DE69510431T2

DE69510431T2 - Benutzungslast für Satelliten mit transparentem integriertem Kanal

Info

Publication number: DE69510431T2
Application number: DE69510431T
Authority: DE
Inventors: Gerard Floury; Jean-Philippe Gazda; Bernard Rivierre; Michel Tatard
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Sutton Wireless Wilmington Del Us LLC
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2015-11-23
Also published as: EP0714179A1; CA2163406C; JPH08223099A; CA2163406A1; US5963845A; FR2727590B1; FR2727590A1; EP0714179B1; DE69510431D1; JP3192361B2

Description

Das Gebiet der Erfindung ist das der Telekommunikationssatelliten. Genauer betrifft die Erfindung die mitgeführten Nutzlasten an Bord des Satelliten, die eine Mehrzahl von Transpondern umfassen, die dazu in der Lage sind, Hochfrequenzsignale jeweils von und zu der Erdkugel zu empfangen und zu senden.
Die meisten der derzeitigen Telekommunikationssatelliten sind "transparent" für den Benutzer. In diesem Fall sind die Ressourcen der Nutzlast auf mehrere verschiedene Kanäle aufgeteilt, die Benutzern am Boden zugewiesen werden können, entweder ein Kanal pro Benutzer mindestens während der Dauer seiner Nutzung, oder ein Kanal, der zwischen mehreren Benutzern aufgeteilt ist, beispielsweise gemäß eines Zeitrahmens (TDMA oder Vielfachzugriff im Zeitmultiplex) oder gemäß einer Codierung durch Übertragung mit gespreiztem Spektrum (CDMA oder Vielfachzugriff im Codemultiplex).
Ein Kanal ist herkömmlicherweise durch eine Mittenfrequenz und eine Bandbreite um diese Mittenfrequenz definiert. Im allgemeinen ist für einen gegebenen Kanal die Sendefrequenz von der Empfangsfrequenz verschieden, folglich findet mindestens eine Frequenzumsetzung zwischen dem Empfang der Signale von der Erde und dem Senden der Signale zu der Erde statt. Beispielsweise sind für einen Transponder im Ku-Band die Aufwärtsverbindungen bei Frequenzen um 14 GHz (Empfang) und die Abwärtsverbindungen sind bei Frequenzen um 12 GHz.
Man stellt fest, dass mit der Entwicklung des Satellitentelekommunikationsmarktes, parallel verbunden mit der Entwicklung der Technologie, die Nutzlasten mehr und mehr Transponder aufweisen, um eine möglichst große Anzahl von Benutzern gleichzeitig zufriedenzustellen. Da andererseits die Nutzung des Funkfrequenzspektrums unter dem Druck einer ständig wachsenden Nachfrage steht, müssen die Nutzlasten so gestaltet werden, dass sie eine maximale Anzahl von Kanälen gleichzeitig weiterleiten können und zwar quasi auf dem gesamten durch internationale Instanzen zugewiesenen Frequenzband. Diese Tendenz hat eine Erhöhung der benötigten Anzahl von Umsetzungen von verschiedenen Frequenzen an Bord des Satelliten zur Folge, uni die Aufgabe zu erfüllen.
Um beispielsweise vier Sende-Empfangsunterbänder von 250 MHz auf den fünf Unterbändern benutzen zu können, die durch die UIT im Ku-Band zugewiesen worden sind (jedes Unterband kann drei herkömmliche Kanäle von 72 MHz Bandbreite bedienen), müssen sechs verschiedene Umsetzungsfrequenzen anstelle der zwei bei einer früheren Generation von Nutzlasten benötigten vorgesehen werden. Diese mehrfachen Frequenzänderungen innerhalb einer einzigen Vorrichtung können eine Mehrzahl von Mischungsstörlinien hervorrufen, die in bestimmten Fällen zu einem inakzeptablen Übersprechanteil zwischen Kanälen und in anderen Fällen zu verstopften Kanälen durch von einer Störlinie herrührende Interferenz führen.
Zudem erfahren bei der herkömmlichen Architektur mehrere Kanäle eine gemeinsame Frequenzumsetzung, die dasselbe lokale Oszillatorsignal und vor allem denselben Mischer innerhalb desselben Frequenzwandlers benutzt. Jedoch können die auf den verschiedenen Kanälen vorhandenen Signale, die gemeinsam umgesetzt werden, jeweils sehr verschiedene Amplituden mit bis zu 15 dB Differenz haben, was im folgenden wichtig ist, was ihren Schutz vor den oben erwähnten Mischungsstörprodukten betrifft.
Andererseits ist die Extrapolation einer Architektur der vorhergehenden Generation nicht zufriedenstellend, weil die Masse, das Gewicht und die Komplexität der herkömmlichen Architektur prohibitiv werden, wie man anhand der Fig. 1a und 1b feststellen kann.
In der Fig. 1a sieht man einen ersten Teil eines Beispieles einer Architektur herkömmlicher Konzeption einer Nutzlast für eine erhöhte Kanalanzahl (24 Kanäle in dem gezeigten Beispiel, wobei jeweils zwölf jede Polarisation XPOL, YPOL haben). Die Figur zeigt die Elemente der Nutzlast für eine einzige Polarisation, parallele Wege sind für die gekreuzte Polarisation ausgehend von den Frequenzwandlerblöcken DC1... DC8 vorgesehen.
Eine solche Nutzlast umfasst, stark vereinfacht, ab der oder den Empfangsantennen einen rauscharmen Verstärkungsblock (Fin, LNA); einen Block von 16 Vorwahlfiltern (F1, F2, ... F15, F16), um die empfangenen Signale in Frequenzbänder mit 250 MHz Bandbreite zu zerschneiden; wobei acht Blöcke jeweils drei Wandler haben (DC1, ... DC8) was insgesamt 24 Frequenzwandler ergibt, die als ein Redundanzring von 3 zu 2 organisiert sind; einen zweiten Block von 24 Kanalfiltern, die einen Multiplexblock zum Empfang bilden, dem Fachmann bekannt unter dem Kürzel IMUX für Input Multiplexer; und eine zweite Redundanzringvorrichtung von 16 zu 12.
Wie oben erwähnt, zeigt die Figur nur die Elemente der Nutzlast, die für eine einzige Polarisation (XPOL) notwendig sind, parallele Wege sind für die gekreuzte Polarisation ausgehend von den Frequenzwandlerblöcken DC1, ..., DC8 vorgesehen.
