EP2481171A1 - Charge utile pour satellite multifaisceaux - Google Patents

Charge utile pour satellite multifaisceaux

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Publication number
EP2481171A1
EP2481171A1 EP10763167A EP10763167A EP2481171A1 EP 2481171 A1 EP2481171 A1 EP 2481171A1 EP 10763167 A EP10763167 A EP 10763167A EP 10763167 A EP10763167 A EP 10763167A EP 2481171 A1 EP2481171 A1 EP 2481171A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signals
frequency
cell
radiofrequency
regeneration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10763167A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Emmanuel Lance
Hector Fenech
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eutelsat SA
Original Assignee
Eutelsat SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eutelsat SA filed Critical Eutelsat SA
Publication of EP2481171A1 publication Critical patent/EP2481171A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18515—Transmission equipment in satellites or space-based relays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/204—Multiple access
    • H04B7/2041—Spot beam multiple access

Definitions

  • the present invention relates to a forward payload for a multibeam satellite, a forward path for receiving radio frequency signals from at least one main earth station for transmission to at least one terrestrial terminal, comprising:
  • One or more antennas for receiving polarized radio frequency signals are provided.
  • antennas transmitting regenerated radiofrequency signals to one or more terrestrial terminals, each signal being intended for an elementary coverage area.
  • a multibeam satellite return link payload for receiving radio frequency signals from at least one terrestrial terminal and retransmitting them to at least one main terrestrial station, comprising:
  • One or more antennas for receiving the radiofrequency signals, each signal coming from an elementary coverage area and a device for regenerating radiofrequency signals by filtering, frequency transposition and amplification;
  • a state of the art forward payload for multibeam satellite, a forward path for receiving N G w radio frequency signals from at least a main terrestrial station for retransmitting them to at least one terrestrial terminal comprises:
  • a radiofrequency signal regeneration device also called a repeater comprising:
  • N w G signal dividers devices for separating each radio frequency signal distributed over N G w uplink channels
  • o N c frequency converter circuits generally for translating frequency and filter G w N radiofrequency signals so as to distribute them in accordance with a frequency plan of downlink N c downlink channels;
  • a known state of the art multi-beam satellite return payload, a return channel for receiving Nc radio frequency signals from at least one terrestrial terminal and retransmitting them to at least one main earth station includes:
  • One or more antennas for receiving the radiofrequency signals each radiofrequency signal originating from a single elementary area of coverage, called a cell;
  • a radiofrequency signal regeneration device comprising:
  • o Nc LNA low noise amplifiers o frequency converter circuits for frequency translation and filtering of radio frequency signals so as to distribute them in accordance with a downlink frequency plan on N G w downlink channels on the return channel;
  • a multiplexer (with N c inputs and N G w outputs) for grouping the radio frequency signals intended for the same main terrestrial station;
  • antennas transmitting N G w radio frequency signals to one or more main earth stations.
  • a disadvantage of this state of the art is that the combination of the forward path and the return path involves the use of a very large number of components, which results in a significant increase in the mass of the multibeam satellite.
  • the patent application WO 2004/103325 describes a multibeam satellite using two honeycomb cellular schedules and superimposed on each other in an off-set manner.
  • Each cellular plan uses three different frequency bands and the same polarization for all of their cells, which makes it possible to use a six-color frequency reuse scheme.
  • the polarization used by a cellular planning is orthogonal to the polarization used by the other cellular planning.
  • the superposition of the two schedules combined with the orthogonality of the polarizations of the two schedules makes it possible to obtain central regions in which the interferences between cells are reduced.
  • the object of the present invention is to provide a payload which makes it possible to reduce the "dry" mass (i.e. mass of the multibeam satellite without the fuel) of a multibeam satellite while using a more efficient frequency reuse scheme.
  • this object is achieved by a forward payload for multibeam satellite, a forward path for receiving radio frequency signals from at least one main earth station for retransmission to minus a land terminal, comprising:
  • At least one antenna for receiving polarized radiofrequency signals; a device for regenerating radiofrequency signals by filtering, frequency transposition and amplification; and
  • the regeneration device comprises a plurality of regeneration strings, each strand comprising a amplification device capable of amplifying a plurality of radio frequency signals having different frequency bands
  • the transmitting antennas are capable of sending radiofrequency signals regenerated by the same regeneration channels respectively to coverage areas
  • the fact of using a regeneration chain to manage two radiofrequency signals makes it possible to reduce the number of channels used and thus to reduce the dry mass of the satellite.
  • lite multibeam and this without having an adverse signal replication effect on a radiofrequency signal (called "multi-path effect” English) through the combination of radiofrequency signals from areas of non-contiguous elementary coverage that can obtain spatial isolation.
  • the forward payload may further comprise one or more additional characteristics from the following:
  • Transmitting antennas associated with a regeneration chain are able to emit two regenerated radiofrequency signals having orthogonal polarization directions. This makes it possible to obtain polarization isolation and thus to further reduce the multipath effects between the radiofrequency signals at the output of the multibeam satellite.
  • An amplification device comprises a channel amplifier and a traveling wave tube amplifier.
  • a payload in the multibeam satellite return channel a return channel for receiving radio frequency signals from at least one terrestrial terminal and retransmitting them to at least one main earth station, comprising:
  • At least one radiofrequency signal receiving antenna each signal being associated with an elementary coverage area
  • a radiofrequency signal regeneration device by filtering, frequency transposition and amplification
  • the regeneration device comprises a plurality of regeneration chains, each chain comprising an amplification device capable of amplifying a plurality radio frequency signals having different frequency bands, and in that the receiving antennas are able to receive radiofrequency signals intended for the same chain of signals. generation respectively from non-contiguous elementary coverage areas, said elementary coverage areas belonging to a single cellular planning which uses at least two frequency bands and two different polarizations.
  • an amplification device comprises a channel amplifier and a traveling-wave tube amplifier.
  • a multibeam satellite comprising a payload characterized in the forward direction according to at least one of the preceding characteristics and characterized in the return path according to at least one of the preceding characteristics.
  • a telecommunication network for establishing radio-frequency links between at least one main terrestrial station and at least one terrestrial terminal via a multibeam satellite, comprising at least one main earth station, at least a terrestrial terminal, and a multibeam satellite, according to which the multibeam satellite comprises a payload according to at least one of the preceding features.
  • FIG. 1 is a simplified schematic representation of a telecommunication network comprising a multibeam satellite comprising a payload according to the invention
  • FIG. 2 is a functional block diagram of an architecture of a forward payload according to a non-limiting embodiment of the invention
  • FIG. 3 illustrates a four-color scheme for a coverage area of Europe used by the payload of FIG. 2;
  • FIG. 4 illustrates uplink frequency channels used by the forward payload of FIG. 2;
  • FIG. Figure 5 illustrates downlink frequency channels used by the forward payload of FIG. 2;
  • FIG. 6 illustrates a portion of the four-color scheme of FIG. 4 with displacement axes
  • FIG. 7 shows a filter attenuation curve included in a regeneration chain of the payload of FIG. 2 in the case where radiofrequency signals are emitted by antennas of the payload with orthogonal polarization directions;
  • FIG. 8 schematically shows an antenna radiation pattern of the payload of FIG. 2 towards a land terminal which would move along a movement axis of FIG. 6 when the terminal does not discriminate by polarization;
  • FIG. 9 is a zoom of a portion of FIG. 8;
  • FIG. 10 schematically shows an antenna radiation pattern of the payload of FIG. 2 towards a land terminal which would move along a movement axis of FIG. 6 when the terminal discriminates by polarization;
  • FIG. 11 represents a filter attenuation curve included in a regeneration chain of a payload of the prior art;
  • FIG. 12 is a first power curve of a ripple of a radio frequency signal received by the payload of FIG. 2 according to a global rejection
  • FIG. 13 is a functional block diagram of an architecture of a payload in the return channel according to a non-limiting embodiment of the invention.
  • FIG. 13 illustrates uplink frequency channels used by the return payload of FIG. 13;
  • FIG. 14 illustrates downlink frequency channels used by the return payload of FIG. 13.
  • Fig. 1 illustrates a telecommunication network 1 for the establishment of radiofrequency links between at least one main terrestrial station 2 and at least one terrestrial terminal 6 via a multi-beam satellite 3. It is also called such a network, a satellite telecommunication network.
  • the telecommunication network 1 is formed by a plurality of main earth stations 2 connected to each other via a terrestrial network (Internet network in a non-limiting example).
  • a main terrestrial station 2 also called central station
  • a gateway communication terrestrial (called "gateway") connected to an Internet backbone 5.
  • the multibeam satellite 3 includes in particular
  • the payload of a multibeam satellite 3 designates the part that enables it to fulfill the mission for which it has been designed, that is to say in particular for a multibeam satellite 3 such as that shown in FIG. 1, to provide reception, processing (filtering, frequency conversion, amplification) and retransmission of telecommunication signals from the main terrestrial station 2 to terrestrial terminals 6 or again the retransmission of telecommunication signals from terrestrial terminals 6 to a main earth station 2.
  • a payload therefore includes antennas and repeaters while a platform includes control equipment, propulsion or power supply.
  • a multibeam satellite 3 allows the use of several radio frequency signals SP to cover elementary coverage areas called cells C which belong to a single cellular planning N (as shown in Fig. 3 or in part in Fig. 6) .
  • Cellular planning is an array of cells in which a cell is surrounded by up to six cells. Cells are circular areas that overlap to cover a specific geographical area. It is thus possible to establish several radio frequency links occupying the same frequency band on different radio frequency signals SP to cover cells, contiguous to each other for example.
  • radiofrequency signal is meant a signal which is received / transmitted on a determined bandwidth and in a particular frequency channel of this bandwidth.
  • a radiofrequency signal comprises a plurality of primary signals intended for a plurality of users or from a plurality of users, said primary signals having the same direction of polarization and having either different frequencies (in the channel) or different transmission / reception times.
