特開 2024-92977 衛星通信用のエミュレータシステムおよびエミュレート方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024092977

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】衛星通信用のエミュレータシステムおよびエミュレート方法

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/06 20060101AFI20240701BHJP

【ＦＩ】

H01Q21/06

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023210654

(22)【出願日】2023-12-13

(31)【優先権主張番号】63/435,276

(32)【優先日】2022-12-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】520307104

【氏名又は名称】稜研科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＴＭＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100204490

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 葉子

(72)【発明者】

【氏名】張 書維

【テーマコード（参考）】

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J021AA06

5J021HA07

5J021JA10

(57)【要約】

【目的】衛星通信用のエミュレータシステムおよびエミュレート方法を提供する。
【解決手段】エミュレート方法は、第１方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む第１アンテナアレイを提供することと、ジグにより被試験デバイスを仮想平面上に取り付けることと、第１アンテナアレイにより第１ビームを有効にすることと、デフォルトの入射角により第１ビームを被試験デバイスに向けることと、第１ビームを介して被試験デバイスに第１信号を送信するとともに、被試験デバイスから第１信号に対応する第２信号を受信することと、第２信号に基づいて位相差の値を計算することと、位相差の値および閾値に基づいて被試験デバイスがテストに合格するかどうかを判断し、テスト結果を生成することと、テスト結果を出力することと、を含む。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被試験デバイスに適した衛星通信用のエミュレータシステムであって、
第１方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む第１アンテナアレイと、
前記被試験デバイスを仮想平面上に取り付けるために使用されるジグと、
前記第１アンテナアレイに通信可能に接続されたコントローラと、
を含み、前記コントローラが、
前記第１アンテナアレイにより第１ビームを有効にすることと、
デフォルトの入射角度により前記第１ビームを前記被試験デバイスに向けることと、
前記第１ビームを介して前記被試験デバイスに第１信号を送信するとともに、前記被試験デバイスから前記第１信号に対応する第２信号を受信することと、
前記第２信号に基づいて位相差の値を計算することと、
前記位相差の値および閾値に基づいて前記被試験デバイスがテストに合格するかどうかを判断し、テスト結果を生成することと、
前記テスト結果を出力することと、
を実行するように構成されたエミュレータシステム。

【請求項2】

前記第１アンテナアレイの前記仮想平面上の投影が、前記ジグと重なる請求項１に記載のエミュレータシステム。

【請求項3】

前記第１アンテナアレイの前記仮想平面上の投影が、前記ジグと重ならない請求項１に記載のエミュレータシステム。

【請求項4】

前記コントローラが、前記第１アンテナアレイにより前記第１ビームとは異なる第２ビームを有効にするとともに、前記第２ビームを介して前記被試験デバイスと通信し、前記テスト結果を生成する請求項１に記載のエミュレータシステム。

【請求項5】

第２方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む第２アンテナアレイをさらに含み、前記第２アンテナアレイが、前記コントローラに通信可能に接続され、前記コントローラが、前記第１アンテナアレイおよび前記第２アンテナアレイにより前記第１ビームを有効にする請求項１に記載のエミュレータシステム。

【請求項6】

第２方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む第２アンテナアレイをさらに含み、前記第２アンテナアレイが、前記コントローラに通信可能に接続され、前記コントローラが、前記第２アンテナアレイにより第２ビームを有効にするとともに、前記第２ビームを介して前記被試験デバイスと通信し、前記テスト結果を生成する請求項１に記載のエミュレータシステム。

【請求項7】

前記第１アンテナアレイが、さらに、
前記複数のアンテナユニットの第１アンテナユニットに電気接続された移相器を含み、
前記コントローラが、前記移相器により前記第２信号に対して位相シフトを実行し、シフトされた信号を取得するとともに、前記シフトされた信号に基づいて前記位相差の値を計算する請求項１に記載のエミュレータシステム。

【請求項8】

前記コントローラが、さらに、
前記被試験デバイスからキャリブレーション信号を受信することと、
前記キャリブレーション信号に基づいて前記シフトされた信号を補償し、前記位相差の値を計算することと、
を実行するように構成された請求項７に記載のエミュレータシステム。

【請求項9】

前記コントローラが、前記第１ビームの信号強度を調整することによって、前記衛星通信のエミュレートされた衛星の模擬高度を調整する請求項１に記載のエミュレータシステム。