Es sei angemerkt, dass die 8 Blöcke der Frequenzwandler (DC1, ...DC8) jeder durch einen lokalen Oszillator versorgt sind, der die Umsetzungsfrequenz erzeugt. Diese Frequenzwandler sind in der Fig. 3 detaillierter gezeigt, die ein Detail aus Fig. 1a darstellt. Jeder Wandler (DC1, DC2) verarbeitet ein Band von 250 MHz, das jeweils drei benachbarte Kanäle von 72 MHz Bandbreite umfasst. Diese Kanäle werden durch den/die vor dem Wandler angeordneten Vorwahlfilter (F1, F2, F3, F4...) von 250 MHz Bandbreite ausgewählt. In dem in Fig. 1a gezeigten Beispiel gibt es 6 verschiedene Umsetzungsfrequenzen für die acht Wandlerblöcke und folglich sechs lokale Oszillatoren (LO1, LO2, ...LO6).
In Fig. 3 sieht man zwei Frequenzwandler (D1, D2), die von einem einzigen lokalen Oszillator LO1 versorgt werden. In Fig. 1a ist erkennbar, dass dasselbe bei den Wandlern DC3, DC4 geschieht, die von einem einzigen lokalen Oszillator LO2 versorgt werden. Das ist so, weil es zwei Empfangsantennen ANT(R) und ANT(T/R) gibt, die Signale in den gleichen Unterbändern von 250 MHz liefern, die folglich mit der gleichen Umsetzungsfrequenz umgesetzt werden können. In der Fig. 1a ist zu sehen, dass für jedes Unterband von 250 MHz nur eine der zwei Antennen von Schaltern S hinter den Eingangsmultiplexfiltern IMUX ausgesucht wird, um die Kanalverstärker zu versorgen, die sich in Fig. 1b befinden.
In Fig. 3 ist auch zu sehen, wie die Redundanz der Frequenzwandler gemäß der herkömmlichen Architektur gewährleistet wird, indem drei identische Frequenzumsetzungspfade für ein von jedem Wandlerblock DC1, DC2, ..., zu verarbeitendes Unterband vorgesehen werden, mit einem Redundanzring C2/3 am Eingang und einem Redundanzring C3/2 am Ausgang eines jeden Wandlerblockes. Einer der Ausgänge von jedem Redundanzring C3/2 liefert ein Signal, das der X-Polarisation entspricht, dessen Verarbeitung gemäß dem Schema in den Fig. 1a und 1b gewährleistet ist; der andere Ausgang, der der Y-Polarisation entspricht, wird durch ein äquivalentes Schema gewährleistet, das aus Gründen der Vereinfachung der Zeichnung nicht gezeigt wird.
Alle diese Elemente sind in herkömmlicher Weise über Mittel zur Kopplung und Führung von Signalen, die beispielsweise Redundanzringe (C0, C1, C2, C2/3, C3/2), Wellenleiter (kein Bezugszeichen), 3dB-Koppler, S-Schalter usw. umfassen, in Reihe geschaltet, um den Signalen zu erlauben, überzugehen, wo sie übergehen müssen, und um eine gewisse Robustheit der Nutzlast gegenüber unvorhergesehenen Pannen einer gewissen Anzahl von Schlüsselelementen des Systems zu ermöglichen, indem Redundanzen für diese letzteren sowie Mittel zum Umschalten und zur Kopplung vorgesehen werden, die es erlauben, sie bei Bedarf in Betrieb zu nehmen.
Die Fig. 1a endet mit dem Redundanzring 12/16 und seinen 16 Ausgängen. Die Figur ist an dieser Stelle gemäß der Markierungen A-A' geschnitten, die mit den gleichen Markierungen in der Fig. 1b verbunden sind, um die Beschreibung des Standes der Technik mit dem zweiten Teil eines Beispiels einer Architektur einer Nutzlast nach herkömmlicher Konzeption für eine erhöhte Anzahl von Kanälen fortzusetzen.
Folglich haben wir ausgehend von dem ersten Redundanzring 12/16 in Fig. 1a 16 Kanalverstärker mit variabler Verstärkung CAMP1, CAMP2, ...CAMP16, deren Ausgänge über in Reihe geschaltete Rauschreduzierungsfilter NRF1, NRF2, ...NRF16 mit den Eingängen von jeweiligen Leistungsverstärkern HPA1, HPA2, ..HPA 16 verbunden sind. Die von diesen Leistungsverstärkern ausgehenden Leistungssignale werden nun über einen zweiten Redundanzring 16/12 zu 18 Kanalfiltern OMUX transportiert. In dem gezeigten Beispiel, werden sechs von diesen Filtern OMUX direkt von sechs Ausgängen des Redundanzringes 12/16 versorgt; die zwölf anderen OMUX werden von den sechs anderen Ausgängen des Redundanzringes 12/16 über sechs Schalter S versorgt, die es erlauben, sechs von diesen zwölf Filtern OMUX zu versorgen. Die Signale werden dann zu der (den) Sendeantenne(n) ANT(T) oder Sende/Empfangsantenne(n) ANT(T/R) ggf. über andere Bandpassfilter (DI1, TX, ...) befördert.
Das Dokument D1 = ANT Nachrichtentechnische Berichte, Nr. 7, Oktober 1990, Backnang, DE: Seiten 31-41, H. Gaugig et al., "Das Repeater-Untersystem der Nutzlast, des DFS Kopernikus" beschreibt eine andere herkömmliche Architektur, die die Merkmale der oben beschriebenen Fig. 1 und 3 hat.
Diese herkömmlichen Architekturen weisen mehrere. Probleme auf, wenn man sie auf eine Nutzlast anwendet, die eine große Anzahl von Kanälen und eine große Anzahl von Frequenzumsetzungen hat, von denen wir nur kurz auf einige verweisen: eine Vielfalt von parasitären Mischungsprodukten; ein erhöhter Nebensprechanteil; durch Störungen verstopfte Kanäle; Verstärkung einer Mehrzahl von Kanälen, die unterschiedliche Niveaus haben, in einem einzigen Mischer, was bedeutet, dass dieser Mischer nur für einen dieser Kanäle ohne Leistungskompromisse in seinem Arbeitspunkt optimiert werden kann. Außerdem ist diese Architektur nicht für eine Ausgestaltung mit einer fortgeschrittenen Integration ihrer verschiedenen funktionellen Komponenten optimiert.