  • the multibeam satellite 3 is used bidirectionally, that is to say both for:
  • this first point-to-multipoint link is called the forward link
  • this second link of multipoint-to-point type, is called the return link.
  • RF radiofrequency signals are sent on a rising link LM1 to the multibeam satellite 3 by the main earth station 2 as illustrated in FIG. 1. These RF radiofrequency signals are then processed at the multi-beam satellite 3 and then retransmitted on a so-called downlink link LD1 to the terrestrial terminals 6 as illustrated in FIG. 1;
  • radiofrequency signals SP are sent on a so-called uplink link LM2 to the multibeam satellite 3 by the terrestrial terminals 6 as illustrated in FIG. 1. These radio frequency signals SP are then processed at the multibeam satellite 3 and then retransmitted on a so-called downlink link LD2 to the main earth station 2 as illustrated in FIG. 1.
  • Ka band associated with a coverage area for Region I (Europe) is defined within the framework of a regulation issued by the International Telecommunication Union ( IUT).
  • this band Ka will be taken as a non-limiting example. Note that a geographical coverage area such as the area
  • Europe is composed of a plurality of C cells belonging to a single cellular planning N, each cell C being represented schematically by a circle.
  • the payload 10 is described hereinafter in a first step, then in a second time in reverse.
  • a device for REP regeneration of RF radio frequency signals by filtering, frequency translation and amplification comprising a plurality of regeneration chains 100, each channel comprising an amplification device HPA capable of amplifying a plurality of radio frequency signals having different frequency bands;
  • each SP signal being intended for an elementary coverage area, called C-cell
  • the transmitting antennas being able to transmit radiofrequency signals regenerated SP by the same regeneration chain 100 respectively to elementary coverage areas C which are not contiguous, said elementary coverage areas belonging to a single cellular planning N which uses at least two frequency bands F ', F "and two different polarizations.
  • the fact of being able to manage two radiofrequency signals in a regeneration chain 100 makes it possible to reduce the number of components used, and without having multi-path effects due to signal replicas thanks to the emission of regenerated radiofrequency signals SP to two non-contiguous elementary coverage areas.
  • the payload 10 in the forward direction operates as follows.
  • a first step 1) the receiving antennas A_RX of the payload 10 receive polarized RF radiofrequency signals. These RF signals are sent by one or more main terrestrial stations 2 on an uplink LM1. In the nonlimiting example taken from FIG. 2, and for the rest of the description, only one main station 2 is considered.
  • the polarization is linear.
  • the polarization comprises two directions which are horizontal and vertical.
  • the polarization is circular.
  • the polarization comprises two directions which are circular left and circular right.
  • a frequency reuse scheme called a color scheme, is used and frequency plans are determined using this scheme.
  • the LM1 uplink from the main earth station 2 uses a given polarization, here a circular polarization, with two directions of polarization.
  • Channels of frequency CH are associated with a given polarization and distributed between the two directions of polarization.
  • a four-color scheme red, yellow, blue, green
  • the signal transmissions being polarized in one of the two directions of left circular or right circular polarization, each color is associated with a band of 250 MHz and a direction given polarization, so to a given channel CH.
  • any number of colors greater than three may be suitable. However, if it is desired to best use a polarization isolation (explained below) allowed by the use of the two directions of polarization, a number of colors multiple of two is used.
  • downlink LD1 a color is thus associated with each regenerated radiofrequency signal SP of the multibeam satellite 3 (and therefore to a cell C) so that the radiofrequency signals regenerated by the same " color "are non-adjacent: the contiguous cells therefore correspond to different colors.
  • An example of a four-color scheme for the coverage of Europe is shown in Fig. 3. In the case of the Ka band, 80 C cells are used to cover the Europe area, said cells belonging to a single cellular plan N as illustrated in FIG. 3.
  • Figs. 4 and 5 illustrate a frequency plan, using the color scheme, broken down into:
  • RHC and LHC respectively denote the right and left circular polarization directions.
  • the PMVA plane corresponding to the LM1 uplink on the forward path has 2 GHz (from 27.5 to 29.5 GHz) of spectrum available in frequency.
  • CH channels for a given polarization including eight CH channels for each given direction of polarization, and two channels distributed on the same frequency band of 250 MHz.
  • the channels CH1 to CH8 are respectively for the first direction of polarization (left circular LHC for example) and the channels CH9 to CH16 for the second direction of polarization (right circular RHC).
  • the use of polarized signals makes it possible to reduce the total number of main earth stations 2 because twice as many signals are sent by a main earth station.
  • the main terrestrial station 2 thus distributes the radio frequency RF signals over sixteen 250 MHz channels of bandwidth (8 channels for each direction of polarization). These RF radiofrequency signals distributed over these sixteen channels after regeneration by the payload 10 of the multibeam satellite 3 will be distributed over 4 downlink channels as will be seen below.
  • an RF radiofrequency signal sent by the main earth station 2 is associated with one of the following four colors:
  • the term "different color” means having a different polarization and / or frequency.
  • the described cell planning N is an array of cells in which a cell is surrounded by up to six cells using different frequency bands and / or polarizations.
  • the receiving antennas A_RX of the payload 10 thus receive RF radio signals distributed over the sixteen channels CH.
  • the radiofrequency RF signals multiplexed on the CH channels are then regenerated at the level of the payload 10. of the multibeam satellite 3, each of these regenerated signals SP being distributed over downlink channels CH 'to which is associated a direction of polarization RHC or LHC and frequency bands, according to the downlink frequency plan PDVA.
  • the regeneration device REP regenerates the RF radio frequency signals by filtering, frequency transposition and amplification as will be seen below.
  • the regeneration device REP is called a repeater and comprises in a nonlimiting mode as illustrated in FIG. 2 a plurality of regeneration chains 100, each chain 100 comprising an amplification device 100 able to amplify RF radio frequency signals having different frequency bands.
  • the antennas A_RX of the same regeneration chain 100 receive RF radio frequency signals intended for two C cells.
  • a regeneration chain 100 will therefore process two RF radio frequency signals.
  • a regeneration chain 100 comprises:
  • LNA Low Noise Amplifier
  • - 1 signal splitter device 13 demultiplexer for separating the two RF radio frequency signals which are distributed on the uplink CH channels PMVA;
  • each of the four CH 'channels is associated with one of the two frequency bands [19.7; 19.95] and [19.95; 20.2] and to an RHC or LHC bias as shown on the PDVA downlink frequency plan for the forward path to the
  • an input filter 15 for filtering the portion of the useful signal to be amplified in the radio frequency signals.
  • - 1 amplification device which is an HPA power amplifier (called in English “High Power Amplifier”) formed, in a non-limiting embodiment, by a channel amplifier 17 CAMP (called in English “Chanel Amplifier”) and a traveling wave tube amplifier (called traveling wave tube amplifier) for amplifying radio frequency signals; and
  • output bandpass filters 19 (also called output demultiplexer) for filtering regenerated radiofrequency signals SP according to their destination cell and therefore according to transmit antennas A_TX1, A_TX2 associated with these cells.
  • output demultiplexer also called output demultiplexer
  • the following frequencies are assigned to the output channels CH ', as shown in FIG. 5:
  • a first frequency F ' between 19.7GHz and 19.95GHz for the first output channel CH'1 and the third output channel
  • the cellular planning N uses at least two frequency bands F ', F "and two different polarizations
  • the fact of using a regeneration chain 100 to amplify a plurality of RF radio frequency signals makes it possible to reduce the number of components used in the payload 10.
  • the two radio frequency RF signals amplified by an amplification device HPA of a regeneration chain 100 have different frequency bands. This makes it possible to differentiate them from each other in the regeneration chain 100 and more particularly in the CONV converter and the demultiplexer 19.
  • a first filter 19 makes it possible to filter a first radiofrequency signal SP intended for a given first cell while a second filter 19 of the same regeneration chain 100 makes it possible to filter a second radiofrequency signal (not shown) intended for a second given cell.
  • This second filter 19 will also filter the replica R_SP of the first filtered signal.
  • the first cell C will not interfere with the replica of the signal R_SP.
  • a first antenna A_TX1 will radiate the first regenerated radiofrequency signal SP to a first determined cell C and a second antenna A_TX2 will radiate the replica of the signal S_RP to the same cell C.
  • the replica R_SP of a signal will produce multipath effects which will be attenuated as a function of the filters 19 used in a regeneration chain 100, but also as a function of the radiation of the antennas used A_TX1, A_TX2 associated with the same regeneration chain. 100.
  • the multipath effects are reduced by acting in particular on a spatial component of the received radio frequency signal SP by a terrestrial terminal 6.
  • the shape of a received radio frequency signal SP by a terrestrial terminal 6 is represented as follows.
  • ⁇ ( ⁇ ) the losses on the radiofrequency RF signal generated by the multibeam satellite 3 and by the propagation of the signal towards the terrestrial terminal 6;
  • CXF (F) a frequency parameter, also called frequency component, representative of the attenuation due to the filters 19 of a regeneration chain 100 of the payload 10;
  • c (x) a spatial parameter also called spatial component, representative of a spatial isolation of the terminal 6 at the x position in the coverage area of the band ka.
  • the global rejection will vary as a function, on the one hand, of the spatial component a A (x), and on the other hand of the frequency component QF (F).
  • an external spatial isolation is performed, and in a non-limiting embodiment an additional polarization isolation which increases the overall rejection and as a consequence of reducing the multi-path effects and thus the PPR ripple in the power of the regenerated radiofrequency signal SP.
  • the transmit antennas A_TX1, A_TX2 emit the regenerated radiofrequency signals SP to one or more terrestrial terminals 6, each regenerated radiofrequency signal SP being intended for an elementary coverage area C.
  • the transmission antennas A_TX1, A_TX2 associated with a regeneration chain 100 are capable of transmitting regenerated radiofrequency signals SP by said regeneration chain 100 respectively to C cells which do not are not aware.
  • two regenerated radiofrequency signals SP by the same regeneration chain 100 are radiated respectively to two non-adjacent cells which are paired with each other in the following manner.
