 古鱼都上不？性具體實施例中，這些斑點被偏移，使得一 :負載地理區域由兩個或兩個以上 ，請參照圖7B與7C，特定地理區; ^ ¥南的資料流量負載。在此示例性具體實施例中， 二域21〇在第一時間點僅由斑點1供應，如圖7B所示。 圖7C所不的第二時間點，這些斑點已經被偏移，使得 ^域210現在由斑點1、2及3供應或覆蓋。在此具體實 施’區域21〇中的地面式收發器可被調整，使得這: ^發器之部份由斑點1供應，其它由斑點2供應，而又^ 匕的由斑點3供應。換言之，在區域21〇中的收發器可選 擇性地指定三種色彩中之一者。依此方式，在此區域中的 負載可以共享或貞載平衡。 在一示例性具體實施例中’這些衛星及/或終端機之切 換可以任何規則性發生。例如，該極化可在晚間被切換， 然後於營業時間切換回來，以反映出不同時間之傳輪負載 的變化。在一示例性具體實施例中，該極化可於該系統中 元件壽命期間被切換數千次。 ^ 在一示例性具體實施例中’該終端機的色彩直到安裝 。亥地面式收發器之後才被判定或指定。此係相反於由工薇 出貨時’被設定為一特定色彩的單體(unit)。將—地面式收 暫為運送出去而不考慮其「色彩」的能力可促進較簡單的三 22 201126815 庫存程序’因為僅有一種單體(相對於兩種或四種或更多） 而要被儲存。在—示例性具體實施例中，該終端機被安 裝，然後該色彩以人工或電子式的自動化方式（即該技師 熙法造成人為錯誤）被設定。在另一示例性具體實施例 中，s玄色彩被运端地設定，例如由一遠端中央控制中心所 指定。在另一示例性具體實施例中，該單體本身判定最佳 的色彩’並以該色彩操作。 可注意到對於一特定終端機判定要使用哪種色彩可 基於任何數目的因素。該色彩可以基於哪個信號最強，基 於在可使用的色彩之間可使用的相對頻寬，於可使用的色 彩當中隨機地指定，基於地理性考量，基於時間性考量(例 如天氣、頻寬使用量、事件、工作樣式、星期幾、運動赛 會、及/或類似者），及/或類似者。在此之前，一地面式消 費者見頻終端機無法基於在安裝時或在使用期間快速、遠 端地變化之狀況來判定使用哪種色彩。

根據一示例性具體實施例，該系統設置成促進用戶終 端機之迷端定址能力（addressability)。在一示例性具體實 施例中’該系統設置成遠端地定址一特定終端機。該系統 可設置成定址每一用戶終端機。在另一示例性具體實施例 中’一用戶終端機的群組可被定址。此可使用目前已知或 以後發明的任何數目之方法而發生，以傳遞指令於一特定 收發器及/或用戶終端機的群組。因此，一遠端信號可命令 一終端機或終端機群組由一種色彩切換到另一種色彩。這 些終端機可用任何適當方式定址。在一示例性具體實施例 中，一網際網路通訊協定(Internet Protocol，IP)位址係關 聯於每一個終端機。在一示例性具體實施例中，這些終端 S 23 201126815 機可經由數據機或機上盒(set top box)(例如經由網際網路） 進行定址。因此，根據一示例性具體實施例，該系統設置 成藉由傳送被定址到一特定終端機的一命令，遠端地改變 一用戶終端機的特性極化。此可促進負載平衡及類似者。 該次群組可為在一較大的地理區域之内的一地理次群 組，或以任何適當的基礎所形成的任何其它群組。 依此方式’ 一個別單體可用一對一的基礎進行控制。 類似地，在一次群組中的所有單體可在同時間被命令來改 變色彩。在一具體實施例中，一群組被打散成小的次群組 (例如100個次群組，其每一者包含該較大群組中這些終 端機的1%)。其它次群組可包含這些終端機之5%、】〇〇/〇、 20%、35%、50%及類似者。這些次群組的顆粒性(granuiarity) 可促進在該負載平衡中更微細的調整。 因此’位在地圖上位置A處的具有一四色彩可切換收 發器的個人(參見圖3之實際分佈例示）將具有可使用的色 彩U卜U2及U3。該收發器可被切換成在那三種色彩中， 最符合當時需要之一者上操作。同樣地’在地圖上位置B 將可使用色彩U1及U3。最後，在地圖上的位置C將可 使用色彩U1。在許多實際狀況中，一收發器在一特定區 域内將有兩個或三個色彩選項可使用。 應注意色彩U5及U6亦可使用，且另可增加色彩的 選項以用於一斑點波束樣式内。此亦另可增加在一特定位 置上一特定收發器可使用的這些選項。雖然描述成一四種 色彩或六種色彩具體實施例，但是可使用任何適當數目的 色彩來進行色彩切換，如此處所述。並且，雖然此處描述£ 24 201126815 為:衛星，料要魏明可有㈣於設置成與 行通訊的其它類似的遠端通訊系統。 