Un dispositivo para procesar señales de satélite que comprende:

una primera cadena de amplificadores (7) que reciben una primera señal RF; una segunda cadena de amplificadores (17) que recibe una segunda señal RF; un primer filtro de paso de banda (9) acoplado a la salida de la primera cadena de amplificadores; un segundo filtro de paso de banda (19) acoplado a la salida de la segunda cadena de amplificadores; un conmutador de matriz (11) acoplado a las salidas del primer y del segundo filtro de derivación; un bloque de conversión de frecuencias acoplado a las salidas del conmutador de matriz que emite señales de frecuencia convertida; un combinador (64) acoplado a la salida del conmutador de matriz (11) que combina las señales de frecuencia convertida y produce una salida IF de frecuencia apilada, donde una única conversión de frecuencia es realizada entre las señales de entrada RF y la salida IF de frecuencia apilada y un circuito para procesar una señal IF externa que comprende: una entrada para la señal IF externa; un filtro de paso alto (126) y un filtro de paso bajo (124) donde la señal IF externa está acoplada a la entrada de tanto el filtro de paso alto como del de paso bajo; la salida del filtro de paso alto (126) está acoplado a la entrada de un primer bloque conversor ascendente (122); y la salida del filtro de paso bajo (124) está acoplado a la entrada de un segundo bloque conversor ascendente (120); donde las salidas del primer y segundo bloque conversor ascendente (122, 120) son entradas al conmutador de matriz (11)

Señal de frecuencia de traslación de satélite y apilado.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere generalmente a sistemas receptores de satélite y en particular a la distribución de señales provenientes de múltiples satélites.

En los sistemas modernos y competitivos de difusión de TV es necesario proveer a los clientes la posibilidad de sintonizar y recibir simultáneamente e independientemente cualquiera de los 30 canales de una multitud de satélites que transmiten canales de transpondedores. En un sistema satélite típico, una banda de frecuencia puede tener dos polarizaciones de canal distintas, suministrando de esta manera la multitud de canales de transpondedores a partir de las múltiples trayectorias de satélites que se encuentran simultáneamente en la misma banda de frecuencia. Una multitud de dispositivos TV diferentes como receptores de TV, equipos de instalación de abonados, grabadores personales de vídeo (PVRs), grabadores de vídeo digital (DVRs) y otros dispositivos necesitan recibir distintos programas de TV simultáneamente, en distintas habitaciones de un hogar (la capacidad "video centralizado" o "visualización y grabación", o en numerosos domicilios en el caso de múltiples viviendas colectivas. Proveer la capacidad de recepción de cualquier canal, de cualquier trayectoria, en múltiples sintonizadores, en diferentes equipos y de manera simultánea e independiente, es un desafío. Este problema de la habilitación de cada sintonizador para que sintonice independientemente cualquier canal, de cada polarización, de cualquier satélite, ha sido resuelto en el estado del arte anterior mediante la tecnología "conmutador de cambio de banda" de frecuencia así como con la tecnología "conmutadores de canal de apilamiento" (CSS) que utiliza una conversión de frecuencia secundaria, como se describe a continuación.

La Fig. 1 presenta un esquema funcional de un sistema de cambio de banda, según el estado previo del arte, que se utiliza con dos satélites, ofreciendo dos salidas, alimentando cada una de ellas un sintonizador de doble canal (o dos sintonizadores individuales). Cada antena recibe dos señales de distinta polarización, que tienen normalmente frecuencias de canales compensadas por el ancho de semivía o que tienen las mismas frecuencias de canal. En aplicaciones de satélites de emisión (DBS), normalmente la polarización es circular, teniendo señales polarizadas derechas (R1 y R2) e izquierdas (L1 y L2), como se representa en la Fig. 1. Las señales también pueden ser polarizadas linealmente con polarizaciones horizontales o verticales.