【請求項10】

前記コントローラが、前記模擬高度に基づいて前記デフォルトの入射角を調整することによって、模擬入射角を調整する請求項９に記載のエミュレータシステム。

【請求項11】

前記ジグが、可動物体であるとともに、前記コントローラに電気接続され、前記コントローラが、前記仮想平面が６つの自由度を有するように前記ジグを設定する請求項１に記載のエミュレーションシステム。

【請求項12】

被試験デバイスに適した衛星通信用のエミュレート方法であって、
第１方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む第１アンテナアレイを提供することと、
ジグにより前記被試験デバイスを仮想平面上に取り付けることと、
前記第１アンテナアレイにより第１ビームを有効にすることと、
デフォルトの入射角により前記第１ビームを前記被試験デバイスに向けることと、
前記第１ビームを介して前記被試験デバイスに第１信号を送信するとともに、前記被試験デバイスから前記第１信号に対応する第２信号を受信することと、
前記第２信号に基づいて位相差の値を計算することと、
前記位相差の値および閾値に基づいて前記被試験デバイスがテストに合格するかどうかを判断し、テスト結果を生成することと、
前記テスト結果を出力することと、
を含むエミュレート方法。

【請求項13】

前記第１アンテナアレイの前記仮想平面上の投影が、前記ジグと重なる請求項１２に記載のエミュレート方法。

【請求項14】

前記第１アンテナアレイの前記仮想平面上の投影が、前記ジグと重ならない請求項１２に記載のエミュレート方法。

【請求項15】

前記第１アンテナアレイにより前記第１ビームとは異なる第２ビームを有効にすることと、
前記第２ビームを介して前記被試験デバイスと通信し、前記テスト結果を生成することと、
をさらに含む請求項１２に記載のエミュレート方法。

【請求項16】

第２方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む第２アンテナアレイを提供することをさらに含み、
前記第１アンテナアレイにより前記第１ビームを有効にする前記ステップが、
前記第１アンテナアレイおよび前記第２アンテナアレイにより前記第１ビームを有効にすることを含む請求項１２に記載のエミュレート方法。

【請求項17】

第２方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む第２アンテナアレイを提供することをさらに含み、
前記テスト結果を生成する前記ステップが、
前記第２アンテナアレイにより第２ビームを有効にすることと、
前記第２ビームを介して前記被試験デバイスと通信し、前記テスト結果を生成することと、
を含む請求項１２に記載のエミュレート方法。

【請求項18】

前記第２信号に基づいて前記位相差の値を計算する前記ステップが、
前記第２信号に対して位相シフトを実行し、シフトされた信号を取得することと、
前記シフトされた信号に基づいて前記位相差の値を計算することと、
を含む請求項１２に記載のエミュレート方法。

【請求項19】

前記シフトされた信号に基づいて前記位相差の値を計算する前記ステップが、
前記被試験デバイスからキャリブレーション信号を受信することと、
前記キャリブレーション信号に基づいて前記シフトされた信号を補償し、前記位相差の値を計算することと、
を含む請求項１８に記載のエミュレート方法。

【請求項20】

前記第１ビームの信号強度を調整することによって、前記衛星通信のエミュレートされた衛星の模擬高度を調整することをさらに含む請求項１２に記載のエミュレート方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信の方法に関するものであり、特に、衛星通信用のエミュレータシステムおよびエミュレート方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

現在、低地球軌道（low-earth-orbit, LEO）衛星システムが打ち上げられている。ＬＥＯシステムのおかげで、地球上のデバイスは、距離に関係なく互いに通信することができる。しかしながら、市場におけるデバイスが正常に動作する、つまり、ＬＥＯ衛星と通信できるようにすることが重要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、衛星通信用のエミュレータシステムおよびエミュレート方法に関するものであり、本発明は、被試験デバイス（device under test, DUT）に適している。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明は、衛星通信用のエミュレータシステムに関するものである。このエミュレータシステムは、被試験デバイスに適している。エミュレータシステムは、第１アンテナアレイ、ジグ、およびコントローラを含む。第１アンテナアレイは、第１方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む。ジグは、被試験デバイスを仮想平面上に取り付けるために使用される。コントローラは、第１アンテナアレイに通信可能に接続され、コントローラは、第１アンテナアレイにより第１ビームを有効（enable）にすることと、デフォルトの入射角により第１ビームを被試験デバイスに向けることと、第１ビームを介して被試験デバイスに第１信号を送信するとともに、被試験デバイスから第１信号に対応する第２信号を受信することと、第２信号に基づいて位相差の値を計算することと、位相差の値および閾値に基づいて被試験デバイスがテストに合格するかどうかを判断し、テスト結果を生成することと、テスト結果を出力することと、を実行するように構成される。