Die Erfindung hat zum Ziel, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Nutzlastarchitektur für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen vor, die unter c Kanälen ausgewählt sind, wobei c ≥ d an der Antenne, wobei jeder Kanal eine Bandbreite δ hat, wobei die Nutzlast einen Empfangsbereich, der durch mindestens eine Empfangsantenne versorgt ist, und einen Sendebereich, der mindestens eine Sendeantenne versorgt, umfasst, wobei die Nutzlast außerdem eine erste Mehrzahl g von Bandpass-Kanalfiltern IMUX der Breite δ, die durch diesen Empfangsbereich empfangene Signale filtern; Frequenzumsetzungsmittel, eine Mehrzahl k von Kanalverstärkern, k ≥ d; Leistungsverstärkermittel, und eine zweite Mehrzahl p von Kanalfiltern OMUX, die die durch die Mehrzahl k von Kanalverstärkern und die Leistungsverstärkermittel verstärkten Signale filtern, umfasst, wobei die k Kanalverstärker mit den p Kanalfiltern über Redundanzmittel gekoppelt sind, um d Verstärker den d Kanälen zuzuweisen; wobei die Frequenzumsetzungsmittel mindestens einen Mischer und mindestens eine Quelle für ein Umsetzungsfrequenzsignal umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzumsetzungsmittel mindestens einen Schalter und mindestens eine Signalquelle, die q Signale mit q verschiedenen Umsetzungsfrequenzen liefert, umfassen, wobei der Schalter mit der/den Quelle(n) und dem Mischer gekoppelt ist, um eine Umsetzungsfrequenz unter den q Frequenzen auszuwählen und sie dem Mischer zu liefern, und dass der mindestens eine Mischer ein Breitbandmischer ist, der dazu in der Lage ist, über das gesamte Zuweisungsband der Nutzlast, d. h. über eine Bandbreite ≥ dδ, korrekt zu arbeiten.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung sind die k Kanalverstärker mit variabler Verstärkung jeweils k Frequenzumsetzungsvorrichtungen zugeordnet, wobei jede Umsetzungsvorrichtung mindestens einen Mischer und mindestens eine Quelle für ein Umsetzungsfrequenzsignal umfasst; wobei die d Ausgänge der d Kanalverstärker jeweils mit den d Eingängen der Frequenzumsetzungsvorrichtungen gekoppelt sind.
Gemäß einer anderen Variante umfassen die k Frequenzumsetzungsvorrichtungen mindestens einen ersten und einen zweiten Mischer und mindestens zwei Quellen für zwei Umsetzungsfrequenzsignale, um mindestens zwei Frequenzumsetzungen für jeden Kanal auszuführen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die mindestens zwei Frequenzquellen korrelierte lokale Oszillatoren. Gemäß einem anderen Merkmal sind die korrelierten lokalen Oszillatoren lokale Frequenzsyntheseoszillatoren, die jeder ein Signal mit einer unter einer Mehrzahl c von möglichen Frequenzen ausgewählten Frequenz liefern können, wobei die korrelierten lokalen Frequenzsyntheseoszillatoren von der Erde aus durch Fernsteuerungssignale (TC1, ...TC16) steuerbar sind, wobei die Nutzlast außerdem Mittel zum Empfangen eines Steuersignals von der Erde sowie Mittel zum Anlegen des Steuersignals an den/die korrelierten lokalen Frequenzsyntheseoszillator(en) umfasst, wobei die mindestens zwei korrelierten lokalen Frequenzsyntheseoszillatoren mit der/den Quelle(n) und den Mischern gekoppelt sind, um eine erste und eine zweite Umsetzungsfrequenz unter den c Frequenzen auszuwählen und sie an die Mischer zu liefern.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist ein akustischer Oberflächenwellenfilter (SAW1, ...SAW16) zwischen den mindestens zwei Mischern und vor dem Kanalverstärker mit variabler Verstärkung angeordnet, um die Kanalfilterung durch die SAW-Filter vor dem zweiten Mischer auszuführen.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung schlägt die Erfindung eine Nutzlast für einen Telekommunikationssatelliten vor, der eine große Anzahl d von transparenten Kanälen transportieren kann, wobei die Nutzlast dazu in der Lage ist, aus Funkwellen bestehende Signale in Aufwärtsrichtung in einem ersten Frequenzband, das eine erste Mittenfrequenz und eine erste Bandbreite hat, zu empfangen und aus Funkwellen bestehende Signale in Abwärtsrichtung in einem zweiten Frequenzband zu senden, das eine zweite Mittenfrequenz und eine zweite Bandbreite hat, wobei die zweite Mittenfrequenz von der ersten Mittenfrequenz verschieden ist, wobei die Nutzlast umfasst:
mindestens eine Funkantenne, wobei die mindestens eine Funkantenne dazu in der Lage ist, Funkwellen zu empfangen und/oder zu senden;
eine Mehrzahl e von Eingangsfiltern,
eine Mehrzahl f von rauscharmen Verstärkern,
eine Mehrzahl g von Demultiplex-Filtern IMUX,
eine Mehrzahl h von Frequenzwandlern,
eine Mehrzahl j von lokalen Oszillatoren,
eine Mehrzahl k von Kanalverstärkern,
eine Mehrzahl m von Rauschreduzierungsfiltern,
eine Mehrzahl n von Leistungsverstärkern,
eine Mehrzahl p von Filtern OMUX, und
Mittel zur Kopplung und Führung der Signale;
wobei die verschiedenen oben aufgezählten Elemente angeordnet und durch die Mittel zur Kopplung und, Führung der Signale verbunden sind, um eine Kanalfilterung der Signale durch die g Filter IMUX zu verwirklichen, bevor eine erste Frequenzumsetzung der Signale mittels der h Frequenzwandler h durchgeführt wird, wobei die Anzahl h der Frequenzwandler mindestens gleich der Anzahl d der Kanäle ist: h ≥ d, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzwandler mindestens einen Schalter und mindestens eine Signalquelle umfassen, die q Signale mit q verschiedenen Umsetzungsfrequenzen liefert, wobei der Schalter mit der/den Quellen und dem Mischer gekoppelt ist, um eine Umsetzungsfrequenz unter den q Frequenzen auszuwählen und sie an den Wandler zu liefern, und dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzumsetzer Breitbandumsetzer sind, die jeden beliebigen Kanal von jeder beliebigen Kanalfrequenz in dem ersten Frequenzband zu jeder beliebigen Kanalfrequenz in dem zweiten Frequenzband frequenzumsetzen können durch Anlegen einer geeigneten Umsetzungsfrequenz an den Wandler, die von einem der lokalen Oszillatoren auf das Anlegen eines geeigneten Befehls an den dem lokalen Oszillator zugeordneten Schalter geliefert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann jeder lokale Oszillator eine Mehrzahl q von Umsetzungsfrequenzen liefern, von denen eine mit Hilfe eines jedem lokalen Oszillator zugeordneten Schalters ausgewählt werden kann, wobei der Schalter auf Befehl konfigurierbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Nutzlast außerdem Mittel zum Empfangen eines Steuersignals von der Erde aus, sowie Mittel zum Anlegen des Steuersignals an den/die Schalter, um die Konfiguration des/der letzteren zu steuern.