1“。進 該終端機的頻率範圍/極化可以遠端地、本地地 ，或ΐ某些組合當中至少一者來選擇。在一示例性具體麻 施:’遠終端機設置成被遠端控制來由一頻率範圍，極化 切換到另-者。例如’該終端機可自控制切換 /極化的1央系統接收—信號。該中央系統可判定 化已經顯者?減慢該左手極化頻道，但該右手極化頻道 可使用的頻見。然後該中央系統能夠遠端地切換—些玖 機的極化。這將可改善被切換及非切換之類似使用者^頻 迢可用性。再者’要切換的這些單體可基於地理、天氣、 使用特性、個別頻寬需求及/或其它考量來選擇。再者了 的:換可做為對打電話給該公司反應不;： 的傅输口口貝的客戶的回應。 應/主思雖然在此處所述内容為切換頻率範圍與極化 兩者，但是當僅切換頻率或極化中之一者時，亦可實現類 似於此處所討論到的好處與優點。

一此處所述之頻率範圍切換可用任何數目的方式執 行在示例性具體實施例中，該頻率範圍切換係電子式 地執灯。例如，該頻率範圍切換可藉由調整一相位陣列中 的相位偏移器，在這些固定式頻率振盪器（fre叫如町 oscillabr)或這些轉換器（c〇nverter)之間切換，及/或使用包 § 叮周式振盧态k號(tunable oscillator signal)之一可調 ^雙重轉換傳送器（tunable dual c〇nversi〇n t薦mi則來 貫作。用於本發明之頻率切換的額外祕係揭示於美國專S 25 201126815 申睛編?虎12/614,293，名為「具有單一本地振盡器之雙 轉換傳送器」（DUAL CONVERSION TRANSMITTER 谓™ SINGLE LOCAL OSCILLATOR)，其申請日為 2_ 年11月6曰；其内容在此以參照方式併入本文。 ^根據另一示例性具體實施例，此處所述之該極化切換 可用任何數目的方式執行。在一示例性具體實施例中，該 =切換藉由調整位在正交天線埠上的信號之相對相位 包子式地執行。在另一示例性具體實施例中，該極化切 換係機械式地執行。例如，該極化切換可藉由使用-制口八 式切換(trumpet switch)來實作。該喇叭式切換器可電子 ^，致，例如，該°刺°八式切換器可由電磁鐵、伺服馬 、、電感态、電磁圈（s〇len〇id)、彈簧、馬達、機雷 其任何組合來致動。再者，該切換機制可妓 維持該翁式切換器之位置的任何機制。再者， 性具體實施例中，·式切換器由—閃鎖機構(心 mechanism)維持在定位。該閂鎖機構例如可為固定 鐵。該閂鎖機構保持喇α八式切換器在定位，直 切換到另一極化為止。 子 如此處所述，該終端機可設置成接收造成切換的一 k且肩彳5號可來自一遠端來源。例如，該 一中央辦公室。在另-示例中，—安裝者或客= 本地電腦來切換該極化，該本地電腦連接至 八 切換器的該終端機。在另一具體實施例中，戈= 戶能夠使驗次傳送信號至該切換器的電視機j^來 換該極化。雜化城可於安裝期間發生，㈣增加 的一種手段，或做為排除不良效能之另一種選項。 26 201126815 在其它示例性具體實施例中，可使用人工的方法來將 一終端機由一種極化改變成另一種。這可藉由實體上移動 該系統之外殼内的一切換器，或藉由將該切換器延伸於該 外殼之外來使其較易於人工地切換該極化來達成。此可由 一安裝者或客戶來完成。 上述之多色彩具體實施例之一些示例性具體實施例 可具有優於先前技術的一些好處。例如，在一示例性具體 實施例中’一低成本消費者寬頻地面式終端機天線系統可 包括一天線’一與該天線以信號通訊之收發器，及一極性 切換器’其設置成讓該天線系統於一第一極性與___•第二極 性之間切換。在此示例性具體實施例中，該天線系統可設 置成在該第一極性及/或該第二極性下操作。 '斑點波束 在一示例性具體實施例中，揭示一種系統資振負載平 衡之方法。在此示例性具體實施例中，該方法可包括以下 步驟：（1)判定在一第一斑點波束上的負載高於—需要的位 準’而在一第二斑點波束上的負載夠低到可容納韻外的負 載；（2)識別在該第一斑點波束上且位於該第二斑，點皮束的 視野内的可用於切換之消費者寬頻地面式終端機；傳送 一遠端命令至可用於切換的終端機；及(4)基於讀遠端命 令’切換在這些終端機上的色彩由該第一波束到^ 束。在此示例性具體實施例中，這些第一與第 Λ 一 / 母一者皆為不同色彩。

