Procedimiento de caracterización de una antena de transmisión de un satélite en órbita y sistema asociado.

Procedimiento de caracterización de una antena (102, 506) de transmisión de un satélite (100) en órbita que comprende una carga (500) útil que comprende unos medios (504,

505) de amplificación de señal, dicho procedimiento estando caracterizado porque consiste en:

- configurar dichos medios (504, 505) de amplificación para generar un ruido térmico en la entrada de la antena (102, 506) de transmisión;

- adquirir, por medio de una estación (103, 104) terrestre, la señal transmitida por la antena (102, 506) de transmisión en el enlace descendente del satélite (100) durante un periodo predeterminado de tiempo;

- durante dicho periodo predeterminado de tiempo, controlar dicho satélite (100) en órbita para imprimirle un sesgo angular con una variación predeterminada y registrar esta variación;

- correlacionar la medición de la señal transmitida en el enlace descendente y la variación de sesgo angular del satélite para deducir de ello las variaciones de ganancia de la antena (102, 506) de transmisión en función del sesgo angular del satélite.

Procedimiento de caracterización de una antena de transmisión de un satélite en órbita y sistema asociado

La invención se refiere a un procedimiento y a un sistema de prueba de la carga útil de un satélite en órbita. De manera más precisa, la invención se refiere a la caracterización de la antena de transmisión de un satélite en órbita.

El campo de la invención es el de los procedimientos y sistemas que permiten probar el funcionamiento nominal de una antena de transmisión de un satélite en órbita, es decir caracterizar el diagrama de radiación de la antena y compararlo con las especificaciones de funcionamiento esperado.

La invención se aplica en particular para la prueba en órbita de un satélite de telecomunicaciones, pero también de cualquier satélite cuya carga útil se compone de al menos un repetidor y de una antena de transmisión hacia un enlace descendente.

Los procedimientos conocidos de prueba de la carga útil de un satélite en órbita se basan la mayoría de las veces en el empleo de una señal de prueba en una portadora no modulada que se genera y se transmite en el enlace ascendente del satélite en órbita mediante una estación terrestre acoplada al dispositivo de prueba. El satélite recibe esta señal de prueba por medio de una antena de recepción, la señal se propaga a través de un repetidor y retransmite a la estación terrestre por medio de una antena de transmisión. A partir de las mediciones realizadas en la señal transmitida en el enlace descendente del satélite, se puede caracterizar la respuesta de la antena de transmisión del satélite.

Los inconvenientes de los procedimientos de prueba basados en el empleo de señales de prueba específicas son múltiples.

La prueba de la antena de transmisión se limita a una parte de la zona de cobertura de la antena de recepción. En efecto, para que el procedimiento de prueba se pueda implementar, la estación terrestre, que opera a la vez la transmisión de la señal de prueba en el enlace ascendente y la adquisición de la señal retransmitida por el satélite en el enlace descendente, debe estar situada en la zona de intersección de las zonas de cobertura de la antena de recepción y de la antena de transmisión del satélite. De este modo, no se puede probar la antena de transmisión en toda su cobertura angular.

Además, la extracción de la única contribución de la antena de transmisión precisa la implementación de un circuito automático de ganancia para compensar las variaciones de ganancia de la antena de recepción. Este circuito garantiza un nivel constante en la interfaz de entrada de la antena de transmisión, lo que permite medir en tierra únicamente las variaciones de la antena de transmisión. Sin embargo, el diagrama de radiación de la antena de recepción al ser por lo general más directivo que el de la antena de transmisión, da como resultado que la dinámica de medición en prueba de la antena de transmisión se limita a la dinámica disponible en el circuito de control automático de ganancia.

Además, las mediciones de aislamiento, es decir la caracterización de la antena de transmisión para unas zonas de cobertura para las que la ganancia de la antena es muy baja, también están limitadas por el bajo nivel de recepción en la antena de recepción.

Otro problema relacionado con el empleo de señales de prueba es que, cuando se desea probar el funcionamiento de una antena de transmisión de haces múltiples o de una antena de transmisión en varias frecuencias, se precisa la generación de señales de prueba multiportadoras y, por lo tanto, un dispositivo de generación de dichas señales, lo que incrementa la complejidad del sistema de prueba.

Por último, la generación de una portadora de prueba puede interferir con otros satélites contiguos lo que precisa una coordinación global en frecuencia.

Véase el documento US-A-5 697 050 (Wiedeman).

La presente invención ofrece un procedimiento y un sistema que permiten caracterizar la antena de transmisión de un satélite en órbita en toda su dinámica y toda su zona de cobertura, con independencia de las características de la antena de recepción.

La invención no precisa el empleo de señales de prueba en una portadora no modulada y, por lo tanto, permite eliminar los inconvenientes relacionados con su utilización.

Además, la invención permite probar la antena de transmisión de un satélite de haces múltiples y/o en varias frecuencias diferentes sin que sea necesario modificar los equipos de prueba y de este modo aumentar la complejidad.

De este modo, la invención tiene por objeto un procedimiento de caracterización de una antena de transmisión de un satélite en órbita que comprende una carga útil que comprende unos medios de amplificación de señal, consistiendo dicho procedimiento en:

configurar dichos medios de amplificación para generar un ruido térmico en la entrada de la antena de transmisión;

adquirir, por medio de una estación terrestre, la señal transmitida por la antena de transmisión en el enlace descendente del satélite durante un periodo predeterminado de tiempo;

durante dicho periodo predeterminado de tiempo, controlar dicho satélite en órbita para imprimirle un sesgo angular con una variación predeterminada y registrar esta variación;

correlacionar la medición de la señal transmitida en el enlace descendente y la variación de sesgo angular del satélite para deducir de ello las variaciones de ganancia de la antena de transmisión en función del sesgo angular del satélite.