Las señales recibidas son procesadas en un bloque convertidor de bajo ruido (LNB) 8 consistiendo en amplificadores de bajo ruido 7, que normalmente incluyen 2 o 3 amplificadores en cascada, filtros 9, que normalmente incluyen filtros pasabanda, que ofrecen una supresión de la frecuencia de imagen y reducen la potencia fuera de banda, y el bloque convertidor de frecuencia 10. El bloque convertidor 10, que realiza la conversión descendente de la señal, contiene los osciladores locales LO1 14 y LO2 12, normalmente de tipo resonador dieléctrico (ORD), mezcladores y amplificadores después de mezcladores. Los dos mezcladores controlados por LOI realizan la conversión descendente de las señales a una banda de frecuencia (inferior, L) mientras que los mezcladores controlados por LO2 realizan la conversión descendente a una banda de frecuencia diferente (mayor, H). Las bandas de frecuencia L y H son mutualmente exclusivas, no se solapan y tienen una banda de frecuencia de seguridad entre ellas. Entonces, las señales de banda L y H son sumadas en un combinador separado 16 en cada brazo, formando una señal compuesta que tiene las dos bandas de frecuencia, "L+H", a la que frecuentemente se hace referencia como una "señal de banda superpuesta", que entonces es acoplada a un bloque conmutador-convertidor de matrices 2x4 20.

El conmutador de matriz 30 enruta cada una de las dos señales de entrada hacia una o varias de las 4 salidas seleccionada(s), bien por la primera frecuencia, convirtiendo las señales en el mezclador 28 controlado por LO3 32, o bien directamente vía los conmutadores de derivación alrededor del mezclador. Los controles para la derivación del conmutador y del mezclador no son mostrados en la figura. La frecuencia de LO3 es elegida de manera que la banda L se convierta en banda H, y viceversa, lo que se llama "conversión de banda". Esto se cumple cuando la frecuencia LO3 es igual a la diferencia entre las frecuencias LO2 y LO1. La conversión de banda es una segunda operación de mezcla y de conversión de frecuencia, que se realiza sobre la señal de satélite recibida, después de la primera operación de conversión de frecuencia realizada en el LNB.

Las salidas del bloque conmutador-convertidor de matrices 20 son acopladas mediante diplexores que consisten en un filtro de paso alto 22, un filtro de paso bajo 24 y un combinador 26 con dos vías similares, que suministran dos salidas duales de sintonizador 18 y 34. Los filtros 22 y 24 retiran la parte indeseada de espectro, por ejemplo las bandas no deseadas en cada salida. Cada una de las dos salidas 18 y 34 alimenta un descodificador (STB) con sintonizador dual mediante un cable coaxial separado, para una capacidad total de 4 sintonizadores en STBs. Controlando los modos de enrutamiento del conmutador de la matriz y de la conversión/derivación del mezclador, se realiza un cambio de frecuencia y cada uno de los 4 sintonizadores puede sintonizar independientemente cada uno de los canales desde cualquier polarización de cualquier satélite.

La Fig. 2 es un diagrama de bloques de un sistema de cambio de banda de satélite, según el arte previo, que recibe dos satélites como en la Fig. 1, pero con una capacidad adicional de recepción y procesamiento de una señal de entrada externa 36. En la Fig. 2 se muestra, a modo de ejemplo, un caso común de radio frecuencia (RF) de banda Ku, de banda de frecuencia descendente, así como una frecuencia intermediaria estándar (IF). En el ejemplo, la banda Ku de frecuencia descendente de 12.2 GHz a 12.7 GHz es convertida de manera descendente a un intervalo de frecuencia de 950 a 2150 MHz, estándar de satélite, mezclándola con dos osciladores locales LO1 y LO2. La frecuencia LO1 es 11.25 GHz, convirtiendo de manera descendente la señal polarizada derecha R1 a una banda baja de 950 MHz a 1450 MHz (L) y LO2 es 14.35 GHz, convirtiendo de manera descendente la señal polarizada izquierda LI a una banda alta de entre 1650 MHz y 2150 MHz (H). Combinando las dos, se forma una señal compuesta de apilamiento de canales ("L+H"), que se expande de 950 MHz a 2150 MHz, con una banda de seguridad de 200 MHz de ancho en el medio. Se repite lo mismo para las dos otras señales, R2 y L2. La señal de entrada externa 36 llega ya convertida con apilamiento de canales en el intervalo IF estándar de 950 a 2150 MHz, normalmente de otra antena/LNB. Un conmutador de matriz 3x4 38 es utilizado para multiplexar la señal externa adicional con las otras dos señales internas.