S 在一示例性具體實施例中，揭示一種衛星通气系統 在此示例性具體實施例中，該衛星通訊系統可包括：、三衛 27 201126815 生’其没置成廣播多個紙點波束；複數個使用者終端機天 線系統’其位在多個地理位置上；及一遠端系統控制器， 其設置成命令這些複數個使用者終端機天線系統之子集 合中至少部份以切換一極性與一頻率中至少一者，以由該 第一斑點波束切換到該第二斑點波束。在此示例性具體實 施例中，這些多個斑點波束可至少包括一第一色彩的一第 一斑點波束與一第二色彩的一第二斑點波束。在此示例性 具體實施例中’這些複數個使用者終端機天線系統之至少 一子集合可位在這些第一與第二斑點波束兩者之視角内。 在一示例性具體實施例中並參照圖4A、4B與4C，收 發器外殼401包含波導403。收發器外殼401另包含滑動 切換器404。在一示例性具體實施例中，滑動切換器4〇4 在一直線方向上移動，藉以改變天線系統4〇〇的極化。在 一示例性具體實施例中’滑動切換器4〇4為一剩叭式間 (trumpet valve)。該喇α八式閥包含通過該切換器的替代性信 號頻道(alternate signal channel)。這些替代性信號頻道^ 對準於波導403中不同的極化頻道。例如，一第一信號頻 運可利用RHCP對準該天線，而一第二信號頻道可利用 LHCP對準該天線。藉由偏移滑動切換器4〇4的位置， 線系統400之極化可被實體地改變。另外，一第一 道能夠湘RHCP對準該天線，^第二信號頻道 RHCP對準該天線。藉由偏移滑動切換器彻 線系統400的極化被實體地改變，以致於該第 〇 可利用體對準該天線，且該第二信號頻道可： LHCP對準該天線。另外的方式亦可行。例如， 號頻道能夠LHCT對準該天線，而 利用LHCP對準該天線。藉由低# L疏頻道亦

S 扁矛夕π動切換器404的位 28 201126815 置，天線系統400的極化被實體地改變，以致於該第一信 號頻道可利用RHCP對準該天線，且該第二信號頻道可利 用RHCP對準該天線。 在一示例性具體實施例中並參照圖4A與4B，波導 403包含共通埠410、第一信號頻道(Channel)425、第二信 號頻道435、第三信號頻道445與第四信號頻道455。這 些頻道之每一者連接至共通埠410。在一示例性具體實施 例中，波導403另包含五個信號埠：接收有效璋(receive active port)41卜傳送有效埠412、接收終止埠/負載(receive termination p〇rt/load)413、第一傳送終止埠/負載 414，及 第二傳送終止埠/負載415。在一示例性具體實施例中，線 性切換态404設置成控制信號頻道425、435、445、455 與數個信號埠411、412、413、4M、415之間的連接。 根據一示例性具體實施例’圖4A所示為如果滑動切 換器404在一位置時的這些信號頻道’而圖43所示為如 果滑動切換器404在另一位置時的這些信號頻道。在如圖 Μ所示的示例性組態中，第—信號頻道425連接至接收 有政埠411 ’第二信號頻迢435被終止於接收終止埠/負載 413中，第三信號頻道445被終止於第二終止槔/負載'々Μ 中，且第四信號頻道455連接至傳送有效埠412。相反地， 在圖4Β所示的示例性組態中，第—信號頻道425終止於 接收終止琿/負載413巾，第二信號頻道435連接至接收有 ，埠41卜第三信號頻道445連接至傳送有效淳412，而 弟四信號頻道455被终止於第—終止埠/負載414中。

S 29 201126815 根據不例性具體實施例並再次參照圖4C 換器404由全屬&拥㈣/ r , , 月動切 映从壬旦，屬化塑知(m p stlc)製成。金屬化塑 胗的重置較輕，且比金屬 者，— 動切拖哭+西h 主萄又從且行石 室里較fe的滑 奐m而要較小的力量來改變位置。在—示例性亘 3二出現在滑動切換器4。4中的這些波導部較短 4〇rtl、、r，RF損耗。在一具體實施例中，滑動切換器 具體每並不包括額外的特徵。但是，在示例性 ^ R ^ ^ 在滑動切換器404中的這些短波導部可包 線对^载m或阻抗匹配結構。這可造成增加的天 月匕亚&成该波導的額外緊密度(compactness)。 y在—不例性具體實施例中，滑動切換器404的位置由 Μ抆制杰所控制。如前所述，該微控制器可自多種來 哭括—中央控制器、本地電腦、數據機或一本地切換 =接收指令。再者，控制滑動切換器4〇4可用如本技藝 業人士所熟知之多種其它裝置與方法實作。 β 人再者，在一示例性具體實施例中，滑動切換器404另 包含滑動鍵406。