  • a yellow cell (right circular polarization) and a non-adjacent blue cell (right circular polarization). It is placed here in cases where the transmit antennas A_TX1, A_TX2 associated with a regeneration chain 100 are able to emit at least two regenerated radiofrequency signals SP by said regeneration chain 100 which have the same directions of polarization.
  • the transmit antennas A_TX of the same regeneration chain 1 00 which are able to radiate a regenerated radio frequency signal SP33 intended for a cell C33 (green cell) for example, can be used to radiate also either a regenerated radiofrequency signal intended for the non-adjacent cell C1 3 (red cell) or intended for the non-adjacent cell C1 (red cell) or else for the non-adjacent cell C36 (red cell).
  • the C33 and C13 cells have an edge-to-edge distance of half a diameter G c of a cell (case a)).
  • the cells C33 and C1 1 have an edge-to-edge distance De of 1 .3 diameter G c of a cell (case b)).
  • C33 and C36 cells have an edge-to-edge distance of 1 .6 diameter G c of a cell (case c)).
  • the radiation of an antenna towards a cell comprises a main lobe Lb0, Lb0 ', Lb0 "and a primary lobe Lb1, Lb1', Lb1" and a secondary lobe Lb2, Lb2 ', Lb2 ".
  • the transmit antennas A_TX of the same regeneration chain 1 00 which are capable of radiating a regenerated radio frequency signal SP42 intended for a C42 cell (yellow cell) for example, can be used to radiate also either a radiofrequency signal regenerated from the non-adjacent cell C22 (blue cell) or the non-adjacent cell C24 (blue cell) or the non-adjacent cell C45 (blue cell).
  • C42 and C22 cells have an edge-to-edge distance of half a diameter G c of a cell (case a)).
  • the C42 and C24 cells have an edge-to-edge distance of 1 .3 diameter G c of a cell (case b)).
  • C42 and C45 cells have an edge-to-edge distance of 1 .6 diameter G c of a cell (case c)).
  • the cells are thus spatially isolated from each other.
  • the replica of the signal R_SP33 will be filtered by this primary lobe Lb1 'and no longer by the main lobe LbO'.
  • the filtering is therefore greater and therefore the replica of the signal received by the terminal 6 for which the regenerated radiofrequency signal SP33 is intended will be weaker.
  • a terrestrial terminal 6 positioned in a green cell the C33 cell for example, will receive:
  • the replica of the signal R_SP33 will be filtered by this secondary lobe Lb2 'and no longer by the main lobe LbO' or the primary lobe Lb1 '.
  • the filtering is therefore more important and therefore the replica of the signal received by the terminal 6 for which the regenerated radiofrequency signal SP33 is intended will be weaker.
  • the replica of the signal R_SP33 will be filtered by this secondary lobe Lb2 'and no longer by the main lobe LbO' or the primary lobe Lb1 '.
  • the filtering is therefore more important and therefore the replica of the signal received by the terminal 6 for which the regenerated radiofrequency signal SP33 is intended will be weaker.
  • the reduction of multipath effects will be -24dB compared to a case without external spatial isolation.
  • the spatial component a A (x) of the signal received by a terrestrial terminal 6 is reduced so as to increase the overall rejection.
  • the frequency component CXF (F) is large.
  • a land terminal 6 uses a channel edge frequency (described later). It will not be too embarrassed by a replica signal since it will be well filtered. Note that in all cases, the amplification device HPA of the same regeneration chain 100 inherently reduces the rejection rate of 20dB.
  • an assembly of the transmit antennas A_TX is carried out at the factory in which an input of the antennas is configured so that they transmit in the desired direction of polarization and they are assembles with each other and associates them with the different regeneration chains 100 so that the transmit antennas A_TX associated with the same regeneration chain 100 transmit two radiofrequency signals to two different cells not contiguous with each other.
  • the transmit antennas A_TX1, A_TX2 associated with a regeneration chain 100 are furthermore capable of transmitting two regenerated radiofrequency signals SP having orthogonal polarization directions.
  • the two RF radiofrequency signals having orthogonal polarization directions between them are intended respectively for two non-adjacent cells which are paired with each other in the following manner.
  • the antennas A_TX1 and A_TX2 of the same regeneration chain 100 may radiate respectively:
  • an SP33 radiofrequency signal intended for a C33 cell green cell
  • an SP25 radiofrequency signal intended for the non-adjacent C25 cell yellow cell
  • the antennas A_TX1 and A_TX2 will respectively be able to radiate these radiofrequency signals SP33 and SP21, or SP33 and SP25 having polarization directions orthogonal to each other and destined for the respective non-adjacent cells C33 and C21, or C33 and C25. cells belonging to the same cellular planning N as illustrated in FIG. 6.
  • C33 and C21 cells have an edge-to-edge distance of half a diameter G c of a cell (case a)).
  • the cells C33 and C25 have an edge-to-edge distance De of 1 .3 diameter G c of a cell (case b)).
  • the antennas A_TX1 and A_TX2 of the same regeneration chain 100 will be able to radiate respectively: an SP34 radiofrequency signal intended for a C34 cell (red cell) and an SP22 radiofrequency signal of the non-adjacent cell C22 (blue cell), and / or
  • the antennas A_TX1 and A_TX2 will respectively be able to radiate these radiofrequency signals SP34 and SP22, or SP34 and SP26 having polarization directions orthogonal to each other and intended for the respective non-adjacent cells C34 and C22, or C34 and C26, said cells belonging to the same cellular planning N as illustrated in FIG. 6.
  • C34 and C22 cells have an edge-to-edge distance of half a diameter G c of a cell (case a)).
  • the cells C34 and C26 have an edge-to-edge distance De of 1 .3 diameter G c of a cell (case b)).
  • a terrestrial terminal 6 positioned in a green cell for example will receive:
  • the multi-path effects will be reduced by the polarization discrimination of the terminal 6.
  • the effects will be reduced by about 20 dB for polarization isolation alone.
  • the regenerated radiofrequency signal SP received by the terrestrial terminal 6 intended for the cell C in which the terminal 6 is located will be filtered by a first filter 19 whose attenuation curve is represented in FIG. 7 (in dashed lines), and the replica R_SP of this signal will be filtered by a second filter January 19 whose attenuation curve (in solid lines) will be reduced by 20 dB due to polarization discrimination and orthogonal polarization directions .
  • the replica signal R_SP will not generate too much interference on the regenerated radiofrequency signal SP received by the terminal 6.
  • a terrestrial terminal 6 positioned in a green cell the C33 cell for example, will receive:
  • an assembly of transmit antennas A_TX is performed at the factory in which an input of the antennas is configured to emit in the direction of polarization desired and they are assembled together and associated with the different regeneration chains 100 so that the transmit antennas A_TX associated with the same regeneration chain 100 emit two radiofrequency signals having orthogonal polarization directions to two different cells not contiguous to each other.
  • Figs. 8, 9 and 10 illustrate, in one nonlimiting example, the radiation of the antennas of the same regeneration chain 100 which radiate regenerated signals SP towards two cells, the regenerated radiofrequency signals SP having different frequency bands and direction of orthogonal polarization, for example in the direction of a green cell and a yellow cell.
  • THETA represents the position of a fictitious observer who would move along C-cells in the path of a section of FIG. 6 CC, FIG. 6 representing a part of the frequency plan C cells allocated to the Ka band.
  • EIRP represents the radiation of an antenna which is representative of the power of a regenerated radiofrequency signal SP received by a cell C, called effective isotropic radiated power EIRP (called “effective isotropically radiated power” or “Equivalent isotropically radiated power ").
  • the radiation of an antenna towards a cell comprises a main lobe Lb0, Lb0 ', Lb0 "and a primary lobe Lb1, Lb1', Lb1" and a secondary lobe Lb2, Lb2 ', Lb2 ".
  • cells C14, C23, C33, C42 and C52 are arranged along the section CC.
  • the green cells are C14, C33 and C52 cells and the radiation of the respective associated antennas are shown in dotted lines.
  • the yellow cells are the C23 and C42 cells and the radiation of the respective associated antennas are shown in solid lines.
  • the multipath effect is negligible.
  • Fig. 10 applies to the same cell arrangement as in the case of FIG. 8, but when a terrestrial terminal 6 is sensitive to the direction of polarization of a regenerated radiofrequency signal SP.
  • the generated multi-path effect is therefore less important than when the terminal 6 does not discriminate the polarization.
  • the generated multi-path effect is here non-existent.
  • the dotted line curve represents the attenuation curve of a first filter 19 of a regeneration chain 100 for filtering the regenerated radiofrequency signals SP intended for a green cell, when a terminal 6 is located in a green cell in a non-limiting example, while the curve in solid lines represents the attenuation curve of the second filter 19 of the same regeneration chain 100 for filtering the radiofrequency signals intended for a non-adjacent red cell and therefore filtered by which the replica of a signal R_SP for the green cell will go.
  • F (F1) "1.
  • the frequency F1 used is far from the limits of the frequency band of the downlink channel CH 'used and therefore far from another adjacent frequency band.
  • the situation is very different if a terrestrial terminal 6 uses an edge frequency F2 which is at the edge of the frequency band of an associated downlink channel CH 'and thus close to the frequency band of a channel CH 'associated with a non-adjacent cell.
  • the second edge frequency F2 defines a guard band for the green cell with a third frequency F3 shown in FIG. 1 1, the latter being at the edge of the attenuation curve of the first filter 1 9 (shown in dashed lines).
  • this guard band is defined so that the radiofrequency signal intended for the red cell is sufficiently filtered so as not to impede the radiofrequency signal intended for the green cell and therefore the replica of the signal is sufficiently filtered.
  • the guard band is big enough.
  • the third frequency F3 is between 10 and 20 MHz below the second frequency F2.
  • a guard band with a fourth frequency F4 is defined for the red cell.
  • the fourth frequency F4 is between 10 and 20 MHz beyond the second frequency F2 and at the edge of the attenuation curve of the second filter 19 (shown in solid lines).
