CN108234012A - 加速卫星采集方案 - Google Patents

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Abstract

加速卫星采集方案。一种用户终端包括具有多个天线元件的可重构相控阵天线。所述用户终端可操作用于：加宽所述可重构相控阵天线的观测场；使用所述可重构相控阵天线来从所述观测场内的多个卫星接收信号；针对所述卫星中的每一个来确定所接收到的信号的一个或更多个属性；以及基于所接收到的信号的所述属性来选择所述多个卫星中的一个以用于通信。在所述卫星已被选择之后，所述用户终端被配置用于：为所述可重构相控阵天线切换到定向模式；使用所述可重构相控阵天线来与所选择的卫星建立通信；以及跟踪所选择的卫星。由所述卫星广播的星历数据由所述用户终端使用来跟踪所述卫星并在卫星之间执行切换。

Description

加速卫星采集方案
技术领域
本发明涉及卫星通信网络，并且具体地涉及一种针对支持卫星的用户终端的加速卫星采集方案。
背景技术
近年来，一直存在对无线通信服务的增加需求。各种能力和服务正被集成到移动装置中，包括对在低地球轨道(LEO)和中地球轨道(MEO)以及对地静止或对地同步地球轨道(GEO)上操作的卫星的使用。
LEO对卫星布置来说是最简单且最便宜的，并且它为通信服务提供高带宽和低延迟。类似地，MEO上的卫星的最常见用途是用于通信服务，但是导航和大地测量/空间环境科学应用也使用MEO。
与GEO卫星不同，存在问题是在LEO和MEO两者上的卫星从地球上的任何给定点并不是始终可见的。因为这些LEO和MEO轨道不是对地静止的，所以需要卫星网络或星座来提供连续的通信服务覆盖范围。
对于LEO和MEO卫星两者，当前的卫星信号采集技术基于使用用户终端中的全向天线，该全向天线可看到观测场(FoR)或视场(FoV)中的卫星的大多数。观测场是可通过天线捕获的总区域，然而视场是可由天线在特定时刻感知的角锥体。观测场通常比视场大得多，但是对于固定天线来说观测场和视场重合。
当用户终端被接通时，需要在观测场或视场中的许多信号当中采集最强的卫星信号。
然而，随着卫星宽带通信服务的出现，用户终端中的天线需要是定向的以得到较高增益。具体地，此特征有益于正常通信信道速度，但是它在卫星信号的采集期间是不期望的。
然后，所需的是在信号采集期间使用的全向天线以及在正常通信期间使用的定向天线。本发明满足此需要。
发明内容
为了克服以上所描述的现有技术的局限，并且为了克服在阅读并理解本说明书后将变得显而易见的其它局限，本发明公开了用于通过提供包括具有多个天线元件的可重构相控阵天线的用户终端来与卫星建立通信的方法和设备。所述用户终端可操作用于：加宽所述可重构相控阵天线的观测场；使用所述可重构相控阵天线来从所述观测场内的多个卫星接收信号；针对所述卫星中的每一个来确定所接收到的信号的一个或更多个属性；以及基于所接收到的信号的所述属性来选择所述多个卫星中的一个以用于通信。
在选择所述观测场之前，所述可重构相控阵天线是固定的。另选地，所述可重构相控阵天线在选择所述观测场之前转向以建立由方位角和方位角组成的初始指向向量，但是一旦所述观测场被选择，所述可重构相控阵天线就不转向。
所述观测场通过使用比所述可重构相控阵天线的所述多个天线元件的总数更少的数量来加宽。这包括以下步骤：从所述可重构相控阵天线的所述多个天线元件中选择一个天线元件，或者从所述可重构相控阵天线的所述多个天线元件中选择两个或更多个天线元件的子阵列。
所述观测场也通过通过针对所述可重构相控阵天线的所述多个天线元件中的一个或更多个来改变相位和幅度中的至少一个以扩展波束宽度来使用损坏波束而被加宽。所述损坏波束是通过在所述可重构相控阵天线处引入更改所接收到的信号的相干性的相位差而生成的。
用于选择所述卫星的所述属性包括信号强度、信号质量或与其它信号的接近。
在所述卫星已被选择之后，所述用户终端可操作用于：为所述可重构相控阵天线切换到定向模式；使用所述可重构相控阵天线来与所选择的卫星建立通信；以及跟踪所选择的卫星。
当跟踪所选择的卫星时，基于所述卫星相对于所述用户终端的当前陆地或机载位置的星历数据来为所述可重构相控阵天线确定由方位角和仰角组成的初始指向向量以及由飞行路径组成的初始跟踪向量。
附图说明
现在参照附图，其中相同的附图标记自始至终表示对应的部分：
图1是示出了根据一个示例的示例性通信***的图。
图2例示了根据一个示例的支持卫星的移动用户终端的组件。
图3A和图3B例示了根据一个示例的由用户终端使用的天线的另选示例。
图4A、图4B和图4C是例示了根据一个示例的针对采集模式对跟踪模式的天线的波束方向图中的差异的θ(度)对幅度(dB)的图表。
图5A、图5B和图5C是例示了根据一个示例的针对采集模式对跟踪模式的天线的波束方向图中的差异的图(用度表示)。
图6是例示了根据一个示例的由网络、卫星和用户终端执行的步骤的流程图。
具体实施方式