【0005】

本発明の１つの実施形態において、第１アンテナアレイの仮想平面上の投影は、ジグと重なる。

【0006】

本発明の１つの実施形態において、第１アンテナアレイの仮想平面上の投影は、ジグと重ならない。

【0007】

本発明の１つの実施形態において、コントローラは、第１アンテナアレイにより第１ビームとは異なる第２ビームを有効にするとともに、第２ビームを介して被試験デバイスと通信し、テスト結果を生成する。

【0008】

本発明の１つの実施形態において、エミュレータシステムは、さらに、第２アンテナアレイを含む。第２アンテナアレイは、第２方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含み、第２アンテナアレイは、コントローラに通信可能に接続され、コントローラは、第１アンテナアレイおよび第２アンテナアレイにより第１ビームを有効にする。

【0009】

本発明の１つの実施形態において、エミュレータシステムは、さらに、第２アンテナアレイを含む。第２アンテナアレイは、第２方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含み、第２アンテナアレイは、コントローラに通信可能に接続され、コントローラは、第２アンテナアレイにより第２ビームを有効にするとともに、第２ビームを介して被試験デバイスと通信し、テスト結果を生成する。

【0010】

本発明の１つの実施形態において、第１アンテナアレイは、さらに、複数のアンテナユニットの第１アンテナユニットに電気接続された移相器を含み、コントローラは、移相器により第２信号に対して位相シフトを実行し、シフトされた信号を取得するとともに、シフトされた信号に基づいて位相差の値を計算する。

【0011】

本発明の１つの実施形態において、コントローラは、さらに、被試験デバイスからキャリブレーション信号を受信し、キャリブレーション信号に基づいてシフトされた信号を補償するとともに、位相差の値を計算する。

【0012】

本発明の１つの実施形態において、コントローラは、第１ビームの信号強度を調整することによって、衛星通信のエミュレートされた衛星の模擬高度を調整する。

【0013】

本発明の１つの実施形態において、コントローラは、模擬高度に基づいてデフォルトの入射角を調整することによって、模擬入射角を調整する。

【0014】

本発明の１つの実施形態において、ジグは、可動物体であるとともに、コントローラに電気接続され、コントローラは、仮想平面が６つの自由度を有するようにジグを設定する。

【0015】

本発明は、衛星通信のエミュレート方法に関するものである。このエミュレート方法は、被試験デバイスに適している。エミュレート方法は、第１方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む第１アンテナアレイを提供することと、ジグにより被試験デバイスを仮想平面上に取り付けることと、第１アンテナアレイにより第１ビームを有効にすることと、デフォルトの入射角により第１ビームを被試験デバイスに向けることと、第１ビームを介して被試験デバイスに第１信号を送信するとともに、被試験デバイスから第１信号に対応する第２信号を受信することと、第２信号に基づいて位相差の値を計算することと、位相差の値および閾値に基づいて被試験デバイスがテストに合格するかどうかを判断し、テスト結果を生成することと、テスト結果を出力することと、を含む。

【0016】

本発明の１つの実施形態において、第１アンテナアレイの仮想平面上の投影は、ジグと重なる。

【0017】

本発明の１つの実施形態において、第１アンテナアレイの仮想平面上の投影は、ジグと重ならない。

【0018】

本発明の１つの実施形態において、エミュレート方法は、さらに、第１アンテナアレイにより第１ビームとは異なる第２ビームを有効にすることと、第２ビームを介して被試験デバイスと通信し、テスト結果を生成することと、を含む。

【0019】

本発明の１つの実施形態において、エミュレート方法は、さらに、第２アンテナアレイを提供することを含み、第２アンテナアレイは、第２方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含み、第１アンテナアレイにより第１ビームを有効にするステップは、第１アンテナアレイおよび第２アンテナアレイにより第１ビームを有効にすることを含む。