  • F1 would be between 19.7 GHz and 1 9.95 GHz minus the 20 MHz guard band. for example (so where the rejection of the filter is significant, ie 20dB), while the edge frequency F2 would be 19.95 GHz (ie in the middle of the overall bandwidth of 19.7 to 20.2 GHz).
  • FIG. 12 The multi-path effects on the ripple generated on the regenerated radio frequency signal SP itself are illustrated in FIG. 12 where on the abscissa is represented the amplitude PPR of the undulation, and ordinate is represented the global rejection REJ which represents the grouped effect of the frequency components F (F) and spatial a A (x) as seen previously.
  • the amplitude of the ripple decreases to 0.1 dB, and is approximately at the point PT1 of FIG. 1 2.
  • the amplitude of the PPR ripple is 0.22 dB, such that indicated at point PT2 of FIG. 12.
  • Amplification device Spatial isolation Isolation by quen
  • the return path from the terrestrial terminals 6 to the earth station 2 functions identically with a reverse communication direction.
  • the polarizations are inverted so that the red and green colors have a left circular polarization and the blue and yellow colors have a right circular polarization.
  • the terrestrial terminals 6 transmit and receive in inverse polarization so that the uplink LM2 signals in the return channel can be easily separated from the downlink signals LD1 in the forward direction.
  • Such a configuration makes it possible to use less expensive terminals.
  • At least one receiving antenna A_RX of the radiofrequency signals SP each signal being derived from an elementary coverage area, the receiving antennas A_RX being able to receive radio frequency signals SP intended for the same regeneration chain 200 respectively to from elementary coverage areas C which are not contiguous, said elementary coverage areas belonging to a single cellular planning which uses at least two frequency bands and two different polarizations;
  • a device for REP regeneration of radiofrequency signals by filtering, transposition in frequency and amplification comprising a plurality of regeneration chain 200, each chain comprising a device amplification unit HPA adapted to amplify a plurality of radio frequency signals having different frequency bands; and
  • the reverse payload 10 operates in the following manner.
  • a first step 1) the receiving antennas A_RX of the payload 1 receive polarized SP radiofrequency signals. These radio frequency signals SP are sent by one or more terrestrial terminals 6 on an uplink LM2.
  • Figs. 14 and 15 illustrate a frequency plan, using the color scheme described above, broken down into:
  • RHC and LHC respectively denote the right and left circular polarization directions.
  • the plane PMVR corresponding to the uplink LM2 on the return channel (from a terrestrial terminal 6 to the multibeam satellite 3) has two frequency intervals [29.5; 29.75] and [29.75; 30].
  • the PDVR plane corresponding to the downlink LD2 on the return channel (from the multibeam satellite 3 to the main earth station) has 2 GHz (from 17.7 to 19.7 GHz) of spectrum available in frequency.
  • radio frequency signals SP distributed over four channels of 250 MHz of bandwidth (associated with one frequency interval among the two frequency ranges [29.5, 29.75] and [29.75; 30] and polarized according to the directions of polarization.
  • RHC or LHC as represented on the uplink frequency plan PMVR of FIG. 14 from the terrestrial terminals 6 of the cells.
  • radio frequency signals are regenerated (by filtering, frequency translation, amplification) at the multibeam satellite 3 to be sent back in the form of radiofrequency RF signals polarized to the main earth station 2 via eight channels for each direction of polarization.
  • the CH'17 CH'24 channels are respectively for the first direction of polarization (left circular LHC for example) and the channels CH'25 to CH'32 for the second direction of polarization (RHC circular right) as shown in the PDVR downlink frequency plan of FIG. 15.
  • a terrestrial terminal 6 distributes SP radiofrequency signals over four CH channels of 250 MHz bandwidth (two channels for each direction of polarization). These radiofrequency signals SP distributed on these four channels after processing by the payload 10 of the multibeam satellite 3 will form polarized RF radiofrequency signals as will be seen later.
  • the payload 10 in the return path therefore receives radio frequency signals SP distributed over the four CH channels of different frequency band.
  • the radiofrequency signals SP multiplexed on the CH channels are then processed at the level of the payload 10 of the multibeam satellite 3 so as to provide RF radio frequency signals, each of these RF radio frequency signals being distributed over CH downlink channels. with associated RHC or LHC polarization direction and frequency bands, according to the downlink frequency plan PDVR.
  • the reception antennas A_RX associated with a regeneration chain 200 are able to receive radio frequency signals SP intended for said regeneration chain 200 respectively from cells C which are not contiguous.
  • the non-contiguous cells are separated from each other by a half-cell diameter.
  • the non-contiguous cells are separated from each other by a cell diameter of 1 .3.
  • the non-contiguous cells are separated from each other by a cell diameter equal to 1 .6.
  • the regeneration device REP of radiofrequency signals SP regenerates them by filtering, frequency transposition and amplification.
  • the regeneration device REP is called a repeater and comprises, in a nonlimiting mode as illustrated in FIG. 13, ten regeneration chains 200, each for managing radio frequency signals SP and regenerate them to transmit to associated antennas for radiating to eight C-cells.
  • a regeneration chain 200 comprises:
  • LNA Low Noise Amplifier
  • - 1 CONV frequency converter circuit formed by: a local oscillator 24 for translating the two radiofrequency signals in frequency and adjusting them on eight CH 'channels in accordance with the frequency plane of the PDVR downlink.
  • a local oscillator 24 for translating the two radiofrequency signals in frequency and adjusting them on eight CH 'channels in accordance with the frequency plane of the PDVR downlink.
  • each of these CH 'channels is associated with a frequency band among the frequency bands in the range [1 7.7; 1, 9.7] and at an RHC or LHC bias as shown in the downlink frequency plan PDVR for the return channel in FIG. 14;
  • an input filter for filtering the portion of the useful signal to be amplified in the radiofrequency signals.
  • a multiplexer 23 (with 8 inputs and 1 output in a non-limiting example) for grouping all the signals transposed into frequency on the same amplifier HPA;
  • amplification device which is an HPA power amplifier (called in English “High Power Amplifier”) formed, in a non-limiting embodiment, by a channel amplifier 27 CAMP (called in English “Chanel Amplifier”) and a a traveling wave tube amplifier 28 (called “Traveling Wave Tube Amplifier”) for amplifying each of the grouped signals.
  • HPA power amplifier called in English “High Power Amplifier”
  • channel amplifier 27 CAMP called in English “Chanel Amplifier”
  • traveling wave tube amplifier 28 called “Traveling Wave Tube Amplifier”
  • the radiofrequency signals SP received and managed by a regeneration chain 200 have different frequency bands. This allows to differentiate them in the regeneration chain 200, especially at the level of the converter CONV.
  • the reception antennas are able to receive radio frequency signals SP intended for the same regeneration chain 200 respectively from elementary coverage areas C which are not contiguous as described above.
  • the radio frequency signals SP received and managed by a regeneration chain 200 have different frequency bands.
  • the transmit antennas A_RX (of the multibeam satellite 3 useful to a main earth station 2) for the return channel are the reception antennas A_RX for the forward channel (of the main land station 2 to the multibeam satellite 3). It is enough to configure one of the inputs of an antenna in emission and the other in reception.
  • the invention has been more particularly described in the case of an amplifier formed by a CAMP followed by a TWTA. Note however that the invention may, in non-limiting examples, also apply to the case of an amplifier type SSPA (called “Solid State Power Amplifier”) or even more sophisticated architectures type MPA ("Multipoint Amplify "in English).
  • SSPA Solid State Power Amplifier
  • MPA Multipoint Amplify "in English).
  • circular polarization has been taken as a non-limiting example.
  • the invention can also be applied to other types of polarization, for example linear or elliptical.
  • Ka band has been taken as a non-limiting example.
  • the invention can be applied to other bands, which represent regions other than Europe.
  • the downlink bandwidth between 19.7 GHz and 20.2 GHz and in the backward channel was taken as a non-limitative example because in these two bandwidths users are exempt from licensing. Of course, other bandwidth ranges may be used. It should be noted that, in general, a user is assigned his transmission and reception frequencies by a satellite telecommunication network operations center according to known mechanisms of the Demand Assigned Multiple Access (DAMA) type.
  • DAMA Demand Assigned Multiple Access
  • an amplification chain 100 may comprise a plurality of low-noise amplifiers 12 LNA, each cooperating respectively with a plurality of signal dividing devices 13 (demultiplexer), the latter cooperating each with respectively with a plurality of CONV frequency converter circuits, all of the CONV converter circuits cooperating with the amplification unit HPA of the regeneration chain 100.
  • LNA low-noise amplifier
  • signal dividing devices 13 demultiplexer
  • CONV frequency converter circuits all of the CONV converter circuits cooperating with the amplification unit HPA of the regeneration chain 100.
  • the same non-limiting embodiment may be applied to a regeneration chain 200.
  • a terrestrial terminal is in a cell adapted to receive a radiofrequency signal with a given polarization; such a terrestrial terminal is thus less complex and less expensive than a terrestrial terminal which must manage two polarizations as in the prior art where two cellular schedules are used;

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Abstract

La présente invention concerne une charge utile (10) comportant : - Une ou plusieurs antennes de réception (A_RX) des signaux radiofréquence polarisés (RF); - Un dispositif de regénération (REP) des signaux radiofréquence (RF) par filtrage, transposition en fréquence et amplification; et - des antennes d'émission (A_TX) des signaux radiofréquence regénérés (SP) vers un ou plusieurs terminaux terrestres (6). Elle se caractérise en voie aller en ce que le dispositif de regénération (REP) comprend une pluralité de chaînes de regénération (100), chaque chaîne comprenant un dispositif d'amplification (HPA) apte à amplifier une pluralité de signaux radiofréquence (RF) ayant des bandes de fréquence différente, et en ce que les antennes d'émission (A_TX) sont aptes à émettre des signaux radiofréquence regénérés (SP) par une même chaîne de regénération (100) respectivement vers des zones de couverture élémentaire (C) qui ne sont pas contigües, lesdites zones de couverture élémentaire appartenant à une unique planification cellulaire qui utilise au minimum deux bandes de fréquence et deux polarisations différentes.