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die k Kanalverstärker physikalisch den h Frequenzwandlern zugeordnet, wobei h = k ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die k Verstärker und die h = k Frequenzwandler nach MMIC verwirklicht und innerhalb einer Kanalverstärker/Frequenzwandlervorrichtung integriert.
Bei einer anderen Ausgestaltung sind die k Kanalverstärker Verstärker mit steuerbarer Verstärkung. Gemäß einem Merkmal sind die k Verstärker mit steuerbarer Verstärkung angeordnet und durch die Mittel zur Kopplung und Führung der Signale mit den Eingängen der h Frequenzwandler verbunden, um die Kanalverstärkung auszuführen, bevor die erste Frequenzumsetzung ausgeführt wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst die Nutzlast außerdem Mittel zur digitalen Signalverarbeitung, die insbesondere eine Mehrzahl r an Analog-Digital-Wandlern, Mittel zur digitalen Filterung und eine Mehrzahl r von Digital-Analog-Wandlern umfassen. Vorteilhafterweise sind die Mittel zur digitalen Verarbeitung angeordnet und durch die Mittel zur Kopplung und Signalführung verbunden, um die digitale Verarbeitung nach der ersten Frequenzumsetzung auszuführen. Bei einer Variante umfassen die Mittel zur digitalen Verarbeitung außerdem Frequenzumsetzungsmittel, die in der Lage sind, eine zweite Frequenzumsetzung vor der Digital-Analog-Wandlung durch die Mehrzahl r von Digital- Analog-Wandlern auszuführen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die j lokalen Oszillatoren Frequenzsyntheseoszillatoren.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die verschiedenen Elemente kanalweise mechanisch integriert, wobei jeder Kanal mindestens einen Linearisierer, einen Frequenzwandler, einen Kanalverstärker und einen Leistungsverstärker sowie die für einen guten Betrieb der Baugruppe notwendige geregelte elektrische Leistungsversorgung umfasst.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Lektüre der nun folgenden detaillierten Beschreibung mit ihren beigefügten Zeichnungen, in denen:
- die Fig. 1a, schon erwähnt, schematisch einen ersten Teil einer Architektur einer Nutzlast herkömmlicher Konzeption für eine erhöhte Kanalanzahl zeigt, die sich an die Fig. 1b gemäß den Markierungen A-A' anschließt;
- die Fig. 1b, schon erwähnt, schematisch einen zweiten Teil einer Architektur einer Nutzlast herkömmlicher Konzeption für eine erhöhte Kanalanzahl zeigt, die sich an die Fig. 1a gemäß den Markierungen A-A' anschließt;
- die Fig. 2a schematisch einen ersten Teil eines Beispiels einer Architektur einer Nutzlast für eine erhöhte Kanalanzahl gemäß der Erfindung zeigt, die sich an die Fig. 2b gemäß den Markierungen B-B' anschließt;
- die Fig. 2b schematisch einen zweiten Teil eines Beispiels einer Architektur einer Nutzlast für eine erhöhte Kanalanzahl gemäß der Erfindung zeigt, die sich an die Fig. 2a gemäß den Markierungen B-B' anschließt;
- die Fig. 3, schon beschrieben, schematisch ein Detail aus Fig. 1a zeigt, das einen Frequenzwandlerblock nach dem Stand der Technik mit seinen zugeordneten lokalen Oszillatoren umfasst;
- die Fig. 4 schematisch und partiell ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, in der die Kanalfilterung durch einen akustischen Oberflächenwellenfilter bewirkt wird, der innerhalb der Frequenzwandlermittel angeordnet ist, die Mittel zum Bewirken von zwei Frequenzumsetzungen umfassen.
In allen Figuren bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente. Aus Gründen der Klarheit der Zeichnung ist der Maßstab nicht immer einheitlich. Die Zeichnungen stellen nicht beschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, um deren wesentliche Merkmale aufzuzeigen.
Die Fig. 1a und 1b sind schon unter Bezugnahme auf die wesentlichen Funktionsblöcke einer Nutzlast nach herkömmlicher Konzeption beschrieben worden.
Die Fig. 2a zeigt schematisch einen ersten Teil eines Beispiels einer Architektur einer Nutzlast für eine erhöhte Kanalanzahl gemäß der Erfindung, die sich an die Fig. 2b gemäß den Markierungen B-B' anschließt;
Wie in Fig. 1a beträgt die Anzahl der zu transportierenden Kanäle in dem gezeigten Beispiel 24 (davon 12 in jeder Polarisation XPOL, YPOL), um einen direkten Vergleich mit der vorherigen Figur zu ermöglichen. Die Nutzlast aus Fig. 2a besitzt wie die nach dem Stand der Technik Empfangs- und Sende/Empfangsantennen, die empfangene Funksignale an die rauscharmen Verstärkerblöcke LNA liefern, Eingangsfiltermittel, Redundanzkreise, die redundante Pfade liefern, usw..
Ausgehend von den rauscharmen Verstärkerblöcken LNA fangen die Unterschiede zwischen der Erfindung und dem Stand der Technik an zu erscheinen: die Signale werden direkt zu den Bänken von Bandpasskanalfiltern IMUX geführt. Wie in der vorhergehenden Figur zeigt die Fig. 2a die Elemente der Nutzlast für eine einzige Polarisation (YPOL), parallele Pfade sind für die gekreuzte Polarisation XPOL vorgesehen, dieses Mal ausgehend von den rauscharmen Verstärkerblöcken LNA.