【0020】

本発明の１つの実施形態において、エミュレート方法は、さらに、第２アンテナアレイを提供することを含み、第２アンテナアレイは、第２方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含み、テスト結果を生成するステップは、第２アンテナアレイにより第２ビームを有効にすることと、第２ビームを介して被試験デバイスと通信し、テスト結果を生成することと、を含む。

【0021】

本発明の１つの実施形態において、第２信号に基づいて位相差の値を計算するステップは、第２信号に対して位相シフトを実行し、シフトされた信号を取得することと、シフトされた信号に基づいて位相差の値を計算することと、を含む。

【0022】

本発明の１つの実施形態において、シフトされた信号に基づいて位相差の値を計算するステップは、被試験デバイスからキャリブレーション信号を受信することと、キャリブレーション信号に基づいてシフトされた信号を補償し、位相差の値を計算することと、を含む。

【0023】

本発明の１つの実施形態において、エミュレート方法は、さらに、第１ビームの信号強度を調整することによって、衛星通信のエミュレートされた衛星の模擬高度を調整することを含む。

【発明の効果】

【0024】

上記の説明に基づき、本発明は、衛星通信デバイスの通信能力をテストするための便利な方法を提供する。

【0025】

上述した内容をより理解しやすくするために、以下、図面と併せたいくつかの実施形態について詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0026】

添付の図面は、本発明の原理をさらに理解するために含まれており、本明細書に組み込まれ、かつその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。

【0027】

【図1】衛星通信のエミュレート環境の概略図を示したものである。

【図2】本発明の１つの実施形態に係る衛星通信用のエミュレータシステムの概略図を示したものである。

【図3】本発明の１つの実施形態に係る衛星通信のエミュレート環境の側面図を示したものである。

【図4】本発明の１つの実施形態に係る衛星通信のエミュレート環境の上面図を示したものである。

【図5】本発明の１つの実施形態に係る衛星通信のエミュレート環境の側面図を示したものである。

【図6】本発明の１つの実施形態に係るアンテナアレイと被試験デバイス（ＤＵＴ）の間の通信の概略図を示したものである。

【図7】本発明の１つの実施形態に係る模擬入射角と距離の間の関係の概略図を示したものである。

【図8】本発明の１つの実施形態に係る模擬入射角とエミュレートされた衛星の模擬角速度の間の関係の概略図を示したものである。

【図9】本発明の１つの実施形態に係る衛星通信用のエミュレート方法のフローチャートを示したものである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１は、衛星通信のエミュレート環境の概略図を示したものである。従来のエミュレート環境は、エミュレートされた衛星として機能するデバイス１１を取り付けるために使用される円弧型レール１０を有し、円弧型レール１０に沿ってデバイス１１を移動させることができる。被試験デバイス２０は、取り付けプラットフォーム上でテストすることができる。しかしながら、円弧型レール１０の金属フレームは、テスト結果に影響を与える可能性があり、機械的制御手段には、精度が低い、機械構造が複雑である、設置および校正に時間がかかるなどの欠点がある。

【0029】

図２は、本発明の１つの実施形態に係る衛星通信用のエミュレータシステム１００の概略図を示したものである。図３は、本発明の１つの実施形態に係る衛星通信のエミュレート環境の側面図を示したものである。エミュレータシステム１００は、被試験デバイス２００の通信能力をテストするのに適している。エミュレータシステム１００は、コントローラー１１０、ジグ１２０、および１つまたはそれ以上のアンテナアレイ１３０を含むことができる。エミュレータシステム１００のアンテナアレイ１３０の数は、任意の正の整数であってもよいが、本発明はこれに限定されない。例えば、アンテナアレイ１３０は、アンテナアレイ１３１、アンテナアレイ１３２、およびアンテナアレイ１３ｎを含むことができる。

【0030】

コントローラー１１０は、例えば、中央処理装置（central processing unit, CPU）、または他のプログラム可能な汎用または特殊目的のマイクロコントロールユニット（micro control unit, MCU）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor, DSP）、プログラム可能なコントローラ、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit, ASIC）、グラフィックス処理ユニット（graphics processing unit, GPU）、演算論理回路（arithmetic logic unit, ALU）、複合プログラマブルロジックデバイス（complex programmable logic device, CPLD）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array, FPGA）、または他の類似するデバイスまたはこれらの組み合わせであってもよい。コントローラー１１０は、ジグ１２０または１つ以上のアンテナアレイ１３０に通信可能に、または電気的に接続することができる。