Description

CHARGE UTILE POUR SATELLITE MULTIFAISCEAUX DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne une charge utile en voie aller pour satellite multifaisceaux, une voie aller permettant de recevoir des signaux ra- diofréquence à partir d'au moins une station terrestre principale pour les re- transmettre vers au moins un terminal terrestre, comportant :
- Une ou plusieurs antennes de réception des signaux radiofréquence polarisés ;
- Un dispositif de regénération des signaux radiofréquence par filtrage, transposition en fréquence et amplification ; et
- des antennes d'émission des signaux radiofréquence regénérés vers un ou plusieurs terminaux terrestres, chaque signal étant destiné à une zone de couverture élémentaire.
Elle concerne également une charge utile en voie retour pour satellite multifaisceaux, une voie retour permettant de recevoir des signaux radiofréquence à partir d'au moins terminal terrestre et de les retransmettre vers au moins une station terrestre principale, comportant :
- Une ou plusieurs antennes de réception des signaux radiofréquence, chaque signal étant issu d'une zone de couverture élémentaire ; et - Un dispositif de regénération de signaux radiofréquence par filtrage, transposition en fréquence et amplification ; et
- des antennes d'émission des signaux radiofréquence regénérés polarisés vers une ou plusieurs stations terrestres principales.
Elle trouve une application particulière dans le domaine des satellites multifaisceaux.
A R R I È R E- P LAN TECH NOLOG I Q U E D E L' I NVE NTI ON
Dans le domaine des satellites multifaisceaux, un état de la technique connu de charge utile en voie aller pour satellite multifaisceaux, une voie aller permettant de recevoir NGw signaux radiofréquence à partir d'au moins une station terrestre principale pour les retransmettre vers au moins un terminal terrestre, comporte :
Une ou plusieurs antennes de réception pour recevoir des signaux radio- fréquence polarisés ;
Un dispositif de regénération de signaux radiofréquence, appelé également répéteur comprenant :
o NGw amplificateurs faible bruit LNA pour amplifier chacun des signaux radiofréquences ;
o NGw dispositifs diviseurs de signal pour séparer chaque signal radio- fréquence répartis sur NGw canaux de liaison montante ;
o Nc circuits convertisseurs de fréquence généralement pour translater en fréquence et filtrer les NGw signaux radiofréquence de façon à les répartir en accord avec un plan de fréquence de la liaison descendante sur Nc canaux de liaison descendante ;
o Nc amplificateurs de puissance pour amplifier les Nc signaux radiofréquence de liaison descendante ; et
o Nc filtres passe-bande de sortie pour filtrer chacun des Nc signaux radiofréquence.
Des antennes d'émission des signaux radiofréquence regénérés vers un un ou plusieurs terminaux terrestres, chaque signal étant associé à une zone de couverture élémentaire.
Selon le même principe, un état de la technique connu de charge utile en voie retour pour satellite multifaisceaux, une voie retour permettant de recevoir Nc signaux radiofréquence à partir d'au moins un terminal terrestre et de les retransmettre vers au moins une station terrestre principale, comporte :
- Une ou plusieurs antennes de réception des signaux radiofréquence, chaque signal radiofréquence étant issu d'une zone de couverture élé- mentaire unique, dite cellule; et
- Un dispositif de regénération de signaux radiofréquence comportant :
o Nc amplificateurs faible bruit LNA ; o Ne circuits convertisseurs de fréquence pour translater en fréquence et filtrer les Ne signaux radiofréquence de façon à les répartir en accord avec un plan de fréquence de la liaison descendante sur NGw canaux de liaison descendante sur la voie retour ;
o un multiplexeur (à Nc entrées et NGw sorties) pour regrouper les signaux radiofréquence destinés à une même station terrestre principale ; et
o NGw amplificateurs de puissance HPA pour amplifier chacun des NGw signaux radiofréquence.
- des antennes d'émission des NGw signaux radiofréquence vers une ou plusieurs stations terrestres principales.
Un inconvénient de cet état de la technique est que, le cumul de la voie aller et de la voie retour entraîne l'utilisation d'un nombre de compo- sants très important, ce qui entraîne une augmentation importante de la masse du satellite multifaisceaux.
Par ailleurs, la demande de brevet WO 2004/103325 décrit un satellite multifaisceaux utilisant deux planifications cellulaires de type nid d'abeille et superposées entre elles de manière décalée. Chaque planification cellulaire utilise trois bandes de fréquences différentes et une même polarisation donnée pour l'ensemble de leurs cellules ce qui permet d'utiliser un schéma de réutilisation de fréquences à six couleurs. La polarisation utilisée par une planification cellulaire est orthogonale à la polarisation utilisée par l'autre planification cellulaire. La superposition des deux planifications combinées à l'orthogonalité des polarisations des deux planifications permet d'obtenir des régions centrales dans lesquelles les interférences entre cellules sont réduites.
Un inconvénient de cet état de la technique est que le schéma de réu- tilisation de fréquences n'est pas optimum. D ESC R I PTI ON G E N E RALE D E L' I NV ENTI ON
La présente invention a pour but une charge utile qui permette de réduire la masse « sèche » (i.e. masse du satellite multifaisceaux sans le carburant) d'un satellite multifaisceaux tout en utilisant un schéma de réutilisa- tion de fréquences plus efficace.
Selon un premier objet de l'invention, ce but est atteint par une charge utile en voie aller pour satellite multifaisceaux, une voie aller permet- tant de recevoir des signaux radiofréquence à partir d'au moins une station terrestre principale pour les retransmettre vers au moins un terminal terrestre, comportant :
- Au moins une antenne de réception des signaux radiofréquence polarisés - Un dispositif de regénération des signaux radiofréquence par filtrage, transposition en fréquence et amplification ; et
- Des antennes d'émission des signaux radiofréquence regénérés vers au moins un terminal terrestre, chaque signal étant destiné à une zone de couverture élémentaire, caractérisé en ce que le dispositif de regénéra- tion comprend une pluralité de chaînes de regénération, chaque chaîne comprenant un dispositif d'amplification apte à amplifier une pluralité de signaux radiofréquence ayant des bandes de fréquence différente, et en ce que les antennes d'émission sont aptes à envoyer des signaux radiofréquence regénérés par une même chaînes de regénération respective- ment vers des zones de couverture élémentaire qui ne sont pas con- tig ies, lesdites zones de couverture élémentaire appartenant à une unique planification cellulaire qui utilise au minimum deux bandes de fréquence et deux polarisations différentes.
Comme on va le voir en détail par la suite, le fait d'utiliser une chaîne de regénération pour gérer deux signaux radiofréquence permet de réduire le nombre de chaînes utilisées et donc de réduire la masse sèche du satel- lite multifaisceaux, et ce sans avoir d'effet de réplique de signal gênant sur un signal radiofréquence (appelées an anglais « multi-path effect ») grâce à la combinaison de signaux radiofréquence provenant de zones de couverture élémentaire non contigues qui permette d'obtenir une isolation spatiale.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, la charge utile en voie aller peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires parmi les suivantes :
- Les antennes d'émission associées à une chaîne de regénération sont aptes à émettre deux signaux radiofréquence regénérés ayant des sens de polarisation orthogonaux. Cela permet d'obtenir une isolation par polarisation et donc de réduire davantage les effets multi-chemins entre les signaux radiofréquence en sortie du satellite multifaisceaux.
- Un dispositif d'amplification comporte un amplificateur de canal et un amplificateur à tube à ondes progressives.
Selon un deuxième objet de l'invention, elle concerne une charge utile en voie retour pour satellite multifaisceaux, une voie retour permettant de recevoir des signaux radiofréquence à partir d'au moins terminal terrestre et de les retransmettre vers au moins une station terrestre principale, comportant :
- Au moins une antenne de réception des signaux radiofréquence, chaque signal étant associé à une zone de couverture élémentaire ;
- Un dispositif de regénération de signaux radiofréquence par filtrage, transposition en fréquence et amplification ; et
- Des antennes d'émission de signaux radiofréquence regénérés polarisés vers au moins une station terrestre principale, caractérisé en ce que le dispositif de regénération comprend une pluralité de chaînes de regénération, chaque chaîne comprenant un dispositif d'amplification apte à ampli- fier une pluralité de signaux radiofréquence ayant des bandes de fréquence différente, et en ce que les antennes de réception sont aptes à recevoir des signaux radiofréquence destinés à une même chaîne de re- génération respectivement à partir de zones de couverture élémentaire qui ne sont pas contigues, lesdites zones de couverture élémentaire appartenant à une unique planification cellulaire qui utilise au minimum deux bandes de fréquence et deux polarisations différentes.
Selon un mode de réalisation non limitatif, un dispositif d'amplification comporte un amplificateur de canal et un amplificateur à tube à ondes progressives. Selon un troisième objet de l'invention, elle concerne un satellite multifaisceaux comprenant une charge utile caractérisée en voie aller selon l'une au moins des caractéristiques précédentes et caractérisée en voie retour selon l'une au moins des caractéristiques précédentes. Selon un quatrième objet de l'invention, elle concerne un réseau de télécommunication pour l'établissement de liaisons radiofréquences entre au moins une station terrestre principale et au moins un terminal terrestre via un satellite multifaisceaux, comprenant au moins une station terrestre principale, au moins un terminal terrestre, et un satellite multifaisceaux, selon le- quel le satellite multifaisceaux comprend une charge utile selon l'une au moins des caractéristiques précédentes.
L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention.