滑動鍵406設置成於防止製造期間的誤 差’例如藉由不允許滑動切換器404被逆向組裝。 人根據一示例性具體實施例並參照圖5，天線系統5〇〇 包含具有一波導的收發器外殼501。在一示例性具體實施 例中’該波導被整合到收發器外殼5〇1中。在另一具體實 =例中，該波導為「偶入」（drop in)收發器外殼5〇1之— 、、、"構的—部份。收發器外殼501另包含滑動切換器.504。 在示例性具體實施例中，切換機制設置成於兩種不同極 化之間改變滑動切換器504。為了偏移滑動切換器5〇4， 30 201126815 j便用夕種切換機制。例如 杰、一電磁鐵、一電磁圈 ^ 一電磁圈、一彈簧、一馬達、一機電裝置 或1任何组人。^ 低电衣J· .：：SJ；；再者，該切換機制可為設置成移動滑動切 換态504之位置的任何機制。 示例性具體實施例中，滑動切換器504由 -鎖機，505a、5〇5b維持在定位。閃鎖機構_、_ =如可為IU定式韻5Q5a，及細於這些磁鐵的金屬插入 件505b。⑽機構5G5a與5㈣保持滑動切換器撕在定 位，直到該天線被指示改變為另一極化。 在一示例性具體實施例中，電磁圈55〇為切換機制， 用於在一線性路徑上移動滑動切換器5〇4。電磁圈5刈可 由表面安裝電感器（surface m_t ind )製 -示例性具體實施例中，電磁圈)5:成包再含者栓^ (P^nger)55h/—線圈（_)552、第二線圈 553、連接至 栓塞551之第一端的第一間隙器（stand〇ff)554，及連接至 栓塞”1相對於其第一端的第二端之第二間隙器555。在 另一不例性具體實施例中’天線系統5⑻另包含近接偵測 器（proximity detector)556、557 ° 在一示例性具體實施例中，栓塞551由鐵磁性合金 (ferromagnetic alloy)製成，而間隙器554、555為非磁性。 在一具體實施例中，非磁性間隙器554、555由鋁製成。 該非磁性間隙器允許額外的力量被施加於該栓塞上。在一 示例性具體實施例中，電磁圈550在當其嘗試脫離閂鎖機 構505a與505b中之一者時提供峰性力量(peakf〇rce)。栓 塞551移動的距離包含較高與較低磁力的區域，所以—示s 31 201126815 例性設計最佳化栓塞551 其磁：h：t F砍〇、古各斗之仃進長度與其長度，以利用最 _重旦二° b]、的電磁鐵在切換期間，移動相 同的重里且使用較低的電流。 之舌片_推入到任—位置上⑷王塞551可將該滑動器 …在另一示例性具體實施例中，近接_器556、557 ==統可基於滑動切換器5〇4的位置來判定目前的極 化。例如’从近接偵測器可具有磁性，例如菩片切換哭 (rWithC^’電氣式例如接觸切換器（c〇mactswitch); -光學感測器（optical Sensor)。再者，在一具體實施例中， 僅實作-單-近接偵㈣。料，可制本技藝專業人士 已头^八匕夕種近接债測器方法。在一示例性具體實施例 中，藉由使該偵測到的位置與該波導的目前極化產生關 聯，該滑動切換器被偵測的位置指示該波導的目前路線安 排。 在一示例性具體實施例中並參照圖6A至6C，示例性 天線系統600包含外殼60卜波導603及滑動切換器6〇4。 在一示例性具體實施例中並參照圖6C，天線系統600另 可包含次地板組件(sub-floor component)602、印刷電路板 606與切換機制605。 在一示例性具體實施例中’波導603形成為外殼6〇1 的一部份。在此示例性具體實施例中，滑動切換器604放 置在外殼601中的凹陷内。再者，次地板組件6〇2放置在 外殼601之内，並設置成覆蓋及包覆波導603以及夾住滑 動切換器604之至少一部份。在一具體實施例中，印刷電

S 32 201126815 « 路板606位在次地板602之上方。在另一具體實施例中’ 切換機制605位在印刷線路板606之上。 在一具體實施例中’外殼601包含天線系統600之外 部結構。另外，在一示例性具體實施例中，外殼6〇1包含 波導603的通訊埠，其包括多個波導頻道。在一示例性具 體貫施例中，某些波導頻道連接至共通槔610。在一示例 性具體實施例中’這些波導路徑(path)被整合到外殼6〇1 之内部當申。在另一示例性具體實施例中，波導6〇3的路 徑為插入到外殼601當中的一「偶入」組件的一部份。 外殼601或另外該偶入的組件係利用設置成接收滑動 切換器604之一凹陷來形成。此凹陷可能夠大而促進使滑 ，切換器604與這些適當的波導路徑對準，並促進由至少 第一位置滑動到第二位置。