De manera ventajosa, los medios de amplificación están configurados para funcionar en saturación.

Los medios de amplificación también pueden constar de un primer medio de amplificación intermedia y de un segundo medio de amplificación de alta potencia, estando dicho medio de amplificación intermedia configurado para amplificar la señal a un nivel predeterminado en la entrada del segundo medio de amplificación de alta potencia, determinándose dicho nivel de tal modo que el nivel de la señal de salida del segundo medio de amplificación de alta potencia es superior al nivel de ruido generado por la antena de la estación terrestre.

Según una forma particular de realización de la invención, la carga útil consta de al menos una antena de recepción y de un canal de recepción, y en la que el canal de recepción está desconectado de la antena de recepción para limitar la influencia del ruido procedente del enlace ascendente del satélite.

La invención también tiene por objeto un sistema para la caracterización de una antena de transmisión de un satélite en órbita que comprende una carga útil que comprende unos medios de amplificación de señal, comprendiendo dicho sistema:

unos medios de configuración de dichos medios de amplificación para generar un ruido térmico en la entrada de la antena de transmisión;

unos medios de adquisición de la señal transmitida por la antena de transmisión en el enlace descendente del satélite durante un periodo predeterminado de tiempo;

unos medios de control del satélite en órbita, durante dicho periodo predeterminado de tiempo, para imprimirle un sesgo angular con una variación predeterminada y unos medios de registro de esta variación; unos medios para correlacionar la medición de la señal transmitida en el enlace descendente y la variación de sesgo angular del satélite con el fin de deducir de ello las variaciones de ganancia de la antena de transmisión en función del sesgo angular del satélite.

Se mostrarán mejor otras características y ventajas de la presente Invención con la lectura de la descripción que viene a continuación en relación a los dibujos adjuntos, que representan:

la figura 1, un diagrama de bloques que ¡lustra un procedimiento de prueba de la antena de transmisión de un satélite en órbita según la técnica anterior;

la figura 2, un diagrama que ¡lustra la limitación, inducida por el procedimiento de prueba descrito en la figura 1, en la dinámica angular de desviación de la antena de transmisión que se puede probar;

la figura 3, un diagrama de bloques que ¡lustra algunos inconvenientes del procedimiento de prueba descrito en la figura 1;

la figura 4, un diagrama de bloques que ¡lustra el procedimiento de prueba según la Invención;

la figura 5, un esquema de la carga útil de un satélite que hay que probar y, en particular, de la cadena de

amplificación Instalada a bordo;

la figura 6a, un diagrama de la ganancia de la señal medida en el enlace descendente del satélite en función del tiempo;

la figura 6b, un diagrama del sesgo angular imprimido... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de caracterización de una antena (102, 506) de transmisión de un satélite (100) en órbita que comprende una carga (500) útil que comprende unos medios (504, 505) de amplificación de señal, dicho procedimiento estando caracterizado porque consiste en:

- configurar dichos medios (504, 505) de amplificación para generar un ruido térmico en la entrada de la antena (102, 506) de transmisión;

- adquirir, por medio de una estación (103, 104) terrestre, la señal transmitida por la antena (102, 506) de transmisión en el enlace descendente del satélite (100) durante un periodo predeterminado de tiempo;

- durante dicho periodo predeterminado de tiempo, controlar dicho satélite (100) en órbita para imprimirle un sesgo angular con una variación predeterminada y registrar esta variación;

- correlacionar la medición de la señal transmitida en el enlace descendente y la variación de sesgo angular del satélite para deducir de ello las variaciones de ganancia de la antena (102, 506) de transmisión en función del sesgo angular del satélite.

2. Procedimiento de caracterización según la reivindicación 1, en el que dichos medios (504, 505) de amplificación están configurados para funcionar en saturación.

3. Procedimiento de caracterización según la reivindicación 1, en el que dichos medios (504, 505) de amplificación comprenden un primer medio (504) de amplificación intermedia y de un segundo medio (505) de amplificación de alta potencia, estando dicho medio (504) de amplificación intermedia configurado para amplificar la señal a un nivel predeterminado en la entrada del segundo medio (505) de amplificación de alta potencia, determinándose dicho nivel de tal modo que el nivel de la señal de salida del segundo medio (505) de amplificación de alta potencia es superior al nivel de ruido generado por la antena (103) de la estación terrestre.

4. Procedimiento de caracterización según una de las reivindicaciones anteriores en el que la carga (500) útil comprende al menos una antena (501) de recepción y un canal (502) de recepción y en el que el canal (502) de recepción está desconectado de la antena (501) de recepción para limitar la influencia del ruido procedente del enlace ascendente del satélite.

5. Sistema para la caracterización de una antena (102, 506) de transmisión de un satélite (100) en órbita que comprende una carga (500) útil que comprende unos medios (504, 505) de amplificación de señal, comprendiendo dicho sistema:

- unos medios de configuración de dichos medios (504, 505) de amplificación para generar un ruido térmico en la entrada de la antena (102, 506) de transmisión;

- unos medios (103, 104) de adquisición de la señal transmitida por la antena (102, 506) de transmisión en el enlace descendente del satélite (100) durante un periodo predeterminado de tiempo;

- unos medios de control del satélite (100) en órbita, durante dicho periodo predeterminado de tiempo, para imprimirle un sesgo angular con una variación predeterminada y unos medios de registro de esta variación;

- unos medios para correlacionar la medición de la señal transmitida en el enlace descendente y la variación de sesgo angular del satélite con el fin de deducir de ello las variaciones de ganancia de la antena (102, 506) de transmisión en función del sesgo angular del satélite.