La Fig. 3 es un diagrama de bloques de un sistema de cambio de banda de un satélite, según el estado previo del arte, para la recepción de entrada desde dos satélites y que soporta una entrada externa como en la Fig. 2, pero que ofrece una salida más, contando en total con tres salidas capaces de alimentar independientemente tres sintonizadores duales.

Para alojar un mayor número de puertos de salida, se utiliza un mayor conmutador de matriz de tamaño 4x6.

Este y otros sistemas, según el arte previo, aunque permiten alcanzar el objetivo de sintonización independiente de múltiples sintonizadores, lo hacen utilizando una conversión secundaria de frecuencia, añadiendo efectivamente una o varias conversiones a la que ya se produce en el LNB, lo que no solo aumenta la complejidad, sino que también degrada la calidad de la señal. Además, si la conmutación en el conmutador de matriz crea un corte momentáneo y tiene por resultado un cambio de nivel y de fase de la señal recibida, se puede producir una interrupción y una pérdida temporal de servicio en el puerto afectado.

La patente U.S. 6,408,164 concedida a Lazaris-Brunner y otros, titulada "Procesador analógico para satélites digitales", describe un procesador analógico destinado a ser utilizado con satélites digitales. La patente menciona un sistema que consiste en un bloque receptor que realiza...

1. Un dispositivo para procesar señales de satélite que comprende:

una primera cadena de amplificadores (7) que reciben una primera señal RF;

una segunda cadena de amplificadores (17) que recibe una segunda señal RF;

un primer filtro de paso de banda (9) acoplado a la salida de la primera cadena de amplificadores;

un segundo filtro de paso de banda (19) acoplado a la salida de la segunda cadena de amplificadores;

un conmutador de matriz (11) acoplado a las salidas del primer y del segundo filtro de derivación;

un bloque de conversión de frecuencias acoplado a las salidas del conmutador de matriz que emite señales de frecuencia convertida;

un combinador (64) acoplado a la salida del conmutador de matriz (11) que combina las señales de frecuencia convertida y produce una salida IF de frecuencia apilada, donde una única conversión de frecuencia es realizada entre las señales de entrada RF y la salida IF de frecuencia apilada y

un circuito para procesar una señal IF externa que comprende:

una entrada para la señal IF externa;

un filtro de paso alto (126) y un filtro de paso bajo (124) donde la señal IF externa está acoplada a la entrada de tanto el filtro de paso alto como del de paso bajo;

la salida del filtro de paso alto (126) está acoplado a la entrada de un primer bloque conversor ascendente (122); y

la salida del filtro de paso bajo (124) está acoplado a la entrada de un segundo bloque conversor ascendente (120);

donde las salidas del primer y segundo bloque conversor ascendente (122, 120) son entradas al conmutador de matriz (11).

2. El dispositivo para procesar señales de satélite de la reivindicación 1 comprendiendo además:

un primer filtro de salida (62) acoplado a una salida del bloque de conversión de frecuencia (60) para la selección de un primer conjunto de frecuencias;

un segundo filtro de salida (63) acoplado a otra salida del bloque de conversión de frecuencia (60) para la selección de un Segundo conjunto de frecuencias, donde los las salidas del filtro (62) y del filtro (63) son acopladas a las entradas del combinador (64).