此外，滑動切換器6〇4可由次 地板組件602維持在該凹陷内。次地板組件6〇2設置成放 置於外殼601之内部表面的至少一部份之上。另外，欠地 板^件602可為一偶入的組件之另一半部。在一示例性具 =貫施例中，次地板組件620設置成藉由形成那些波導ς 徑之上方部而完成這些波導路徑。次地板組件620亦可- ，成對滑動切換器，《一部份提供開口，使其能延伸夠 逐而可與切換機制605互動。 生具體實施例中，天線系統6GG另包含· 可= 605。在另—示例性具體實施例中，切換機制& 裝在f3刷電路板606上。整合的波導6〇3鱼 =切換器6〇4位在外殼601之内。這可促成一更= •亚增加對組件的保護，使其不受天氣影響。依此方式 201126815 滑動切換器604能夠有較長的使用壽命。例如，其具有更 多保護來防止塵土與其它材料進入與破壞切換機制6〇5。 在一示例性具體實施例中，波導603(基本上為〇MT) 係形成於使用外殼6 01與次地板組件6 02之該天線系統外 冗又之内。外殼601或次地板組件602皆無法單獨設置成當 做一波導來操作。在一示例性具體實施例中，該波導的一 部份被鑄造到外殼601當中，並為該系統外殼之一部份。 在一示例性具體實施例中，一極化器與號角形饋電器 仍在该天線系統外殼的外部。在另一示例性具體實施例 中’該號角形饋電器在該外殼的外部，且該極化器亦被整 合到該系統外殼當中。在又另一示例性具體實施例中，該 號角形饋電器與該極化器皆位在該天線系統外殼中，連同 波導603與滑動切換器604。對於有關一整合的0MT之 額外細節’請參見美國專利申請編號12/268,840,名為「整 合式OMT」（Integrated OMT) ’申請曰為2008年11月11 曰’以及美國時專利申請編號61 /113,517，名為「模製 的正交模式換能器」（Molded Ortho-Mode Transducer)，申 請曰為2008年11月11曰’兩者皆在此以參照方式併入。 雖然滑動切換器604在如前述的示例性具體實施例中 具有一線性運動，根據另一示例性具體實施例，亦可實作 成一力疋轉運動切換器。請注意該實體旋轉可發生在該天線 系統之外殼内部或外部。再者，該實體旋轉為該天線饋電 (antenna feed)與該收發器之間的相對運動。換言之，該天 線館電或該收發器外殼之至少一部份可旋轉。在一示例性 具體實施例中，一天線系統包含一外殼、一整合到該外殼s 34 201126815 中的波導、H轉進行通訊並 器，及連接至該極化器的—沪条至α亥外设的極化 體實施例中，該極化器包含：齒輪;天：：示例性具 輪馬達。該極化器藉由使用該齒輪含 -中心軸旋轉。在-具體實施例中，^達以王錢 線系統，並刚齒輪控制旋轉該極化天 ，者’所㈣發明並不限於在兩種不同 換。在一示例性具體實施例中’—天線系統設 1切 或三種以上的極化之m刀換。該天線系統可包括—個2 的滑動切換器。此外，在一示例性具體實施例中，一严 切換器被設龍相對於舰導，餘與水平地偏移。^ 外的移動可用於加人額外的波導路線安排，並因而造^ 外的極化。 斤在一不例性具體實施例中，該滑動切換器另包括（1) 一第一接收信號頻道，其設置成當該切換器在第一位置時 連接至一單晶微波積體電路（M〇n〇iithic microwave integrated circuit ’ MMIC) ’且其中該第一接收信號頻道設 置成當έ亥切換器在第二位置時連接至一終止端；（2)一第二 接收彳§號頻道，其設置成當該切換器在第二位置時連接至 ，MMIC，且其中該第二接收信號頻道在當該切換器在該 第一位置時設置至該終止端；（3)—第一傳送信號頻道，其 δ又置成當該切換器在該第一位置時連接至該，且其 中5亥第一傳送信號頻道設置成當該切換器在該第二位置 時連接至一終止端；及(4)一第二傳送信號頻道，其設置成 當該切換器在該第二位置時連接至該MMIC，且其中該第 35 201126815 二傳送信號頻道在當該切換器在第一位置時設置至終止 端。 在一示例性具體實施例中，一低成本使用者終端機天 線系統包括一天線；一收發器及一切換器，其造成該收發 器由在該第一色彩斑點波束中操作切換到該第二色彩斑 點波束。在此示例性具體實施例中，該收發器可設置成在 至少一第一色彩斑點波束與一第二色彩斑點波束中操 作。在一示例性具體實施例中，該切換器可藉由以下三個 方式的至少一者來進行控制：經由一中央系統遠端地命 令、經由一本地電腦遠端地命令或人工地命令。