- la Fig. 1 est une représentation schématique simplifiée d'un réseau de télécommunication comprenant un satellite multifaisceaux comportant une charge utile selon l'invention ; la Fig. 2 est un bloc diagramme fonctionnel d'une architecture d'une charge utile en voie aller selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention ;
la Fig. 3 illustre un schéma à quatre couleurs pour une zone de couverture de l'Europe utilisée par la charge utile de la Fig. 2 ;
la Fig. 4 illustre des canaux de fréquence en liaison montante utilisés par la charge utile en voie aller de la Fig. 2 ;
la Fig. 5 illustre des canaux de fréquence en liaison descendante utilisés par la charge utile en voie aller de la Fig. 2 ;
la Fig. 6 illustre une partie du schéma à quatre couleurs de la Fig. 4 avec des axes de déplacement ;
la Fig. 7 représente une courbe d'atténuation de filtres compris dans une chaîne de regénération de la charge utile de la Fig. 2 dans le cas où des signaux radiofréquence sont émis par des antennes de la charge utile avec des sens de polarisation orthogonaux ;
la Fig. 8 représente de façon schématique un diagramme de rayonnement d'antennes de la charge utile de la Fig. 2 en direction d'un terminal terrestre qui se déplacerait le long d'un axe de déplacement de la Fig. 6 lorsque le terminal ne fait pas de discrimination par polarisation ;
la Fig. 9 est un zoom d'une partie de la Fig. 8 ;
la Fig. 10 représente de façon schématique un diagramme de rayonnement d'antennes de la charge utile de la Fig. 2 en direction d'un terminal terrestre qui se déplacerait le long d'un axe de déplacement de la Fig. 6 lorsque le terminal fait une discrimination par polarisation ; la Fig. 1 1 représente une courbe d'atténuation de filtres compris dans une chaîne de regénération d'une charge utile de l'art antérieur ;
la Fig. 12 est une première courbe de puissance d'une ondulation d'un signal radiofréquence reçu par la charge utile de la Fig. 2 en fonction d'une réjection globale ;
la Fig. 13 est un bloc diagramme fonctionnel d'une architecture d'une charge utile en voie retour selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention ; - la Fig. 13 illustre des canaux de fréquence en liaison montante utilisés par la charge utile en voie retour de la Fig. 13 ; et
- la Fig. 14 illustre des canaux de fréquence en liaison descendante utilisés par la charge utile en voie retour de la Fig. 13.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Dans toutes les figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence.
La Fig. 1 illustre un réseau de télécommunication 1 pour l'établissement de liaisons radiofréquences entre au moins une station terrestre principale 2 et au moins un terminal terrestre 6 via un satellite multi- faisceaux 3. On appelle également un tel réseau, réseau de télécommunication satellitaire.
Dans la pratique, le réseau de télécommunication 1 est formé par une pluralité de stations terrestres principales 2 reliées entre-elles via un réseau terrestre (réseau Internet dans un exemple non limitatif). On notera qu'une station terrestre principale 2 (également appelée station centrale) est dans un exemple non limitatif une passerelle de communication terrestre (appelée en anglais « gateway ») reliée à une dorsale Internet 5.
Le satellite multifaisceaux 3 comprend en particulier
- une charge utile selon l'invention ; et
- une plate-forme.
La charge utile d'un satellite multifaisceaux 3 désigne la partie qui lui permet de remplir la mission pour laquelle il a été conçu, c'est-à-dire notamment pour un satellite multifaisceaux 3 tel que celui représenté en Fig. 1 , d'assurer la réception, le traitement (filtrage, transposition en fréquence, amplification) et la réémission de signaux de télécommunication issus de la station terrestre principale 2 vers des terminaux terrestres 6 ou encore la réémission de signaux de télécommunication issus de terminaux terrestres 6 vers la station terrestre principale 2. Une charge utile comprend donc notamment des antennes et, des répéteurs tandis qu'une plate-forme corn- prend notamment des équipements de contrôle, de propulsion ou d'alimentation électrique.
Un satellite multifaisceaux 3 permet l'utilisation de plusieurs signaux radiofréquence SP pour couvrir des zones de couverture élémentaires appelées cellules C qui appartiennent à une unique planification cellulaire N (telle qu'illustrée à la Fig. 3 ou en partie à la Fig. 6). On entend par planification cellulaire un réseau de cellules dans lequel une cellule est entourée de six cellules au maximum. Les cellules sont des zones circulaires qui se che- vauchent afin de couvrir une zone géographique déterminée. On peut ainsi établir plusieurs liaisons radiofréquences occupant une même bande de fréquence sur des signaux radiofréquence SP différents pour couvrir des cellules, contigues entre elle par exemple.
On notera que par signal radiofréquence, on entend un signal qui est reçu/émis sur une bande passante déterminée et dans un canal de fréquence particulier de cette bande passante. Par ailleurs, un signal radiofréquence comprend une pluralité de signaux primaires destinés à une pluralité d'utilisateurs ou issus d'une pluralité d'utilisateurs, lesdits signaux primaires ayant un même sens de polarisation et ayant soit des fréquences différentes (dans le canal) soit des temps d'émission/réception différents.
Dans le cas de réseau de télécommunication satellitaire large bande (« broadband » en anglais) à haut débit, le satellite multifaisceaux 3 est utilisé de façon bidirectionnelle, c'est-à-dire à la fois pour :
- relayer des données émises par la station terrestre principale 2 (reliée au réseau terrestre) vers un ou plusieurs terminaux terrestres 6 : cette première liaison de type point à multipoints est appelée la voie aller (« forward link » en anglais) ;
- relayer vers la station terrestre principale 2 les données émises par un ou plusieurs terminaux terrestres 6 : cette deuxième liaison, de type multipoints à point est appelée la voie retour (« return link » en anglais).
Comme on va le voir ci-après, - en voie aller, des signaux radiofréquence RF sont envoyés sur une liaison dite montante LM1 vers le satellite multifaisceaux 3 par la station terrestre principale 2 telle qu'illustrée sur la Fig. 1 . Ces signaux radiofréquence RF sont ensuite traités au niveau du satellite multi- faisceaux 3 puis retransmis sur une liaison dite descendante LD1 vers les terminaux terrestres 6 telle qu'illustrée sur la Fig. 1 ;
- en voie retour, des signaux radiofréquence SP sont envoyés sur une liaison dite montante LM2 vers le satellite multifaisceaux 3 par les terminaux terrestres 6 telle qu'illustrée sur la Fig. 1 . Ces signaux ra- diofréquence SP sont ensuite traités au niveau du satellite multifaisceaux 3 puis retransmis sur une liaison dite descendante LD2 vers la station terrestre principale 2 telle qu'illustrée sur la Fig. 1 .
On rappelle qu'une bande de fréquence générale pour établir les liai- sons radiofréquences appelée la bande Ka associée à une zone de couverture pour la régionl (Europe) est définie dans le cadre d'une réglementation édictée par l'Union Internationale des Télécommunications (IUT).
Selon cette bande Ka, on a la répartition en fréquence suivante
Dans la suite de la description, on prendra cette bande Ka comme exemple non limitatif. On notera qu'une zone de couverture géographique telle que la zone
Europe est composée d'une pluralité de cellules C appartenant à une unique planification cellulaire N, chaque cellule C étant représentée de manière schématique par un cercle.
La charge utile 10 est décrite ci-après dans un premier temps en voie aller, puis dans un deuxième temps en voie retour.
• Voie aller
Une charge utile 10 en voie aller pour satellite multifaisceaux 3, une voie aller permettant de recevoir des signaux radiofréquence à partir d'au moins une station terrestre principale 2 pour les retransmettre vers au moins un terminal terrestre 6, est décrite dans un mode de réalisation non limitatif à la Fig. 2.
Elle comporte notamment :
Une ou plusieurs antennes de réception A_RX des signaux radiofréquence polarisés ;
Un dispositif de regénération REP de signaux radiofréquence RF par filtrage, transposition en fréquence et amplification, le dispositif de regénération comprenant une pluralité de chaînes de regénération 100, chaque chaîne comprenant un dispositif d'amplification HPA apte à amplifier une pluralité de signaux radiofréquence ayant des bandes de fréquence différentes ; et
des antennes d'émission A_TX1 , A_TX2 des signaux radiofréquence regénérés SP vers un ou plusieurs terminaux terrestres 6, chaque signal SP étant destiné à une zone de couverture élémentaire, dite cellule C, et les antennes d'émission étant aptes à émettre des signaux radiofréquence regénérés SP par une même chaîne de regénération 100 respectivement vers des zones de couverture élémentaire C qui ne sont pas contigues, lesdites zones de couverture élémentaire appartenant à une unique planification cellulaire N qui utilise au minimum deux bandes de fréquence F', F" et deux polarisations différentes. Comme on va le voir ci-après, le fait de pouvoir gérer dans une chaîne de regénération 100 deux signaux radiofréquence permet de réduire le nombre de composants utilisés, et ce sans avoir d'effets multi-chemins dus à des répliques de signal grâce à l'émission de signaux radiofréquence regénérés SP vers deux zones de couverture élémentaire non contigues.
On notera que dans la suite de la description, on utilisera indifféremment le terme zone de couverture élémentaire ou cellule.
La charge utile 10 en voie aller fonctionne de la manière suivante.
Dans une première étape 1), les antennes de réception A_RX de la charge utile 10 reçoivent des signaux radiofréquence RF polarisés. Ces signaux RF sont envoyés par une ou plusieurs stations terrestres principales 2 sur une liaison montante LM1 . Dans l'exemple non limitatif pris de la Fig. 2, et pour la suite de la description, on ne considère qu'une seule station principale 2.
Dans un premier mode de réalisation non limitatif, la polarisation est linéaire. Dans ce cas la polarisation comprend deux sens qui sont horizontal et vertical.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, la polarisation est circulaire. Dans ce cas la polarisation comprend deux sens qui sont circulaire gauche et circulaire droit.
Dans la suite de la description, on prend comme exemple non limitatif une polarisation circulaire.
On notera que la réception des signaux radiofréquence RF s'effectue selon une technique dite de réutilisation des fréquences. Cette technique permet d'utiliser une même plage de fréquences plusieurs fois dans le même satellite multifaisceaux 3 afin d'accroître la capacité totale du satellite multifaisceaux 3 sans augmenter la bande passante attribuée. Dans un mode de réalisation non limitatif, on utilise un schéma de réutilisation de fréquences, dit schéma de couleurs et on détermine des plans de fréquence utilisant ce schéma. La liaison montante LM1 partant de la station terrestre principale 2 utilise une polarisation donnée, ici une polarisation circulaire, avec deux sens de polarisation.