【0031】

ジグ１２０は、被試験デバイス２００を仮想平面上に取り付けるために使用することができ、仮想平面は、例えば、デスクトップまたはプラットフォームと平行な平面であってもよい。例えば、ジグ１２０は、デスクトップ上に配置され、被試験デバイス２００をデスクトップ上に固定することができる。１つの実施形態において、ジグ１２０は、可動物体（例えば、リフティングプラットフォーム）であってもよく、コントローラー１１０に電気的に、または通信可能に接続することができる。コントローラー１１０は、図３に示すように、仮想平面が６つの自由度を有するようにジグ１２０を設定することができる。被試験デバイス２００は、ジグ１２０とともに移動して、衛星通信システムの通信デバイスが移動している状況をシミュレートすることができる。

【0032】

アンテナアレイ１３０（例えば、アンテナアレイ１３１）は、一様線形アレイ（uniform linear array, ULA）であってもよく、特定の方向に沿って配置されたＮ個のアンテナユニット３０を含むことができる。ここで、Ｎは、任意の正の整数であってもよい。隣接する２つのアンテナユニット３０（例えば、アンテナユニット＃１および＃２）は、長さｄで分離することができる。１つの実施形態において、長さｄは、λ/2と等しくてもよい。ここで、λは、アンテナアレイ１３０または被試験デバイス２００により放射されるテスト信号の波長であってもよい。

【0033】

単一のアンテナアレイ１３０は、１つまたはそれ以上のビームを有効にすることができ、１つまたはそれ以上のビームを被試験デバイス２００に向けることによって、１つまたはそれ以上のビームを介して被試験デバイス２００と通信することができる。ここで、コントローラー１１０は、１つまたはそれ以上のビームの角度を調整することによって、エミュレートされた衛星の動きをエミュレートすることができる。コントローラー１１０は、１つまたはそれ以上のビームを介して被試験デバイス２００と通信し、被試験デバイス２００をテストすることができる。有効化されたアンテナユニット３０のそれぞれの位相を調整することによって、コントローラー１１０によりビーム方向を制御することができる。有効化されたアンテナユニット３０のそれぞれのゲインを調整することによって、トータルゲインおよび／またはビーム形状を調整することができる。さらに、有効化されたアンテナユニット３０の中心の角速度（被試験デバイス２００に対する）は、エミュレートされた衛星の角速度と等しくてもよい。

【0034】

１つの実施形態において、コントローラー１１０は、複数のビームを有効にして、それぞれ複数のエミュレートされた衛星をエミュレートすることができる。各ビームは、アンテナアレイ１３０の（ｋｎ＋ｍ）番目のアンテナユニット３０により有効にすることができる。ここで、ｋおよびｎは、正の整数であり、ｍは、ｋより小さい非負の整数である。アンテナアレイ１３１を例に挙げると、アンテナアレイ１３１の３つのアンテナユニット３０（すなわち、アンテナユニット＃１、＃２、および＃３）は、同時に、または異なる時間にビーム４１およびビーム４２を有効にし、３つのアンテナユニット３０は、ビーム４１またはビーム４２を被試験デバイス２００に向けることができる。一方、アンテナアレイ１３１の２つのアンテナユニット３０（すなわち、アンテナユニット＃（Ｎ－１）および＃Ｎ）は、ビーム４３を有効にし、ビーム４３を被試験デバイス２００に向けることができる。

【0035】

１つまたはそれ以上のアンテナアレイ１３０は、例えば、天井に設置することができ、異なるアンテナアレイ１３０の複数のアンテナユニット３０を同じまたは異なる方向に配置することにより、同じまたは異なる軌道を有する衛星をエミュレートすることができる。図４は、本発明の１つの実施形態に係る衛星通信のエミュレート環境の上面図を示したものである。アンテナアレイ１３１を例に挙げると、アンテナアレイ１３１の被試験デバイス２００が取り付けられた仮想平面（例えば、デスクトップ）上の投影１３０１は、ジグ１２０または被試験デバイス２００と完全に／部分的に重なることができる。アンテナアレイ１３２を例に挙げると、アンテナアレイ１３２の被試験デバイス２００が取り付けられた仮想平面上の投影１３０２は、ジグ１２０または被試験デバイス２００と重ならなくてもよい。したがって、アンテナアレイ１３１およびアンテナアレイ１３２を使用して、それぞれ異なる入射角を有する衛星をエミュレートすることができる。