在一示例 性具體實施例中，該切換器被電子式地命令。在一示例性 具體實施例中，該第一色彩包含一第一頻率範圍與一第一 極化，且該第二色彩包含與該第一頻率範圍不同的頻率範 圍及與該第一極化不同的極化中至少一者。 在一示例性具體實施例中，該第一頻率範圍為下列中 至少一者：由約10.7 GHz到約12.75 GHz，由約13.75 GHz 到約14.5 GHz，由約18.3 GHz到約20.2 GHz，及由約28.1 GHz到約30.0 GHz ;且該第二頻率範圍為下列中至少一 者：由 10.7 GHz 到約 12.75 GHz，由約 13.75 GHz 到約 14.5 GHz，由約 18.3 GHz 到約 20.2 GHz，且由約 28.1 GHz 到 約30.0 GHz。在一示例性具體實施例中，該第一頻率範圍 跨越約500 MHz。此外，在此示例性具體實施例中，該第 二頻率範圍跨越約500 MHz，並可不同於該第一頻率範 圍。 36 201126815 在一示例性具體實施例中，該第一極化為垂直、水 平、左手圓形、右手圓形、左手橢圓形與右手橢圓形中至 少一種。在此示例性具體實施例中，該第二極化為垂直、 水平、左手圓形、右手圓形、左手橢圓形與右手橢圓形中 至少一種。在一示例性具體實施例中，該天線包括一相位 陣列天線(phased array antenna)。 在一示例性具體實施例中，該第一色彩包含一第一頻 率範圍與一第一極化，且其中該第二色彩同時包含與該第 一頻率範圍不同的頻率範圍及與該第一極化不同的極 化。在一示例性具體實施例中，該天線另包含一號角形饋 電器與一 OMT，其中該OMT包含一實體切換器，其能夠 被遠端地命令，並設置成促進由一第一極性切換到一第二 極性，及由一第一頻率切換到一第二頻率。在一示例性具 體實施例中，該極化切換與頻率切換中至少一者為電子式 地實施。在一示例性具體實施例中，提供一低成本使用者 終端機天線系統，其包括：一天線；一收發器，其與該天 線進行通訊，及一極性切換器，設置成造成該天線系統於 該第一極性與該第二極性之間切換操作。在此示例性具體 實施例中，該天線系統設置成在一第一極性或一第二極性 下操作。 在一示例性具體實施例中，提供一種在一消費者寬頻 衛星通訊系統中負載平衡的方法。在此示例性具體實施例 中，該系統包括（1)以一第一色彩操作該低成本消費者寬頻 使用者終端機天線；（2)接收一命令以改變到不同的色彩； 及(3)切換該低成本消費者寬頻使用者終端機天線來在一 s: 37 201126815 第一色彩中操作。在此示例性具體實施例中，該命令為來 自在該終端機天線系統遠端的一位置處的一電子式命令。 在一示例性具體實施例中，揭示一種系統資源負載平 衡之方法。在此示例性具體實施例中，該方法包括以下步 驟.0)判定在一第一斑點波束上的負載高於需要的位準， 而在一第二斑點波束上的負載夠低到可容納額外的負 載’其中這些第一與第二斑點波束之每一者皆為不同的色 彩；（2)識別在該第一斑點波束上且位於該第二斑點波束的 視野内的可用於切換之終端機；（3)傳送一遠端命令至可用 於切換的終端機；及(4)基於該遠端命令由該第一波束切換 到該第二波束。 在一示例性具體實施例中，揭示一種衛星通訊系統， 其包括一衛星，其設置成廣播多個斑點波束；複數個使用 者終端機天線系統，其位在多個地理位置，其中這些複數 個使用者終端機天線系統中至少一子集合係位在這些第 一與第一波束斑點兩者的視野之内；及一遠端系統控制 器，其設置成命令這些複數個使用者終端機天線系統之該 子集合中至少部份來切換—極性與一頻率中至少一者，以 由該第一斑點波束切換到該第二班點波束。 —在示例性具體實施例中，這些多個斑點波束包含一 第一色衫的至少一第—斑點波束與一第二色彩的一第二 =點波束。在^此示例性具體實施射，該遠端线控制器 δ又置成命令14些複數個使用者終端機天線系統之該子集 二中至；部份來切換—極性與，頻率中至少—者，而由該 第-斑點波束切換到該第二斑點波束，以回應於程式化:s 38 201126815 ^此示例性具體實施例t，該遠端系統控制器設置成命令 這些複數個使用者終端機天線系統之該子集合中至少部 f來切換—極性與一頻率中至少—者，以由該^一斑財 束切換到該第二斑點波束，而作為1先選擇的時值(time value)之函數。 在一示例性具體實施例令，-種操作一低成本使用者 終端機天線系統的方法包括以下步驟：（1 )以—第一極性操 f該使用者終端機天線系統，（2)切換極性；及(3)感測= 刖為有效的極性。