在优选的示例的以下描述中，参照形成其一部分的附图，并且在附图中经由例示示出了可以实践本发明的特定示例。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其它示例并且可以作出结构改变。
***描述
图1是示出了根据一个示例的示例性通信***的图。该通信***包括包含一个或更多个卫星102的卫星网络100，并且提供了一个或更多个支持卫星的用户终端104，所述用户终端104在图1中也被标记为陆地用户终端104和机载用户终端104，以用于与卫星120进行通信。
另外在图1的示例中，卫星网络100包括用于向卫星102发送数据并从卫星102接收数据的地面站106。卫星网络100也可以对接到一个或更多个其它卫星、陆地和/或机载网络(未示出)，例如，蜂窝或个人通信***(PCS)网络、无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)或其它网络。用户终端104也可以与其它卫星、陆地和/或机载网络一起操作。
使用卫星网络100有许多好处。一个好处是卫星网络100作为对陆地网络的另选网络选项的普遍存在的覆盖。卫星网络100的另一好处是克服陆地网络中的拥塞的浪涌能力。卫星网络100也超越陆地网络中的中断。
用户终端
图2例示了根据一个示例的示例性用户终端104的组件。用户终端104包括：微处理器200，该微处理器200用于控制终端104的操作；连接到微处理器200的一个或更多个输入/输出组件，诸如显示器202、音频204和小键盘206，以用于如由微处理器200所指示地输入和输出数据；多个发送/接收组件，该多个发送/接收组件连接到微处理器200以用于如由微处理器200所指示地与多个通信网络进行通信，其中发送/接收组件包括用于与卫星网络100进行通信的卫星收发器208、用于与蜂窝/PCS网络进行通信的蜂窝/PCS收发器210、用于与其它WLAN/PAN元件进行通信的WLAN/PAN收发器212以及用于与其它网络进行通信的发送/接收组件(未示出)；以及集成天线218，该集成天线218连接到发送/接收组件(诸如收发器208、210和212)，以用于与各种通信网络进行通信。
相控阵天线
图3A和图3B例示了根据一个示例的由用户终端104使用的天线218的另选示例。在两个示例中，天线218包括为全向的以供在信号采集期间使用以及为定向的以供在正常通信期间使用的可重构相控阵天线218。具体地，相控阵天线218被配置为全向的以在观测场中的信号当中采集最强的卫星102信号，但是相控阵天线218被配置为定向的以在正常通信期间提供最高增益。以这种方式，用户终端104优化并使卫星102信号采集过程加速。
如图3A和图3B两者所示，相控阵天线218由形成在基板302上的辐射元件300的阵列组成。各个元件300被示出为方形特征，但是能包括贴片、偶极子、隙缝或其它类型的天线元件300。基板302被示出为圆形特征，但是能包括任何形状。
元件300可由用户终端104单独地选择，使得给元件300馈电的信号的相位和/或幅度变化以为天线218创建期望的辐射方向图。该期望的辐射方向图的结果得到的波束被形成并然后通过使给各个元件300馈电的信号的相位和/或幅度顺序地移位来转向，以提供相长期望信号和/或相消干涉。
在卫星102信号的采集期间，相控阵天线218是通过使用仅一个元件300来加宽观测场或者通过与元件300的子集或全部一起使用“损坏波束”来加宽观测场以及为了增加的信噪比(SNR)而增加接收面积来重新配置的。图3A例示了一个示例，其中相控阵天线218的元件300中的仅一个被接通以用于接收，如通过填充图案所指示的那样，其中此单个元件300具有在加宽观测场处看到的宽得多的波束，所以它可看到尽可能多的卫星102。图3B例示了另一示例，其中损坏波束(spoiled beam)使用元件300的子集或全部来形成，如通过填充图案所指示的那样，以加宽观测场，但是具有较高天线218方向性以增加信噪比。
从一个或更多个卫星102接收到的信号的属性由用户终端104来分析，并且优选的卫星102然后由用户终端104基于信号的属性来选择。在卫星102已被选择之后，相控阵天线218被重新配置为朝着所选择的卫星102定向以在与所选择的卫星102的正常通信期间提供较高增益。具体地，一旦采集到最强的卫星信号，相控阵天线218就被重新配置到其波束形成模式以形成被指向卫星102的波束。
在一个示例中，由卫星102广播的星历数据用于使天线218及其波束转向/指向所选择的卫星102，以在其信号被采集到之后继续跟踪所选择的卫星102。星历数据包括卫星102在特定时间点在星座中的位置，并且由卫星102中的每一个在低数据速率导频信号上广播。
由卫星102广播的星历数据也由户终端104使用来执行星座中的卫星102之间的切换。具体地，用户终端104使用由卫星102广播的星历数据来执行“先通后断”无缝卫星到卫星切换以在它终止与当前卫星102的通信之前选择下一个卫星102以供使用。使用由卫星102广播的星历数据，用户终端104知道卫星102在星座中的位置并且利用指向下一个卫星102的宽波束(例如，全向或损坏波束)或另一高增益波束(例如，定向波束)从下一个卫星102采集信号以用于卫星到卫星切换。