【0036】

図５は、本発明の１つの実施形態に係る衛星通信のエミュレート環境の側面図を示したものである。１つの実施形態において、異なるアンテナアレイ１３０は、それぞれ異なるビームを有効にし、被試験デバイス２００と通信することができる。例えば、アンテナアレイ１３１は、ビーム５１を有効にすることができ、アンテナアレイ１３２は、ビーム５２を有効にすることができる。コントローラー１１０は、ビーム５１および／またはビーム５２を介して被試験デバイス２００と通信し、被試験デバイス２００をテストするともに、被試験デバイス２００のテスト結果を生成することができる。１つの実施形態において、ビームは、複数のアンテナアレイ１３０により有効にすることができる。例えば、ビーム５３は、アンテナアレイ１３１およびアンテナアレイ１３２により有効にすることができる。コントローラー１１０は、ビーム５３を介して被試験デバイス２００と通信し、被試験デバイス２００をテストするとともに、被試験デバイス２００のテスト結果を生成することができる。

【0037】

図６は、本発明の１つの実施形態に係るアンテナアレイ１３１と被試験デバイス２００の間の通信の概略図を示したものである。被試験デバイス２００をテストするために、被試験デバイス２００は、まず、０度のステアリング角でキャリブレーション信号６１を送信することができる。つまり、キャリブレーション信号６１は、被試験デバイス２００を通過する垂直線に沿って被試験デバイス２００により送信することができる。アンテナアレイ１３１は、キャリブレーション信号６１を受信することができ、コントローラー１１０は、キャリブレーション信号６１の情報を記録することができる。

【0038】

その後、コントローラー１１０は、アンテナアレイ１３１によりビーム６２を有効にすることができ、デフォルトの入射角φでビーム６２を被試験デバイス２００に向けることができる。コントローラー１１０は、ビーム６２を介して被試験デバイス２００に信号を送信することができ、被試験デバイス２００は、ビーム６２からの信号を受信して、信号の到着角（angle of arrival, AoA）を取得することができる。被試験デバイス２００は、ステアリング角θ（つまり、応答信号６３の方向と被試験デバイス２００を通過する垂直線の間の角度）がＡｏＡと同じである応答信号６３を放射することができる。被試験デバイス２００がＡｏＡを正しく計算できる場合、ＡｏＡまたはステアリング角θは、デフォルトの入射角φと等しくなければならない。したがって、ＡｏＡまたはステアリング角θがデフォルトの入射角φと等しくない場合は、被試験デバイス２００の位相シフト機構に何らかのエラーがあることを意味する。しかしながら、ビーム幅を有するワイヤレス信号の性質により、アンテナアレイ１３１の１つまたはそれ以上のアンテナユニット３０は、被試験デバイス２００が放射した応答信号６３をまだ受信することができる。被試験デバイス２００がＡｏＡを正しく計算することができ、さらに受信した信号（例えば、アンテナアレイ１３１）の信号源に向かって応答信号６３を正しく送信できるかどうかを判断することが重要である。

【0039】

アンテナアレイ１３１が一様線形アレイであり、アンテナアレイ１３１の２つの隣接するアンテナユニット３０が長さd＝λ/2で分離され、信号６３のステアリング角θが第１アンテナユニット３０（つまり、アンテナユニット＃１）に向いていると仮定する。ｎ番目（左から右へ）のアンテナユニット３０の受信した応答信号６３の位相θ_nを方程式（１）として与えることができる。

【0040】

【数1】

【0041】

応答信号６３を受信するアンテナユニット３０（例えば、アンテナユニット＃１）がステアリング角θに対応する位置にちょうど位置している場合、アンテナユニット３０は、平面波面（planar wave front）で信号６３を受信することができる。一方、応答信号６３を受信するアンテナユニット３０がステアリング角θと等しくないデフォルトの入射角φに対応する位置にある場合（例えば、被試験デバイス２００がＡｏＡを完全に正しく計算できず、ＡｏＡがデフォルトの入射角φと等しくない場合）、ｎ番目のアンテナユニット３０が観測する応答信号６３は、方程式（２）に示すように、P_nであってもよい。ここで、Ｌは、被試験デバイス２００の発光アレイからアンテナアレイ１３１までの経路の長さである。

