Aparte de la información sobre la señal de bajada (“downlink”), la señal portadora es utilizada para el seguimiento y pilotaje de la astronave, así como para realizar experimentos como radiociencia o elaboración de mapas de gravedad. Para cada uno de estos usos, se precisa una señal de bajada extremadamente estable, de modo que se pueda detectar, en el rango de fracciones de un hercio, el efecto Doppler de muchos gigahercios durante períodos de muchas horas. Pero resultaría imposible para cualquier astronave llevar el enorme equipamiento requerido para mantener la estabilidad de tales frecuencias. Los transmisores de las astronaves son muy sensibles a los cambios de temperatura, los cuales producen frecuentemente desplazamientos en la frecuencia de las señales.

La solución pasa por que la astronave genere una señal de bajada que sea coherente con la señal de subida ('uplink'), que recibe.

Mientras funciona el oscilador ultra-estable de la Casini, no se generan datos consistentes, estables ni precisos. En el sótano de cada estación de la Red del Espacio Profundo (DSN) hay una estancia que se mantiene cuidadosamente a temperatura constante durante todo el año. En cada una de esas estancias hay una referencia de frecuencia llamada maser (acrónimo de Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, Amplificación de Microondas por Emisión Estimulada de Radiación) de hidrógeno. La señal del maser de hidrógeno se amplifica en el transmisor de la estación de seguimiento y se envía a la Cassini. Cuando se le ordena a la Cassini que no use su oscilador ultraestable, automáticamente usa la frecuencia de la señal de subida que recibe para calcular la frecuencia de su señal de bajada. Luego el transmisor de la Cassini envía esta frecuencia como su señal de bajada. De este modo, se elimina la mayor parte de la incertidumbre y el efecto Doppler puede ser medido con tanta precisión que la velocidad de la Cassini puede ser medida dentro de unos pocos milimetros por segundo.

Se conoce este esquema como modo coherente porque la frecuencia de la señal de bajada de la Cassini es coherente con (basada en) la frecuencia de la señal de subida. Cuando la Cassini está usando su oscilador ultraestable u otros medios para generar la frecuencia de su señal de bajada, se habla de un modo no coherente, porque la señal de bajada no es coherente con la de subida.