波束方向图
图4A、图4B和图4C是例示了针对采集模式对跟踪模式的天线218的波束方向图中的差异的θ(度)对幅度(dB)的图表。
图4A例示了使用天线218的元件300中的一个以得到具有较低增益的较宽波束宽度的处于采集模式下的天线218的阵列波束方向图，使得天线218能够在观测场中“看到”尽可能多的卫星102信号。具体地，图4A例示了具有+/-10度波束宽度(在从峰起向下-3dB至-5dB处)的用于采集的一个元件300波束的平面切面。
图4B例示了使用天线218的元件300中的全部(或大多数)以得到窄波束宽度和较高增益的处于跟踪模式下的天线218的阵列波束方向图，使得天线218能够向所选择的卫星102提供较大的带宽。具体地，图4B例示了具有+/-0.5度波束宽度(在从峰起向下-3dB处)的用于跟踪的全部元件300窄波束的平面切面。
图4C例示了使用“损坏波束”以得到具有较低增益的较宽波束宽度的处于采集模式下的天线218的阵列波束方向图，使得天线218能够在观测场中“看到”尽可能多的卫星102信号。具体地，图4C例示了具有+/-3度波束宽度(在从峰起向下-3dB处)的用于采集的全部元件300损坏波束的平面切面。注意，图4C所示的损坏波束与图4A所示的单个元件波束的边缘方向性(～15.9dBi)相比具有较高的边缘方向性(在+/-10度的波束宽度内为～18.0dBi)。
图5A、图5B和图5C是例示了针对采集模式对跟踪模式的天线218的波束方向图中的差异的图(用度表示)。
图5A是用于采集模式的单个元件300波束的等值线图。在此示例中，处于采集模式下的天线218使用在较低增益(与图5B相比)下具有宽波束的单个元件300辐射方向图。图5A所示的三条等值线在从波束峰起向下-2dB(500)、从波束峰起向下-4dB(502)、从波束峰起向下-6dB(504)处。另外示出了20度直径圆。
图5B是用于跟踪模式的全部元件300波束的等值线图。在此示例中，处于跟踪模式下的天线218使用针对10度扫描角在较高增益(与图5A和图5C相比)下具有窄波束的1015元件300辐射方向图。三个波束是：以0度扫描的第一波束506、以大约9度仰角扫描的第二波束508和以大约9度方位角扫描的第三波束510。等值线在从波束峰起向下-3dB和-10dB处。
图5C是用于采集模式的全部元件300损坏波束的等值线图。在此示例中，处于采集模式下的天线218使用在较低增益(与图5B相比)下具有宽“损坏波束”的1015元件300辐射方向图，其中损坏波束各有17dBi和16.0dBi等值线。
过程流程图
图6是例示了根据一个示例的在与卫星102建立通信的方法中由网络100、卫星102和用户终端104执行的步骤的流程图。
块600表示网络100向卫星102发送卫星星历数据。
块602表示卫星102向用户终端104广播卫星星历数据。
块604表示用户终端104在被接通之后在采集模式下加宽具有多个天线元件300的可重构相控阵天线218的观测场。经加宽的观测场导致具有较低增益的较宽波束宽度，这使得天线218能够“看到”尽可能多的信号源(例如，卫星102)。
在一个示例中，可重构相控阵天线218在用户终端104处于采集模式下时是固定的(不转向)。在另一示例中，可重构相控阵天线218在从观测场内的多个卫星102采集导频信号之前转向以建立由方位角和仰角组成的初始指向向量，但是一旦观测场被选择，可重构相控阵天线218就不转向。
在一个示例中，用户终端104通过使用比可重构相控阵天线218的多个天线元件300的总数更少的数量来加宽观测场。这可以进一步包括从可重构相控阵天线218的多个天线元件300中选择一个天线元件300(例如，可以选择天线元件300中的任何一个以提供冗余和容错)，或者这可以进一步包括从可重构相控阵天线218的多个天线元件300中选择两个或更多个天线元件300的子阵列。
在另一示例中，用户终端104通过改变可重构相控阵天线218的多个天线元件300(中的每一个或相邻天线元件)的相位和幅度中的至少一个以扩展波束宽度而通过使用损坏波束来加宽观测场。损坏波束是通过在可重构相控阵天线218处引入更改所接收到的信号的相干性的相位差而生成的。
块606表示用户终端104使用可重构相控阵天线218来从观测场内的多个卫星102接收导频信号。
块608表示用户终端104确定从卫星102中的每一个接收到的导频信号的一个或更多个属性并且然后基于所接收到的信号的属性来选择所述多个卫星102中的一个以用于与可重构相控阵天线218通信。在一个示例中，所述一个或更多个属性包括信号强度、信号质量或与其它信号的接近。
块610表示用户终端104从所选择的卫星102获得卫星星历数据以及其它广播***信息。