【0042】

【数2】

【0043】

１つの実施形態において、アンテナアレイ１３０（例えば、アンテナアレイ１３１）は、さらに、各アンテナユニット３０に対して移相器を含むことができる。移相器は、アンテナユニット３０に電気接続することができる。コントローラ１１０は、移相器により信号P_nの位相シフトを実行し、位相残差φをキャンセルすることができる。コントローラ１１０は、それに応じて、方程式（３）に示すように、シフトされた信号P’_nを取得することができる。

【0044】

【数3】

【0045】

【数4】

【0046】

１つの実施形態において、コントローラ１１０は、アンテナアレイ１３０のアンテナユニット３０のゲインを調整することによって、またはアンテナアレイ１３０により放射されるビームの信号強度を調整することによって、衛星通信のエミュレートされた衛星の模擬高度を調整することができる。エミュレートされた衛星の模擬高度と放射ビームの信号強度（またはアンテナユニット３０のゲイン）の間のマッピング関係は、ルックアップテーブルに記録され、コントローラ１１０は、ルックアップテーブルを予備保存することができる。

【0047】

１つの実施形態において、コントローラ１１０は、エミュレートされた衛星の模擬高度を調整することによって、エミュレートされた衛星の模擬速度を調整することができる。具体的に説明すると、コントローラ１１０は、模擬高度に基づいてエミュレートされた衛星と地球の中心の間の距離Ｒを取得することができる。コントローラ１１０は、方程式（４）～方程式（６）に基づいてエミュレートされた衛星の速度ｖを取得することができる。ここで、Ｇは、万有引力定数（universal gravitational constant）であり、Ｍは、地球の質量であり、R₀は、地球の半径である。

【0048】

【数5】

【0049】

【数6】

【0050】

【数7】

【0051】

【数8】

【0052】

【数9】

【0053】

方程式（９）は、近似方程式であり、方程式（９）と元の方程式の間の誤差は、４％未満であるが、これは、工学実践において許容可能とされている。

【0054】

【数10】

【0055】

【数11】

【0056】

【数12】

【0057】

【数13】

【0058】

図９は、本発明の１つの実施形態に係る衛星通信のエミュレート方法のフローチャートを示したものであり、エミュレート方法は、図２に示したようなエミュレータシステム１００により実施することができる。ステップＳ９０１において、第１方向に沿って配置された複数のアンテナユニットを含む第１アンテナアレイを提供する。ステップＳ９０２において、ジグにより被試験デバイスを仮想平面上に取り付ける。ステップＳ９０３において、第１アンテナアレイにより第１ビームを有効にする。ステップＳ９０４において、デフォルトの入射角度により第１ビームを被試験デバイスに向ける。ステップＳ９０５において、第１ビームを介して被試験デバイスに第１信号を送信するとともに、被試験デバイスから第１信号に対応する第２信号を受信する。ステップＳ９０６において、第２信号に基づいて位相差の値を計算する。ステップＳ９０７において、位相差の値および閾値に基づいて被試験デバイスがテストに合格するかどうかを判断し、テスト結果を生成する。ステップＳ９０８において、テスト結果を出力する。

【0059】

以上のように、本発明は、衛星通信用のエミュレータシステムを提供する。このエミュレータシステムは、衛星通信システムに複数の衛星が存在する状況、衛星軌道が地上端末の直上ではない状況、または地上端末自体が移動している状況をシミュレートすることができる。

【0060】

本分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲または精神から逸脱せずに、開示された実施形態に対してさまざまな修正および変更が可能であることが理解されよう。これを考慮して、本発明は、以下の特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内にある修正および変更を包含することが意図されている。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本発明によるエミュレータシステムおよびエミュレート方法は、無線通信業界に適用することができる。

【符号の説明】

【0062】

１０ 円弧型レール
１００ エミュレータシステム
１１ デバイス
１１０ コントローラ
１２０ ジグ
１３０、１３１、１３２、１３ｎ アンテナアレイ
１３０１、１３０２ 投影
２０、２００ 被試験デバイス
３０ アンテナユニット
４１、４２、４３、５１、５２、５３、６２ ビーム
６１ キャリブレーション信号
６３ 応答信号
７００、８００ 概略図
Ｓ９０１、Ｓ９０２、Ｓ９０３、Ｓ９０４、Ｓ９０５、Ｓ９０６、Ｓ９０７、Ｓ９０８ ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】