3. El dispositivo para procesar señales de satélite de la reivindicación 1, donde el bloque de conversión de frecuencia convierte las frecuencias de las salidas del conmutador de matriz (11), utilizando para ello un oscilador compartido (51).

4. El dispositivo para procesar señales de satélite de la reivindicación 1, donde el bloque de conversión de frecuencia comprende al menos un oscilador (51), siendo este de tipo enlace de control de fase.

5. El dispositivo para procesar señales de satélite de la reivindicación 1, donde el bloque de conversión de frecuencia comprende al menos un oscilador (53) siendo este de tipo oscilador de resonador de dieléctrico.

6. El dispositivo para procesar señales de satélite de la reivindicación 1, donde el bloque de conversión de frecuencia comprende al menos un oscilador, la frecuencia de este siendo fijada.

7. El dispositivo para procesar señales de satélite de la reivindicación 1, donde el bloque de conversión de frecuencia comprende al menos un oscilador, siendo la frecuencia de este cambiable.

8. El dispositivo para procesar señales de satélite de la reivindicación 2 comprendiendo además:

un circuito para procesar una señal IF externa; y

un segundo conmutador de matriz (110) acoplado a la salida del bloque de conversión de frecuencia y la salida del circuito de procesamiento de la señal IF externa, donde la salida del segundo conmutador de matriz (110) está acoplada a las entradas, tanto del primer como del segundo filtro de salida.

9. El dispositivo para procesar señales de satélite de la reivindicación 1, donde la primera cadena de amplificadores (7) comprende además medios para ajustar el nivel de potencia de la salida de la primera cadena de amplificadores; y

La segunda cadena de amplificadores (17) comprende además medios para ajustar el nivel de potencia de salida de la segunda cadena de amplificadores, donde la salida de la primera cadena de amplificadores y la de la segunda cadena de amplificadores son sustancialmente iguales.

10. El dispositivo de la reivindicación 1, donde el conmutador de matriz comprende conmutadores de señal, que mantienen sustancialmente una impedancia de entrada constante.

11. El dispositivo de la reivindicación 1, donde el conmutador de matriz comprende conmutadores de señal, donde la transición entre estados de conmutación es ralentizada, para permitir bucles de seguimiento en un sistema que recibe señales de satélite procesadas, para rastrear el cambio de señal causado por la conmutación.

12. El dispositivo de la reivindicación 1, donde el conmutador de matriz comprende conmutadores de señal que mantienen una impedancia de entrada sustancialmente constante y donde la transición entre estados de conmutación es ralentizada, para permitir bucles de seguimiento en un sistema que recibe señales de satélite procesadas, para rastrear el cambio de señal causado por la conmutación.

13. Un método para procesar señales de satélite RF que comprende:

la amplificación de señales de satélite RF;

la filtración de las señales de satélite RF amplificadas;

la selección de las señales RF de satélite filtradas y amplificadas deseadas, utilizando un conmutador de matriz capaz de conmutar en RF;

la conversión descendente de las señales de satélite seleccionadas en IF;

la combinación de las señales de frecuencia convertida y producción de una salida IF de frecuencia apilada, donde se realiza una única conversión de frecuencia entre las señales de entrada RF de satélite y la salida IF de frecuencia apilada, y

el procesamiento de una señal IF externa que comprende:

la recepción de la señal IF externa mediante una entrada;

el acoplamiento de la señal IF externa a las entradas tanto del filtro de paso alto (126) como del filtro de paso bajo (124);

el acoplamiento de la salida del filtro de paso alto (126) a la entrada de un primer bloque conversor ascendente (122); y

el acoplamiento de la salida del filtro de paso bajo (124) a la entrada de un segundo bloque conversor ascendente (120);

donde las salidas del primer y segundo bloque conversor ascendente (122, 120) son entradas al conmutador de matriz (11).

14. El método de la reivindicación 13 donde las señales RF de satélite son señales de un único satélite.

15. El método de la reivindicación 13 donde las señales RF de satélite son señales de múltiples satélites.