在一示例性具體實施例中，一 器設置成判定該天線系統之極化。 W、 在以下的說明及/或申請專利範圍中，可使用術語「耦 合的」（coupled)及/或「連接的」，以及它們的衍生詞。在 特定具體實施例中，「連接的」可用於指示兩個或兩個以 上兀件彼此以直接實體及/或電子式接觸。「耦合的」可代 表兩個或兩個以上的元件以直接實體及/或電子式接觸。作 疋’「轉合的」亦可代表兩個或兩個以上的元件可能彼此 未直接接觸，但仍可彼此協作及/或互動。再者，「耦合的 可代表兩個物件彼此進行通訊，及/或彼此相互連接，例如1 兩個硬體。再者，該術語「及/或」（and/〇r)可代表「及， 其可以代表「或」，其可代表「排他或」，其可代表「一 者」，其可代表「一些但非全部」，其可代表「非任—者， 及/或其可代表「兩者」，雖然所請求的標的之範圍並不"限 於這方面。 义 應瞭解此處所示與所說明的這些特定實作僅為多種 具體實施例（包括其最佳模式）之例示，且並非要以任何方簋 39 201126815 式限制本發明之範圍。為了簡化起見，f知用於信號處 理、資料傳輸、發信及網路控制的技術，及這些系統之其 匕功忐性悲樣(與這些系統之個別操作組件的組件）可不在 此處詳細地描述。再者，在此處所包含的多個圖面中所示 的^妾線係要代表這些多種元件之間，示例功能性關係及 /或實體耦合。應注意在一實際的通訊系統中，可出現許多 另外或額外的功能性關係或實體連接。

以下的申呀案皆關於本發明標的：美國專利申請編號 12/614，185，名為「模製的正交模式換能器」（MOLDED ORTHOMODE TRANSDUCER)，申請日為 20〇9 年 i j 月 6 曰；美國專利臨時申請編號61/113,517，名為「模製的正 交模式換能器」（MOLDED ORTHOMODE TRANSDUCER) ’申請曰為2008年11月11曰；美國專 利臨時申請編號61/112,538 ’名為「具有單一本地振盪器 之雙重轉換傳送器」（DUAL CONVERSION TRANSMITTER WITH SINGLE LOCAL OSCILLATOR) » 申請日為2008年11月7日；美國專利申請編號 12/758,966，名為「自動化波束峰化衛星地面終端機」 (AUTOMATED BEAM PEAKING SATELLITE GROUND TERMINAL) ’其與本案之美國申請案同時立案（案卷編號 (docket number)36956.6700);美國專利申請編號 12/759,059，名為「多波束主動式相位陣列架構」 (MULTI-BEAM ACTIVE PHASED ARRAY ARCHITECTURE)，其與本案之美國申請案同時立案（案卷 編號36956.6500);美國專利申請編號12/758,914,名為「雙 重極化多頻帶全雙工内插式波導孔徑」 (DUAL-POLARIZED, MULTI-BAND, FULL DUPLEX, 201126815 INTERLEAVED WAVEGUIDE APERATURE)，其輿本 之美國申請案同時立案（案卷編號55424.0900);針對你 其輿本案 針對彳壬 可 用途，前列申請案之内容皆在此以完整參照文獻的方 加以併入。 本發明之原理已經在具體實施例中顯示，在實務上使 用之結構、配置、比例、這些元件、材料與組件的許多体 正係針對一特定環境與操作需求進行特定的調適，而 離本發明之原理與範圍。這些與其它變化或修正皆要包j 在本發明之範圍内，並可在以下的申請專利範圍中表述= 【圖式簡單說明】 本發明之這些與其它特徵、態樣與好處將可藉由參昭 以下的說明、附屬申請專利範圍及附加的圖面伟 的瞭解，其中： 圭 圖1為具有棒球式娜器的—先前技術天線系統的方 塊圖； 圖2為具有用來促進極化切換的 例性天線系統的方塊圖； 圖3為色彩分佈的一 —滑動切換器之一示 一示例性具體實施例；

圖4C為具有一滑動切換器 實施例； 之天線系統的示例性具體

201126815 圖6A與6B為具有用來促進極化切換的一滑動切換 器之天線系統的示例性圖示； 圖6C為具有一滑動切換器之示例性天線系統的分解 圖，及 圖7A至7C為根據示例性具體實施例之多種衛星斑 點波束多色彩敏捷性方法。 【主要元件符號說明】 1 斑點 2 斑點 3 斑點 4 斑點 101 .棒球式切換器 110在一第一時間點的斑點色彩群組 120在一第二時間點的斑點色彩群組 200天線系統 201號角形饋電器 202極化器 203波導 204滑動切換器 210特定地理區域 400天線系統 401收發器外殼 403波導 - 404滑動切換器/線性切換器