Des canaux de fréquence CH sont associés à une polarisation donnée et répartis entre les deux sens de polarisation. Selon un schéma à quatre couleurs (rouge, jaune, bleu, vert), les émissions de signaux étant polarisées dans l'un des deux sens de polarisation circulaire droit ou circulaire gauche, chaque couleur est associée à une bande de 250 MHz et un sens de polarisation donné, donc à un canal donné CH.
On notera que l'utilisation d'un schéma à quatre couleurs est un exemple non limitatif, tout nombre de couleurs supérieur à trois pouvant convenir. Cependant, si l'on souhaite utiliser au mieux une isolation par polarisation (expliquée plus loin) permise par l'utilisation des deux sens de polarisation, un nombre de couleurs multiple de deux est utilisé.
On prend dans toute la suite de la description la convention suivante :
- la couleur rouge est représentée par des traits hachurés vers la gauche ;
- la couleur verte est représentée par des points dispersés ;
- la couleur bleue est représentée par des traits hachurés vers la droite ;
- la couleur jaune est représentée par des points denses. On notera que ce type de schéma est applicable aussi bien en liaison montante LM1 qu'en liaison descendante LD1 .
Aussi, dans un mode de réalisation non limitatif, en liaison descendante LD1 , une couleur est ainsi associée à chaque signal radiofréquence regénéré SP du satellite multifaisceaux 3 (et donc à une cellule C) de sorte que les signaux radiofréquence regénérés d'une même « couleur » soient non adjacents : les cellules contigues correspondent donc à des couleurs différentes. Un exemple de schéma à quatre couleurs pour la couverture de l'Europe est représenté en Fig. 3. Dans le cas de la bande Ka, 80 cellules C sont utili- sées pour couvrir la zone Europe, lesdites cellules appartenant à une planification cellulaire unique N tel qu'illustré sur la Fig. 3.
Les Fig. 4 et 5 illustrent un plan de fréquences, utilisant le schéma de couleurs, décomposé en :
- un plan de fréquences de liaison montante PMVA sur la voie aller ; et
- un plan de fréquences de liaison descendante PDVA sur la voie aller ; Les notations RHC et LHC désignent respectivement les sens circulaires droit et gauche de polarisation.
Dans l'exemple de la bande Ka, le plan PMVA correspondant à la liaison montante LM1 sur la voie aller (de la station terrestre principale au satellite multifaisceaux 3) dispose de 2 GHz (de 27.5 à 29.5 GHz) de spectre disponible en fréquence.
On aura donc seize canaux CH pour une polarisation donnée dont huit canaux CH pour chaque sens de polarisation donné, et deux canaux répartis sur une même bande de fréquence de 250MHz. Dans l'exemple de la Fig. 4, on a respectivement les canaux CH1 à CH8 pour le premier sens de polarisation (circulaire gauche LHC par exemple) et les canaux CH9 à CH16 pour le deuxième sens de polarisation (circulaire droit RHC). L'utilisation de signaux polarisés permet de réduire le nombre total de stations terrestres principales 2 car on envoie deux fois plus de signaux par une station terrestre principale.
La station terrestre principale 2 répartit donc les signaux radiofré- quence RF sur seize canaux de 250 MHz de bande passante (8 canaux pour chaque sens de polarisation). Ces signaux radiofréquence RF répartis sur ces seize canaux après regénération par la charge utile 10 du satellite multifaisceaux 3 seront répartis sur 4 canaux de liaison descendante comme on le verra plus loin.
On notera que l'on a fait l'hypothèse que tout le spectre de 2 GHz est utilisé. On notera toutefois qu'il est également possible dans d'autres modes de réalisation, notamment pour des raisons opérationnelles, d'utiliser seulement une partie du spectre et de générer moins de canaux CH. Ainsi, pour la voie aller, un signal radiofréquence RF envoyé par la station terrestre principale 2 est associé à une des quatre couleurs suivantes :
- une couleur rouge correspondant à une première bande de 250 MHz et au sens de polarisation circulaire gauche ;
- une couleur jaune correspondant à la même première bande de 250 MHz et au sens de polarisation circulaire droit ;
- une couleur bleue correspondant à une deuxième bande de 250 MHz et au sens de polarisation circulaire droit ;
- une couleur verte correspondant à la même deuxième bande de 250 MHz et au sens de polarisation circulaire gauche.
Quatre canaux CH adjacents d'un même motif sont chacun associés à une couleur différente.
Ainsi, on entend par couleur différente le fait d'avoir une polarisation et/ou une fréquence différente.
Ainsi, on peut avoir pour deux couleurs différentes :
- soit une même bande de fréquence et une polarisation différente ;
- soit une bande de fréquence différente et :
- une polarisation différente ; ou
- une même polarisation.
Ainsi, la planification cellulaire décrite N est un réseau de cellules dans le- quel une cellule est entourée d'un maximum de six cellules utilisant des bandes de fréquence et/ou des polarisations différentes.
Dans l'exemple ci-dessus non limitatif, les antennes de réception A_RX de la charge utile 10 reçoivent donc des signaux radiofréquences RF répartis sur les seize canaux CH.
Comme on va le voir ci-après, les signaux radiofréquence RF multiplexés sur les canaux CH sont ensuite regénérés au niveau du de la charge utile 10 du satellite multifaisceaux 3, chacun de ces signaux regénérés SP étant répartis sur des canaux de liaison descendante CH' auxquels est associé un sens de polarisation RHC ou LHC et des bandes de fréquences, selon le plan de fréquences de liaison descendante PDVA.
Dans une deuxième étape 2), le dispositif de regénération REP regénère les signaux radiofréquence RF par filtrage, transposition en fréquence et amplification comme on va le voir ci-après. Le dispositif de regénération REP est appelé répéteur et comprend dans un mode non limitatif tel qu'illustré sur la Fig. 2 une pluralité de chaînes de regénération 100, chaque chaîne 100 comprenant un dispositif d'amplification 100 apte à amplifier des signaux radiofréquence RF ayant des bandes de fréquence différentes.
Dans un mode de réalisation non limitatif pris pour la suite de la description, les antennes A_RX d'une même chaîne de regénération 100 reçoivent les signaux radiofréquence RF destinés à deux cellules C. Une chaîne de regénération 100 va donc traiter deux signaux radiofréquence RF. On a donc quarante chaînes de regénération 100 dans le répéteur REP.
Dans un mode de réalisation non limitatif, une chaîne de regénération 100 comporte :
- 1 amplificateur faible bruit 12 LNA (appelé an anglais « Low Noise Amplifier ») pour amplifier les deux signaux radiofréquences RF en fonction du bruit généré par les composants de la chaîne de regénération 100 ;
- 1 dispositif diviseur de signal 13 (démultiplexeur) pour séparer les deux signaux radiofréquence RF qui sont répartis sur les canaux CH de liaison montante PMVA ;
- 1 circuit convertisseur de fréquence CONV formé par :
o un oscillateur local 14 pour translater en fréquence les signaux radiofréquence et les ajuster sur deux des quatre canaux CH' en accord avec le plan de fréquence de la liaison descendante PDVA. Dans le cas de la bande Ka, chacun des quatre canaux CH' est associé à une bande de fréquences parmi les deux bandes de fréquences [19.7 ; 19.95] et [19.95 ; 20.2] et à une polarisation RHC ou LHC tels que représentés sur le plan de fréquences de liaison descendante PDVA pour la voie aller à la
Fig. 5 ; et
o par un filtre d'entrée 15 pour filtrer la partie du signal utile à amplifier dans les signaux radiofréquence.
- 1 dispositif d'amplification qui est un amplificateur de puissance HPA (appelé en anglais « High Power Amplifier ») formé, dans un mode de réalisation non limitatif, par un amplificateur de canal 17 CAMP (appelé en anglais « Chanel Amplifier ») et un amplificateur à tube à ondes progressives (appelé en anglais « Traveling Wave Tube Amplifier ») pour amplifier les signaux radiofréquence ; et
- 2 filtres passe-bande de sortie 19 (appelés également démultiplexeur de sortie) pour filtrer les signaux radiofréquence regénérés SP en fonction de leur cellule de destination et donc en fonction des antennes d'émission A_TX1 , A_TX2 associées à ces cellules. En sortie d'une chaîne de regénération 100, on aura ainsi des signaux radiofréquence regénérés SP répartis sur deux canaux de fréquence de liaison descendante CH' (que l'on appellera également canal de sortie).
Ainsi, en sortie d'un répéteur REP, on aura ainsi des signaux radiofréquence regénérés SP répartis sur quatre canaux de fréquence de liaison descendante CH'1 à CH'4.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les fréquences suivantes sont attribuées aux canaux de sortie CH', tel qu'illustré à la Fig. 5 :
- Une première fréquence F' comprise entre 19,7GHz et 19,95GHz pour le premier canal de sortie CH'1 et le troisième canal de sortie
CH'3 ;
- Une deuxième fréquence F" comprise entre 19,95GHz et 20,2 pour le deuxième canal de sortie CH'2 et le quatrième canal de sortie CH'4. Ainsi, la planification cellulaire N utilise au minimum deux bandes de fréquence F', F" et deux polarisations différentes. Ainsi, le fait d'utiliser une chaîne de regénération 100 pour amplifier une pluralité de signaux radiofréquence RF permet de diminuer le nombre de composants utilisés dans la charge utile 10.
Par ailleurs, les deux signaux radiofréquence RF amplifiés par un dispositif d'amplification HPA d'une chaîne de regénération 100 ont des bandes de fréquence différentes. Cela permet de les différencier entre eux dans la chaîne de regénération 100 et plus particulièrement dans le convertisseur CONV et les démultiplexeur 19.