块612表示用户终端104在跟踪模式下切换到可重构相控阵天线218的定向(高增益、波束形成)模式，其中天线218的元件300形成指向所选择的卫星102的窄波束，并且使用可重构相控阵天线218来与所选择的卫星102建立通信。此后，用户终端104使用星历数据来跟踪所选择的卫星102以定位由可重构相控阵天线218形成的波束，其中基于卫星102相对于用户终端104和可重构相控阵天线218的当前陆地或机载位置的星历数据来确定由方位角和仰角组成的初始指向向量以及由飞行路径组成的初始跟踪向量。
块614表示用户终端104执行与所选择的卫星102的正常通信(即，发送和/或接收)，包括诸如消费者、商业和军事通信、***、卫星无线电和因特网接入的应用。
块616表示卫星102发送和/或接收与用户终端104的正常通信。
块618表示网络100发送和/或接收与卫星102的正常通信。
此外，本公开包括根据以下条款的示例：
条款1.一种与卫星建立通信的方法，该方法包括：
提供包括具有多个天线元件(300)的可重构相控阵天线(214)的用户终端(104)，其中该用户终端(104)可操作用于：
加宽(604)所述可重构相控阵天线(214)的观测场；
使用所述可重构相控阵天线(214)来从所述观测场内的多个卫星(102)接收(606)信号；
针对所述卫星(102)中的每一个来确定(608)所接收到的信号的一个或更多个属性；
基于所接收到的信号的所述属性来选择(608)所述多个卫星(102)中的一个以用于通信。
条款2.根据条款1所述的方法，其中所述属性包括信号强度、信号质量或与其它信号的接近。
条款3.根据条款1所述的方法，其中加宽(604)所述观测场的步骤包括以下项中的至少一个：
使用(604)比所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)的总数更少的数量；以及
通过针对所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中的一个或更多个来改变相位和幅度中的至少一个以扩展波束宽度来使用(604)损坏波束。
条款4.根据条款3所述的方法，其中使用(604)比所述多个天线元件(300)的总数更少的数量的步骤还包括以下项中的一个：
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)一个天线元件(300)；以及
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)两个或更多个天线元件(300)的子阵列。
条款5.根据条款3所述的方法，其中所述损坏波束是通过在所述可重构相控阵天线(214)处引入更改所接收到的信号的相干性的相位差而生成的。
条款6.根据条款1所述的方法，其中，在所述卫星(102)已被选择之后，所述用户终端(104)可操作用于：
为所述可重构相控阵天线(214)切换(612)到定向模式；
使用所述可重构相控阵天线(214)来与所选择的卫星(102)建立(612)所述通信；以及
跟踪(614)所选择的卫星(102)。
条款7.根据条款6所述的方法，其中跟踪(614)所选择的卫星(102)包括基于所述卫星(102)相对于所述用户终端(104)的当前陆地或机载位置的星历数据来确定(614)由方位角和仰角组成的初始指向向量以及由所述可重构相控阵天线(214)的飞行路径组成的初始跟踪向量。
条款8.根据条款1所述的方法，其中所述可重构相控阵天线(214)在选择所述观测场之前是固定的。
条款9.根据条款1所述的方法，其中所述可重构相控阵天线(214)在选择所述观测场之前转向以建立由方位角和仰角组成的初始指向向量，但是一旦所述观测场被选择，所述可重构相控阵天线(214)就不转向。
条款10.一种用于与卫星(102)建立通信的设备，该设备包括：
用户终端(104)，该用户终端(104)包括具有多个天线元件(300)的可重构相控阵天线(214)，其中所述用户终端(104)可操作用于：
加宽(604)所述可重构相控阵天线(214)的观测场；
使用所述可重构相控阵天线(214)来从所述观测场内的多个卫星(102)接收(606)信号；
针对所述卫星(102)中的每一个来确定(608)所接收到的信号的一个或更多个属性；
基于所接收到的信号的所述属性来选择(608)所述多个卫星(102)中的一个以用于通信。
条款11.根据条款10所述的设备，其中所述属性包括信号强度、信号质量或与其它信号的接近。
条款12.根据条款10所述的设备，其中加宽(604)所述观测场的步骤包括以下项中的至少一个：
使用(604)比所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)的总数更少的数量；以及
通过针对所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中的一个或更多个来改变相位和幅度中的至少一个以扩展波束宽度来使用(604)损坏波束。