Die Eingangskanäle werden so auf den Kanälen durch die Demultiplexierungsfilter IMUX ohne Vorwahlfilterung und bei der Eingangsfrequenz vor jeglicher Frequenzumsetzung kanalisiert. Die Anzahl der Filter IMUX entspricht der Anzahl der Kanäle für die Empfangsantenne ANT(R), d. h. 12 für jede Polarisation. Die Anzahl von Filtern IMUX für die Sende/Empfangsantenne ist die Hälfte für jede Polarisation, d. h. 6. Schalter S erlauben es, auszuwählen, welche der beiden Antennen ANT(R), ANT(T/R) für einen Kanal verwendet wird, der durch beide versorgt werden kann.
Nach der IMUX-Multiplexfilterung und der Auswahl der Antenne durch die Schalter S werden die Signale wie beim Stand der Technik in einen Redundanzring 12/16 geführt, und wir finden die Markierungen B-B', die der Verbindung mit Fig. 2b dienen, mit der wir die Beschreibung fortführen.
Die Fig. 2b zeigt schematisch einen zweiten Teil eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Architektur einer Nutzlast für eine erhöhte Kanalanzahl, die sich an die Fig. 2a gemäß den Markierungen B-B' anschließt. Die Signale kommen von dem Redundanzring 12/16 über 16 Pfade an, die mit den Eingängen von 16 Frequenzwandlervorrichtungen DCO1, DCO2, ... DCO16 verbunden sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nutzlast sind diese Frequenzwandlervorrichtungen integriert und können beispielsweise in MMIC-Technologie realisiert sein.
Jede Frequenzwandlervorrichtung (DCO1, ... DCO16) umfasst ihre eigenen Mittel zum Erzeugen der Umsetzungsfrequenz, beispielsweise einen lokalen Oszillator (LO1-6). Jede Frequenzwandlervorrichtung umfasst einen Mischer, der es erlaubt, das frequenzumzusetzende Signal mit dem von dem lokalen Oszillator kommenden Signal zu mischen, um die Frequenzumsetzung zu bewirken. Vorteilhafterweise umfasst jede Frequenzwandlervorrichtung auch Verstärkermittel, die in einer bevorzugten Ausgestaltung mit den Frequenzumsetzungsmitteln (Mischer, lokaler Oszillator) integriert sein können. Vorteilhafterweise bilden die Verstärkermittel die Kanalverstärker, die notwendig sind, um ein vorverstärktes Signal an die Leistungsverstärkern HPA1, HPA2, ... HPA16, zu liefern.
Andererseits ist es sehr vorteilhaft, einen Verstärker mit gesteuerter Verstärkung vor dem Mischer innerhalb der integrierten Frequenzwandlervorrichtung anzuordnen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Niveau des an den Mischer angelegten Signals immer ungefähr konstant ist, was es erlaubt, die Probleme, die durch die disparaten Signalniveaus in den verschiedenen Kanälen hervorgerufen werden, und insbesondere die Rauschprobleme (Mischungsstörungen) zu beseitigen. In Fig. 2b sieht man ein Beispiel dieser bevorzugten Konfiguration mit dem Verstärker mit gesteuerter Verstärkung (AGV1, AGV2, ... AGV16) vor dem Mischer, wobei auf den Mischer ein Vorverstärker PA1, PA2, .3.. PA16 folgt. Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Vorverstärker auch mit dem Verstärker mit kontrollierter Verstärkung, dem Mischer und dem lokalen Oszillator integriert, um einen integrierten Frequenzwandler zu bilden.
Ein letztes vorteilhaftes Merkmal ist in Fig. 2b vorgeschlagen: es handelt sich um die Verwendung eines lokalen Oszillators, der dazu fähig ist, mehrere verschiedene Frequenzen zu erzeugen, mit einem Schalter, um eine davon auszuwählen. In dem Beispiel aus Fig. 2b ist die Verwendung einer Frequenzquelle vorgesehen, die dazu fähig ist, ein Signal in einem sehr breiten Band zu liefern, mit einem Schalter, um auszuwählen, welche Frequenz des Bandes effektiv für die Bedürfnisse des Systems verwendet wird. Dies beinhaltet mindestens zwei entscheidende Vorteile: die Frequenzwandlervorrichtung wird die gleiche für alle Kanäle (DCO1 = DCO2 = DCO3 = ... = DCO16), was eine wichtige Vereinfachung bei der Herstellung im industriellen Maßstab bedeutet; und die Rekonfigurierbarkeit des Systems im Verlauf seiner Gebrauchsdauer. Die konfigurierbaren Schalter sind nämlich konfigurierbar auf Anwendung eines externen Schaltbefehles. Es genügt, die Nutzlast mit spezifischen Mitteln zu versehen, um von der Erde gesendete Steuerbefehle zu interpretieren und dann auf diese hin zu handeln, und die Nutzlast wird rekonfigurierbar für zur Zeit des Starts des Geräts noch unbekannte Aufgaben.
Die Fortsetzung von Fig. 2b ähnelt dem entsprechenden Teil aus Fig. 1b, entsprechend einer herkömmlichen Konzeption. Ausgehend von den Frequenzwandlern sind die Ausgänge von diesen Wandlern DCO1, DCO2, ... DCO16 über Rauschreduzierungsfilter NRF1, NRF2, ... NRF16, die in Reihe geschaltet sind, mit den Eingängen der jeweiligen Leistungsverstärker HPA1, HPA2, ... HPA16 verbunden. Die von diesen Leistungsverstärkern ausgehenden Leistungssignale werden dann über einen zweiten Redundanzring 16/12 zu 18 Kanalfiltern OMUX transportiert. In dem gezeigten Beispiel werden 6 von diesen Filtern OMUX direkt von 6 Ausgängen des Redundanzringes 16/12 versorgt; die anderen 12 Filter OMUX werden ausgehend von den 6 anderen Ausgängen des Redundanzringes 16/12 über 6 Schalter S versorgt, die es ermöglichen, sechs von den zwölf Filtern OMUX zu versorgen. Die Signale werden dann über die Sendeantenne(n) ANT(T) oder Sende/Empfangsantenne(n) ANT(T/R) geführt, evtl. über andere Bandpassfilter.