406滑動鍵 S 42 201126815 410共通埠 411接收有效埠 412傳送有效埠 413接收終止埠/負載 414第一傳送終止埠/負載 415第二傳送終止埠/負載 425第一信號頻道 435第二信號頻道 445第三信號頻道 455第四信號頻道 500天線系統 501收發器外殼 504滑動切換器 505a ' 505b 問鎖機構 505a固定式磁鐵 505b金屬插入件 550電磁圈 551栓塞 552第一線圈 553第二線圈 554第一間隙器 555第二間隙器 556、557近接偵測器 600天線系統 601外殼 £ 43 201126815 602次地板組件 603波導 604滑動切換器 605切換機制 606印刷電路板/印刷線路板 610共通埠 620次地板組件 色彩 U1、U2、U3、U4、U5、U6 A 位置 B 位置 C 位置 44

Claims (1)

1. 201126815 七、申請專利範圍： 種天線系統，其包含. 二傳送Ϊ以二有二f—傳送頻道、-第-接收頻道、-第 弟一接收頻道；及 2.如申請專利範圍第1項之天線系統， 一喇σ八式閥切換器。 其中該滑動切換器為 3' 4. 5. 6. =請專利範圍第3項之天線系統，其中該天線系統之一 專达k #u與-接收信號轉在不同的極化上操作以回應 於在左手圓形極化與右手圓形極化之間的切換。 如申請專利範圍第1項之天線紐，其中該天線系統於垂 直極化與水平極化之間切換。 如申請專利範圍第1項之天線系統，其愧滑動切換器藉 由以下三個方式的至少—者來控制：遠端地經由一中央^ 統、遠端地經由一本地電腦或人工地。 如申請專利範圍第〗項之天線系統，另包含—近接偵測 S. 45 201126815 器 目前極化 ，其設置心j枝天線系統的 8. 如申請專利範圍第5 由使用-表面安裝電_天該滑動切換器藉 簣及馬達中至少軸Γ圈、機電運動、電磁鐵彈 如申&月專利範圍第8項之天 f置成將該滑動切換器保持在-4二置中 5亥閂鎖機構由磁鐵或彈簧所構成。 /、中 】〇•如申請專利範圍第！項之天線系統， 切換器被整合到該天線系統的一外殼當中月動 11· 一種極化切換之方法，該方法包括： 在具有一第一極化的一第一模式中操作—天線系統； 在具有-第二極化的-第二模式中操作該天線系统； 藉由使用-線性切換ϋ以實體地改變該天線系統之 導的多個頻道而在該第-模式與該第二模式之間切換；及〆 其中該第一極化不同於該第二極化。 U·如申請專利範圍第η項之方法，另包含經由—中央 遠端地控制在該第-模式與該第二模式之間的切換、。〜先 13.如申請專利範圍第η項之方法，另包含經由—本 遠端地控制在該第-模式與該第二模式之間的切換。^ 46 201126815 14·如申請專利範圍第u -、之方法，另包含人工地控制在該 力才果式一 5亥弟二模式之間的切換。 I5·如申請專利範圍第U 〇 ^ ^ ^ 偵測器判定該天線系統的目前模式。以猎由使用一近接 16. 範圍第】1項之方法，針該第—極化為右手 圓祕化，而該第二極化為左手圓形極化。 A =請:，圍第]1項之方法，其中該第-極化為垂直 極化而5亥弟一極化為水平極化。 18. —種收發器，其包含： 一外殼； 一整合的波導，其位在該外殼中； -滑動切換H ’其位在該外殼中 其中該滑動切換器呈有一篦...的波V, m—握弟一杈式與一第二模式，其中該 第核式包括允_過—第—接收頻道與—第—傳送頻道之 k唬通訊的騎動浦器，且其巾 第二接收頻道與-第二傳㈣、fw s心括允。純過 辱員運之“唬通訊的該滑動切換器； Μ第式具有—第—極化，而該第二模式具有不同 於该弟一極化的一第二極化；及 $第其^滑動切換器藉由使用—線性運動在該第-模式與 5亥第—板式之間改變。 19. '種天線糸統，其包含: Ο 47 201126815 一波導；及 一滑動切換器，其連接至該波導，其中該滑動切換器設置 成改變該天線系統之極化。 20·如申請專利範圍第19項之天線系統，其中該滑動切換器 具有連接至該波導的至少兩個位置，且其中該滑動切換器 的一第一位置設置成允許接收使用一第一極化的一接收 信號’並終止接收處於一第二極化的信號’且其中該滑動 切換器另設置成允許傳送使用該第二極化的一傳送信 號’並終止傳送處於該第一極化的信號。 S 48