条款13.根据条款12所述的设备，其中使用(604)比所述多个天线元件(300)的总数更少的数量的步骤还包括以下项中的一个：
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)一个天线元件(300)；以及
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)两个或更多个天线元件(300)的子阵列。
条款14.根据条款12所述的设备，其中所述损坏波束是通过在所述可重构相控阵天线(214)处引入更改所接收到的信号的相干性的相位差而生成的。
条款15.根据条款10所述的设备，其中，在所述卫星(102)已被选择之后，所述用户终端(104)可操作用于：
为所述可重构相控阵天线(214)切换(612)到定向模式；
使用所述可重构相控阵天线(214)来与所选择的卫星(102)建立(612)所述通信；以及
跟踪(614)所选择的卫星(102)。
条款16.根据条款15所述的设备，其中跟踪所选择的卫星(102)的步骤包括基于所述卫星(102)相对于所述用户终端(104)的当前陆地或机载位置的星历数据来确定由方位角和仰角组成的初始指向向量以及由所述可重构相控阵天线(214)的飞行路径组成的初始跟踪向量。
条款17.根据条款10所述的设备，其中所述可重构相控阵天线(214)在选择所述观测场之前是固定的。
条款18.根据条款10所述的设备，其中所述可重构相控阵天线(214)在选择所述观测场之前转向以建立由方位角和仰角组成的初始指向向量，但是一旦所述观测场被选择，所述可重构相控阵天线(214)就不转向。
条款19.一种用于与信号源(102)建立通信的设备，该设备包括：
可重构相控阵天线(214)，该可重构相控阵天线(214)具有多个天线元件(300)，其中：
所述可重构相控阵天线(214)的观测场在从所述信号源(102)接收(606)信号之前被加宽(604)；
所述可重构相控阵天线(214)在与所述信号源(102)建立(612)通信并且跟踪(612)所述信号源(102)时被切换(612)到定向模式。
条款20.根据条款19所述的设备，其中所述观测场通过以下项中的至少一个来加宽(604)：
使用(604)比所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)的总数更少的数量；以及
通过针对所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中的一个或更多个来改变相位和幅度中的至少一个以扩展波束宽度来使用(604)损坏波束。
条款21.根据条款20所述的设备，其中使用(604)比所述多个天线元件(300)的总数更少的数量的步骤还包括以下项中的一个：
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)一个天线元件(300)；以及
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)两个或更多个天线元件(300)的子阵列。
条款22.根据条款20所述的设备，其中所述损坏波束是通过在所述可重构相控阵天线(214)处引入更改所接收到的信号的相干性的相位差而生成的。
条款23.根据条款19所述的设备，其中跟踪所述信号源(102)的步骤包括基于所述信号源(102)相对于所述用户终端(104)的当前陆地或机载位置的星历数据来确定由方位角和仰角组成的初始指向向量以及由所述可重构相控阵天线(214)的飞行路径组成的初始跟踪向量。
条款24.根据条款19所述的设备，其中所述可重构相控阵天线(214)在选择所述观测场之前是固定的。
条款25.根据条款19所述的设备，其中所述可重构相控阵天线(214)在选择所述观测场之前转向以建立由方位角和仰角组成的初始指向矢量，但是一旦所述观测场被选择，所述可重构相控阵天线(214)就不转向。

Claims (15)

1.一种与卫星建立通信的方法，该方法包括：
提供包括具有多个天线元件(300)的可重构相控阵天线(214)的用户终端(104)，其中该用户终端(104)可操作用于：
加宽(604)所述可重构相控阵天线(214)的观测场；
使用所述可重构相控阵天线(214)来从所述观测场内的多个卫星(102)接收(606)信号；
针对所述卫星(102)中的每一个来确定(608)所接收到的信号的一个或更多个属性；以及
基于所接收到的信号的所述属性来选择(608)所述多个卫星(102)中的一个以用于通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述属性包括信号强度、信号质量或与其它信号的接近。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，加宽(604)所述观测场的步骤包括以下项中的至少一个：