Die Fig. 4 zeigt schematisch und partiell ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, bei dem die Kanalfilterung durch einen akustischen Oberflächenwellenfilter (SAW1, ... SAW16) bewirkt ist, der innerhalb der Frequenzwandlermittel (DCS1, ... DCS16) angeordnet ist, die Mittel zum Bewirken von zwei Frequenzumsetzungen umfassen.
Wie in den vorhergehenden Figuren beträgt die Anzahl von zu transportierenden Kanälen in dem gezeigten Beispiel 24 (12 in jeder Polarisation XPOL, YPOL), um einen direkten Vergleich mit den vorhergehenden Figuren zu ermöglichen.
Die Nutzlast aus Fig. 4 besitzt wie die nach dem Stand der Technik Empfangs- und Sende/Empfangsantennen, die empfangene Funksignale an die rauscharmen Verstärkerblöcke LNA liefern, die Mittel zur Eingangsfilterung umfassen, Redundanzringe, die redundante Pfade liefern, usw..
Ausgehend von den rauscharmen Verstärkerblöcken LNA umfasst das Beispiel aus Fig. 4 einen Block von Vorwahlfiltern (F1, F2, ... F6), um die empfangenen Signale in Frequenzbänder von 250 MHz Bandbreite zu zerschneiden. Die so gefilterten Signale werden dann an Leistungsteiler (D1, D2, ... D6) geliefert, die über Matrizen von Schaltern S mit dem Redundanzring 12/16 verbunden sind.
Von hier an zeigen sich die Unterschiede zwischen dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung und dem Stand der Technik: die Signale werden direkt zu den Frequenzwandlermitteln (DCS1, ... DCS16) geführt, ohne vorher Bänke von Bandpasskanalfiltern IMUX zu passieren. Wie in den vorhergehenden Figuren zeigt die Fig. 4 die Elemente der Nutzlast für nur eine Polarisation (YPOL), parallele Wege sind für die gekreuzte Polarisation XPOL vorgesehen, dieses Mal ausgehend von den rauscharmen Verstärkerblöcken LNA.
Die Eingangssignale werden so durch die akustischen Oberflächenwellenfilter (SAW1, ... SAW16), die innerhalb der Frequenzumsetzermittel angeordnet sind, nach einer mit Hilfe eines ersten Mischers (MS11, ... MS161) und eines ersten lokalen Oszillators (OL11, ... OL161) durchgeführten ersten Frequenzumsetzung auf Kanäle kanalisiert. Die Anzahl von SAW-Filtern entspricht so der Anzahl von Kanälen für die Empfangsantenne ANT(R), d. h. 12 für jede Polarisation, zuzüglich der Anzahl von Redundanzpfaden, d. h. vier in dem gezeigten Beispiel. Wie in Fig. 2a ist die Anzahl von Filtern IMUX für die Sende/Empfangsantenne die Hälfte für jede Polarisation, d. h. 6, zuzüglich der Anzahl von Redundanzpfaden, d. h. 4 in dem gezeigten Beispiel. Es ist anzumerken, dass die Redundanzpfade indifferent der einen oder anderen der Antennen zugewiesen werden können. Wie in den vorhergehenden Figuren erlauben Schalter S. auszuwählen, welche der zwei Antennen ANT(R), ANT(T/R) für einen Kanal verwendet wird, der durch beide versorgt werden kann.
Nach der Filterung durch die SAW-Filter werden die Signale innerhalb der 16 Frequenzwandlervorrichtungen DCS1, DCS2, ... DCS16 geführt.
Jede Frequenzwandlervorrichtung (DCS1, ... DCS16) umfasst ihre eigenen Mittel, um zwei Umsetzungsfrequenzen zu erzeugen, beispielsweise zwei lokale Oszillatoren (OL11, OL12, ... OL161, OL162). Jede Frequenzwandlervorrichtung gemäß Fig. 4 umfasst zwei Mischer, die es ermöglichen, das frequenzumzusetzende Signal mit dem von dem jeweiligen lokalen Oszillator kommenden Signal zu mischen, um die Frequenzumsetzung zu bewirken. In vorteilhafter Weise umfasst jede Frequenzwandlervorrichtung auch Verstärkermittel, die in einer bevorzugten Ausgestaltung mit den Mitteln einer zweiten Frequenzumsetzung (Mischer, lokaler Oszillator) innerhalb der jeweiligen Frequenzwandlervorrichtung (DCS1, ... DCS16) integriert sein können. Vorteilhafterweise bilden diese Verstärkermittel die Kanalverstärker, die notwendig sind, um ein vorverstärktes Signal an die Leistungsverstärker (HPA1, HPA2, ... HPA16, in dieser Figur nicht gezeigt) zu liefern.
Wie schon in der Beschreibung der Fig. 2b gesagt, ist es sehr vorteilhaft, einen Verstärker mit kontrollierter Verstärkung (AGV1, .... AGV16) vor den zweiten Mischer (MS12, ... MS162) innerhalb der Frequenzwandlervorrichtung zu plazieren. Auf diese Weise kann man gewährleisten, dass das Niveau des an den zweiten Mischer angelegten Signals immer ungefähr konstant bleibt, was es erlaubt, die Probleme, die durch die disparaten Signalniveaus in den verschiedenen Kanälen hervorgerufen werden, und insbesondere die Rauschprobleme (Störsignale) zu beseitigen. In Fig. 4 sieht man ein Beispiel dieser bevorzugten Konfiguration mit dem Verstärker mit steuerbarer Verstärkung (AGV1, AGV2, ... AGV16) vor dem zweiten Mischer, wobei auf den Mischer ein Vorverstärker PA1, PA2, .3.., PA16 folgt. Auch gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Vorverstärker ebenfalls mit dem Verstärker mit steuerbarer Verstärkung, dem zweiten Mischer und dem zweiten lokalen Oszillator integriert, um einen integrierten Frequenzumsetzer zu schaffen.