使用(604)比所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)的总数更少的数量；以及
通过针对所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中的一个或更多个来改变相位和幅度中的至少一个以扩展波束宽度来使用(604)损坏波束。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，使用(604)比所述多个天线元件(300)的总数更少的数量的步骤还包括以下项中的一个：
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)一个天线元件(300)；以及
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)两个或更多个天线元件(300)的子阵列。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述损坏波束是通过在所述可重构相控阵天线(214)处引入更改所接收到的信号的相干性的相位差而生成的。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述卫星(102)已被选择之后，所述用户终端(104)可操作用于：
为所述可重构相控阵天线(214)切换(612)到定向模式；
使用所述可重构相控阵天线(214)来与所选择的卫星(102)建立(612)所述通信；以及
跟踪(614)所选择的卫星(102)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，跟踪(614)所选择的卫星(102)的步骤包括基于所述卫星(102)相对于所述用户终端(104)的当前陆地或机载位置的星历数据来确定由方位角和仰角组成的初始指向向量以及由所述可重构相控阵天线(214)的飞行路径组成的初始跟踪向量。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述可重构相控阵天线(214)在选择所述观测场之前是固定的。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述可重构相控阵天线(214)在选择所述观测场之前转向以建立由方位角和仰角组成的初始指向向量，但是一旦所述观测场被选择，所述可重构相控阵天线(214)就不转向。
10.一种用于与信号源(102)建立通信的设备，该设备包括；
可重构相控阵天线(214)，该可重构相控阵天线(214)具有多个天线元件(300)，其中：
所述可重构相控阵天线(214)的观测场在从所述信号源(102)接收(606)信号之前被加宽(604)；
所述可重构相控阵天线(214)在与所述信号源(102)建立(612)通信并且跟踪(612)所述信号源(102)时被切换(612)到定向模式。
11.根据权利要求10的设备，其中，所述观测场通过以下项中的至少一个来加宽(604)：
使用(604)比所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)的总数更少的数量；以及
通过针对所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中的一个或更多个来改变相位和幅度中的至少一个以扩展波束宽度来使用(604)损坏波束。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，使用(604)比所述多个天线元件(300)的总数更少的数量的步骤还包括以下项中的一个：
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)一个天线元件(300)；以及
从所述可重构相控阵天线(214)的所述多个天线元件(300)中选择(604)两个或更多个天线元件(300)的子阵列。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其中，所述损坏波束是通过在所述可重构相控阵天线(214)处引入更改所接收到的信号的相干性的相位差而生成的。
14.根据权利要求10至12中的任一项所述的设备，其中，跟踪所述信号源(102)的步骤包括基于所述信号源(102)相对于所述用户终端(104)的当前陆地或机载位置的星历数据来确定由方位角和仰角组成的初始指向向量以及由所述可重构相控阵天线(214)的飞行路径组成的初始跟踪向量。
15.根据权利要求10至12中的任一项所述的设备，其中，所述可重构相控阵天线(214)在选择所述观测场之前转向以建立由方位角和仰角组成的初始指向向量，但是一旦所述观测场被选择，所述可重构相控阵天线(214)就不转向。
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