Ein letztes vorteilhaftes Merkmal ist in Fig. 4 vorgeschlagen. Es handelt sich um die Verwendung von zwei korrelierten lokalen Frequenzsyntheseoszillatoren, die dazu fähig sind, mehrere unterschiedliche Frequenzen zu erzeugen, die durch einen Fernsteuerbefehl von der Erde aus steuerbar sind, der an den Steuereingang (TC1, ... TC16) angelegt wird, der zu diesem Zweck vorgesehen ist, um daraus zwei für die erste und zweite Frequenzumsetzung auszuwählen. In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist die Verwendung einer Frequenzquelle vorgesehen, die dazu fähig ist, ein Signal in einem sehr breiten Band zu liefern, mit der Möglichkeit, die Frequenz des Bandes, die effektiv für die Bedürfnisse des Systems verwendet wird, unter etwa einem Dutzend möglichen Frequenzen zu wählen. Wie in der Ausgestaltung der Fig. 2b hat dies zwei entscheidende Vorteile: Die Frequenzwandlervorrichtung wird für alle Kanäle die gleiche (DCS1 = DCS2 = DCS3 = ... = DCS16), was eine bedeutende Vereinfachung der Herstellung im industriellen Maßstab bedeutet; und die Rekonfigurierbarkeit des Systems während seiner Nutzdauer. Die Frequenzsyntheseoszillatoren sind nämlich konfigurierbar durch Anwendung eines externen Steuerbefehles. Es genügt, die Nutzlast mit spezifischen Mitteln auszustatten, um von der Erde aus gesendete Befehle zu interpretieren und anschließend daraufhin zu handeln, und die Nutzlast wird für zur Zeit des Starts des Geräts noch unbekannte Aufgaben rekonfigurierbar.
Der Rest der Nutzlast aus Fig. 4 ähnelt dem entsprechenden Teil der Fig. 1b und 2b, entsprechend einer herkömmlichen Konzeption, und ist nicht in der Zeichnung dargestellt. Die Beschreibung dieses gemeinsamen Teiles wird deshalb nicht wiederholt.
Obgleich es nicht in dem Beispiel in Fig. 4 gezeigt ist, ist es natürlich wie im Beispiel der Fig. 2a und 2b möglich, mehrere Elemente der Konzeption der Nutzlast gemäß der Erfindung durch ihre aus der digitalen Elektronik abgeleiteten funktionellen Äquivalente zu ersetzen. Beispielsweise ist ohne weiteres denkbar, die lokalen Oszillatoren und zugeordneten Schalter durch Frequenzsynthetisierer zu ersetzen.
Die Filterungsoperationen können auch digital verwirklicht werden, unter der Bedingung, dass vorher eine Analog- Digital-Wandlung durchgeführt wird. Andere digitale Signalverarbeitungen können in Betracht gezogen werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Man stellt bei einem Vergleich der Fig. 1b und 2b wichtige Vorteile im Bereich von Verringerungen der Komplexität, des Gewichtes und des Platzbedarfs der erfindungsgemäßen Nutzlast im Vergleich zu einer Nutzlast herkömmlicher Konzeption fest. Indem die IMUX-Filterung vor der ersten Frequenzwandlung durchgeführt wird, spart man schon die Vorwahlfilter ein. Weiter sind auch die IMUX für die Kanäle eingespart, die nicht im Bereich der Schalter vor dem ersten Redundanzring 12/16 ausgewählt werden. Die Redundanzringe C2/3 und C3/2 nach dem Stand der Technik sind nicht in die Nutzlast gemäß der Erfindung aufgenommen worden. Die Integration der Frequenzwandler mit ihren lokalen Oszillatoren, ihren Kanalverstärkern mit steuerbarer Verstärkung und ihren Ausgangsvorverstärkern erlaubt eine gesteigerte Kompaktheit und Zuverlässigkeit. Bei einer Ausgestaltung, bei der die lokalen Oszillatoren identisch sind, mit Frequenzauswahl durch einen zugeordneten Schalter, werden alle integrierten Frequenzwandler identisch, was ihre industrielle Herstellung vereinfacht.
Andererseits sind die Leistungen der Baugruppe verbessert, weil die Frequenzwandler auf einem einzigen Kanal anstelle von drei benachbarten Kanälen arbeiten. Die parasitären Mischungslinien sind beträchtlich reduziert wenn nicht gar beseitigt, und die Signalniveauangleichung in jedem Kanal vor der Einzel-Frequenzumsetzung eines jeden Kanals verbessert die Leistungen der Mischer.
Eine Abschätzung des Gewichtes und der elektrischen Leistungsverbrauchs für die zwei Konfigurationen aus den Fig. 1a, 1b im Verhältnis zu 2a, 2b zeigt die erheblichen Einsparungen an Versorgungsmasse: Allein für die Frequenzwandler, die Kanalverstärker, die Filter IMUX und die zugeordneten Redundanzschalter wird die Masse der herkömmlichen Lösung mit 28 kg abgeschätzt, mit einem Verbrauch von 176 W. Die Lösung gemäß der Erfindung, wie sie in den Fig. 2a, 2b gezeigt, weist eine Masse von 16 kg mit einem Verbrauch von 120 W auf.
Andere Varianten der Nutzlast gemäß der Erfindung sind für einen Fachmann leicht vorstellbar, indem das eine oder andere der Elemente durch ähnliche Elemente ersetzt wird, ohne dass dadurch den Rahmen der Erfindung verlassen wird, deren Umfang durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen, die unter c Kanälen ausgewählt sind, wobei c ≥ d an der Antenne, wobei jeder Kanal eine Bandbreite δ hat, wobei die Nutzlast einen Empfangsbereich, der durch mindestens eine Empfangsantenne versorgt ist und einen Sendebereich, der mindestens eine Sendeantenne versorgt, umfasst, wobei die Nutzlast außerdem eine erste Mehrzahl g von Bandpass-Kanalfiltern IMUX der Breite δ, die durch diesen Empfangsbereich empfangene Signale filtern; Frequenzumsetzungsmittel, eine Mehrzahl k von Kanalverstärkern, k ≥ d; Leistungsverstärkermittel und eine zweite Mehrzahl p von Kanalfiltern OMUX, die die durch die Mehrzahl k von Kanalverstärkern und die Leistungsverstärkermittel verstärkten Signale filtern, umfasst, wobei die k Kanalverstärker mit den p Kanalfiltern über Redundanzmittel gekoppelt sind, um d Verstärker den d Kanälen zuzuweisen; wobei die Frequenzumsetzungsmittel mindestens einen Mischer und mindestens eine Quelle für ein Umsetzungsfrequenzssignal umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzumsetzungsmittel mindestens einen Schalter und mindestens eine Signalquelle, die q Signale mit q verschiedenen Umsetzungsfrequenzen liefert, umfassen, wobei der Schalter mit der/den Quelle(n) und dem Mischer gekoppelt ist, um eine Umsetzungsfrequenz unter den q Frequenzen auszuwählen und sie dem Mischer zu liefern, und dass der mindestens eine Mischer ein Breitbandmischer ist, der in der Lage ist, über das gesamte Zuweisungsband der Nutzlast, d. h. über eine Bandbreite ≥ dδ, korrekt zu arbeiten.

2. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die k Kanalverstärker mit variabler Verstärkung jeweils k Frequenzumsetzungsvorrichtungen zugeordnet sind, wobei jede Umsetzungsvorrichtung mindestens einen Mischer und mindestens eine Quelle für ein Umsetzungsfrequenzsignal umfasst; wobei die d Ausgänge der d Kanalverstärker jeweils mit den d Eingängen der Frequenzumsetzungsvorrichtungen gekoppelt sind.

3. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die k Frequenzumsetzungsvorrichtungen mindestens einen ersten und einen zweiten Mischer und mindestens zwei Quellen für zwei Umsetzungsfrequenzsignale umfassen, um mindestens zwei Frequenzumsetzungen für jeden Kanal auszuführen.

4. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Frequenzquellen korrelierte lokale Oszillatoren sind.

5. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die korrelierten lokalen Oszillatoren Frequenzsyntheseoszillatoren sind.

6. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der korrelierten lokalen Frequenzsyntheseoszillatoren es ermöglicht, ein Signal mit einer unter einer Mehrzahl c von möglichen Frequenzen ausgewählten Frequenz zu liefern, wobei die korrelierten lokalen Frequenzsyntheseoszillatoren von der Erde aus über Fernsteuerungssignale (TC1, ...TC16) steuerbar sind, wobei die Nutzlast außerdem Mittel zum Empfangen eines Steuersignals von der Erde sowie Mittel zum Anlegen des Steuersignals an den/die korrelierten lokalen Frequenzsyntheseoszillator(en) umfasst, wobei die mindestens zwei korrelierten lokalen Frequenzsyntheseoszillatoren mit der/den Quelle(n) und den Mischern gekoppelt sind, um eine erste und eine zweite Umsetzungsfrequenz unter den c Frequenzen auszuwählen und sie an die Mischer zu liefern.

7. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein akustischer Oberflächenwellenfilter (SAW1, ...SAW16) zwischen den mindestens zwei Mischern und vor dem Kanalverstärker mit variabler Verstärkung angeordnet ist, um die Kanalfilterung durch die Filter SAW vor dem zweiten Mischer auszuführen.

8. Nutzlast für einen Telekommunikationssatelliten, der eine große Anzahl d von transparenten Kanälen transportieren kann, wobei die Nutzlast dazu in der Lage ist, aus Funkwellen bestehende Signale in Aufwärtsrichtung in einem ersten Frequenzband, das eine erste Mittenfrequenz und eine erste Bandbreite hat, zu empfangen und aus Funkwellen bestehende Signale in Abwärtsrichtung in einem zweiten Frequenzband zu senden, das eine zweite Mittenfrequenz und eine zweite Bandbreite hat, wobei die zweite Mittenfrequenz von der ersten Mittenfrequenz verschieden ist, wobei die Nutzlast umfasst:

mindestens eine Funkantenne, wobei die mindestens eine Funkantenne dazu in der Lage ist Funkwellen zu empfangen und/oder zu senden;

eine Mehrzahl e von Eingangsfiltern,

eine Mehrzahl f von rauscharmen Verstärkern,

eine Mehrzahl g von Demultiplexfiltern IMUX,

eine Mehrzahl h von Frequenzwandlern,

eine Mehrzahl j von lokalen Oszillatoren,

eine Mehrzahl k von Kanalverstärkern,

eine Mehrzahl m von Rauschreduzierungsfiltern,

eine Mehrzahl n von Leistungsverstärkern,

eine Mehrzahl p von Filtern OMUX, und

Mittel zur Kopplung und Führung der Signale;

wobei die verschiedenen oben aufgezählten Elemente angeordnet und durch die Mittel zur Kopplung und Führung der Signale verbunden sind, um eine Kanalfilterung der Signale durch die g Filter IMUX zu verwirklichen, bevor eine erste Frequenzumsetzung der Signale mittels der h Frequenzumsetzer durchgeführt wird, wobei die Anzahl h der Frequenzumsetzer mindestens gleich der Anzahl d der Kanäle ist: h ≥ d, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzumsetzer mindestens einen Schalter und mindestens eine Signalquelle umfassen, die q Signale mit q verschiedenen Umsetzungsfrequenzen liefert, wobei der Schalter mit der/den Quellen und dem Mischer gekoppelt ist, um eine Umsetzungsfrequenz unter den q Frequenzen auszuwählen und sie an den Umsetzer zu liefern, und dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzumsetzer Breitbandumsetzer sind, die jeden beliebigen Kanal von jeder beliebigen Kanalfrequenz in dem ersten Frequenzband zu jeder beliebigen Kanalfrequenz in dem zweiten Frequenzband frequenzumsetzen können durch Anlegen einer geeigneten Umsetzungsfrequenz an den Umsetzer, die von einem der lokalen Oszillatoren auf das Anlegen eines geeigneten Befehls an den dem lokalen Oszillator zugeordneten Schalter hin geliefert wird.

9. Nutzlast für einen Telekommunikationssatelliten, der eine große Anzahl d von transparenten Kanälen transportieren kann, nach einem der Ansprüche 1 bis 2, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder lokale Oszillator eine Mehrzahl q von Umsetzungsfrequenzen liefern kann, von denen eine mit Hilfe eine Schalters, der jedem lokalen Oszillator zugeordnet ist, ausgewählt werden kann, wobei der Schalte r auf Befehl konfigurierbar ist.

10. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 2, 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzlast außerdem Mittel zum Empfangen eines Steuersignals von der Erde aus sowie Mittel zum Anlegen des Steuersignals an den/die Schalter, um die Konfiguration des/der letzteren zu steuern, umfasst.

11. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die k Kanalverstärker physikalisch den h Frequenzumsetzern zugeordnet sind, wobei h = k ist.

12. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die k Verstärker und die h = k Frequenzumsetzer in MMIC ausgeführt sind und innerhalb einer Kanalverstärker/Frequenzwandlervorrichtung integriert sind.

13. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die k Kanalverstärker Verstärker mit steuerbarer Verstärkung sind.

14. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die k Verstärker mit steuerbarer Verstärkung angeordnet und durch die Mittel zur Kopplung und Führung der Signale mit den Eingängen der h Frequenzumsetzer verbunden sind, um die Kanalverstärkung auszuführen, bevor die erste Frequenzumsetzung ausgeführt wird.

15. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass, die Nutzlast außerdem Mittel zur digitalen Signalverarbeitung umfasst, die insbesondere eine Mehrzahl r an Analog-Digital-Wandlern, Mittel zur digitalen Filterung und eine Mehrzahl r von Digital- Analog-Wandlern umfassen.

16. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur digitalen Verarbeitung angeordnet und durch die Mittel zur Kopplung und Signalführung verbunden sind, um die digitale Verarbeitung nach der ersten Frequenzumsetzung auszuführen.

17. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur digitalen Verarbeitung außerdem Frequenzumsetzungsmittel umfassen, die in der Lage sind, eine zweite Frequenzumsetzung vor der Digital-Analog-Wandlung durch die Mehrzahl r von Digital-Analog-Wandlern auszuführen.

18. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die j lokalen Oszillatoren Frequenzsyntheseoszillatoren sind.

19. Nutzlast für einen Satelliten mit d transparenten Kanälen nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Elemente kanalweise mechanisch integriert sind, wobei jeder Kanal mindestens einen Linearisierer, einen Frequenzwandler, einen Kanalverstärker und einen Leistungsverstärker sowie die für einen guten Betrieb der Baugruppe notwendige geregelte elektrische Leistungsversorgung umfasst.