On remarquera que le fait de regénérer une pluralité de signaux ra- diofréquence dans une même chaîne de regénération 100 et donc d'utiliser au moins deux démultiplexeurs 19 et des antennes A_TX associées à chaque démultiplexeurs 19, peut engendrer des effets multi-chemins dus à une réplique d'un signal radiofréquence R_SP. Un telle réplique se créée juste après l'amplificateur de puissance HPA. En effet, les filtres 19 et an- tennes d'émission A_TX n'étant pas parfaits, une partie du signal radiofréquence regénéré SP destiné à une cellule donnée C est filtrée par le mauvais filtre 19 et envoyé à ladite cellule C par la mauvaise antenne A_TX ce qui crée la réplique d'un signal R_SP. Ainsi, tel qu'illustré sur la Fig. 2, un premier filtre 19 permet de filtrer un premier signal radiofréquence SP destiné à une première cellule donnée tandis qu'un deuxième filtre 19 d'une même chaîne de regénération 100 permet de filtrer un deuxième signal radiofréquence (non représenté) destiné à une deuxième cellule donnée. Ce deuxième filtre 19 va également fil- trer la réplique R_SP du premier signal filtré. En fonction de l'atténuation de ce deuxième filtre, la première cellule C recevra ou non de manière interfé- rente la réplique du signal R_SP. De plus, tel qu'illustré sur la Fig. 2, une première antenne A_TX1 va rayonner le premier signal radiofréquence regénéré SP à destination d'une première cellule C déterminée et une deuxième antenne A_TX2 va rayonner la réplique du signal S_RP vers la même cellule C. Ceci entraîne une mau- vaise réception du premier signal radiofréquence regénéré SP par la première cellule C auquel il est destiné et donc par le terminaux terrestres 6 de cette cellule C. En effet, un terminal terrestre 6 recevra en combinaison le signal radiofréquence regénéré SP via la première antenne A_TX1 qui lui est destiné, mais également la réplique R_SP de ce signal via la deuxième antenne A_TX2.
Ainsi la réplique R_SP d'un signal va produire des effets multi- chemins qui seront atténués en fonction des filtres 19 utilisés dans une chaîne de regénération 100, mais également en fonction du rayonnement des antennes utilisées A_TX1 , A_TX2 associées à une même chaîne de regénération 100.
On notera que la combinaison de la réplique du signal avec le signal radiofréquence lui-même introduit une ondulation PPR dans la puissance du signal radiofréquence regénéré SP destiné à un terminal terrestre 6, appelée en anglais « ripple ». Plus l'amplitude, appelée en anglais « peak-to-peak ripple » de cette ondulation est grande, plus cela signifie que les effets multi- chemins dus à une réplique de signal sont importants.
Comme on va le voir ci-après, on réduit les effets multi-chemins en agissant notamment sur une composante spatiale du signal radiofréquence reçu SP par un terminal terrestre 6.
La forme d'un signal radiofréquence reçu SP par un terminal terrestre 6 est représentée de la manière suivante.
Sr(t, F, x) = β(χ) S,(t) (1 +aF(F).aA(x)) [1] Avec
Sr(t, F, x) : le signal radiofréquence SP reçu par le terminal terrestre 6 à une fréquence F et lorsque le terminal 6 se trouve à une position x dans la zone de couverture de la bande Ka ;
St(t) : le signal radio fréquence RF reçu par le satellite multifaisceaux 3 ;
β(χ) : les pertes sur le signal radiofréquence RF engendrées par le satellite multifaisceaux 3 et par la propagation du signal vers le terminal terrestre 6 ;
CXF(F) : un paramètre fréquentiel, que l'on appelle également composante fréquentielle, représentatif de l'atténuation due aux filtres 19 d'une chaîne de regénération 100 de la charge utile 10 ;
c (x) : un paramètre spatial que l'on appelle également composante spatiale, représentatif d'une isolation spatiale du terminal 6 à la position x dans la zone de couverture de la bande ka.
On remarquera que le produit des composantes fréquentielle et spatiale (XF(F). C (X) est représentatif d'une réplique de signal, le signal reçu par un terminal terrestre 6 n'étant pas pur du fait que les filtres 19 de la charge utile 10 et les antennes d'émission A_RX ne sont pas parfaits comme expliqué précédemment.
On notera que plus la composante fréquentielle aF(F) est petite, plus la rejection des filtres 19 sera grande. De la même manière, plus la composante spatiale CÏA(X) est petite, plus la réjection due aux antennes d'émission A_TX sera grande. Ainsi, la rejection globale va varier en fonction, d'une part de la composante spatiale aA(x), et d'autre part de la composante fréquentielle QF(F).
En agissant sur une des deux composantes seulement, on peut augmenter la rejection globale et donc minimiser les effets multi-chemins dus à une réplique de signal. En effet, par exemple, en agissant sur la composante spatiale aA(x), la rejection globale peut être augmentée puisque plus la compo- santé spatiale c (x) est petite, plus le produit des composantes CXF(F) C (X) est petit.
Comme on va le voir ci-après, afin de réduire la composante spatiale C(A(X) , on effectue une isolation spatiale externe, et dans un mode de réalisation non limitatif une isolation par polarisation supplémentaire ce qui augmente la rejection globale et a pour conséquence de réduire les effets multi-chemins et donc l'ondulation PPR dans la puissance du signal radiofréquence regénéré SP.
Dans une troisième étape 3), les antennes d'émission A_TX1 , A_TX2 émettent les signaux radiofréquence regénérés SP vers un ou plusieurs terminaux terrestres 6, chaque signal radiofréquence regénéré SP étant destiné à une zone de couverture élémentaire C.
I.soj at i o n . spat i aie exte r n e . ar . cellules. non . adjace.n tes.
Afin de réduire la composante spatiale C(A(X), les antennes d'émission A_TX1 , A_TX2 associées à une chaîne de regénération 100 sont aptes à émettre des signaux radiofréquence regénérés SP par ladite chaîne de regénération 100 respectivement vers des cellules C qui ne sont pas con- tig ies.
• San s. j sol at i on .par . pp.lari sati o n
Ainsi, par exemple, deux signaux radiofréquence regénérés SP par une même chaîne de regénération 100 sont rayonnés respectivement vers deux cellules non adjacentes qui sont appariées entre elles de la manière suivante.
- Soit d'une cellule verte (polarisation circulaire gauche) et d'une cellule rouge non adjacente (polarisation circulaire gauche) ; ou
- Soit d'une cellule jaune (polarisation circulaire droit) et d'une cellule bleue non adjacente (polarisation circulaire droit). On se place ici dans les cas où les antennes d'émission A_TX1 , A_TX2 associées à une chaîne de regénération 1 00 sont aptes à émettre au moins deux signaux radiofréquence regénérés SP par ladite chaîne de regénération 1 00 qui ont les mêmes sens de polarisation.
En se référant à la Fig. 6, qui illustre une partie de la zone de couverture de la bande Ka de la Fig. 2 dans ce cas, par exemple les antennes d'émission A_TX d'une même chaîne de regénération 1 00 qui sont aptes à rayonner un signal radiofréquence regénéré SP33 destiné à une cellule C33 (cellule verte) par exemple, peuvent être utilisées pour rayonner également soit un signal radiofréquence regénéré destiné à la cellule non adjacente C1 3 (cellule rouge) ou destiné à la cellule non adjacente C1 1 (cellule rouge) ou encore destiné à la cellule non adjacente C36 (cellule rouge).
Les cellules C33 et C13 présentent une distance bord-à-bord De de la moitié d'un diamètre Gc d'une cellule (cas a)).
Les cellules C33 et C1 1 présentent une distance bord-à-bord De de 1 .3 diamètre Gc d'une cellule (cas b)).
Les cellules C33 et C36 présentent une distance bord-à-bord De de 1 .6 diamètre Gc d'une cellule (cas c)).
Le rayonnement d'une antenne en direction d'une cellule comporte un lobe principal LbO, LbO', LbO" et un lobe primaire Lb1 , Lb1 ', Lb1 " et un lobe secondaire Lb2, Lb2', Lb2". De la même manière, par exemple les antennes d'émission A_TX d'une même chaîne de regénération 1 00 qui sont aptes à rayonner un signal radiofréquence regénéré SP42 destiné à une cellule C42 (cellule jaune) par exemple, peuvent être utilisées pour rayonner également soit un signal radiofréquence regénéré de la cellule non adjacente C22 (cellule bleue) ou de la cellule non adjacente C24 (cellule bleue) ou encore de la cellule non adjacente C45 (cellule bleue).
Les cellules C42 et C22 présentent une distance bord-à-bord De de la moitié d'un diamètre Gc d'une cellule (cas a)). Les cellules C42 et C24 présentent une distance bord-à-bord De de 1 .3 diamètre Gc d'une cellule (cas b)).
Les cellules C42 et C45 présentent une distance bord-à-bord De de 1 .6 diamètre Gc d'une cellule (cas c)).
Les cellules sont ainsi isolées spatialement entre elles.
• Cas a)„Ç33 et C13.
Dans le cas d'une isolation spatiale externe d'une demi-cellule (De = 1 /2), un terminal terrestre 6 positionné dans une cellule verte, la cellule C33 par exemple, recevra :
- un premier signal radiofréquence regénéré SP33 destiné à ladite cellule verte ; et
- une réplique de signal R_SP33 filtré par le lobe primaire Lb1 ' du rayonnement de l'antenne qui émet en direction de la cellule non adjacente rouge C13.
La réplique du signal R_SP33 sera filtré par ce lobe primaire Lb1 ' et non plus par le lobe principal LbO'. Le filtrage (réjection du filtre) est donc plus important et donc la réplique du signal reçu par le terminal 6 auquel est destiné le signal radiofréquence regénéré SP33 sera plus faible.
Ainsi, dans le cas avec isolation spatiale externe d'un demi diamètre de cellule, si le terminal 6 se trouve en bordure de cellule, et en fréquence de bord F2 (décrite plus loin) d'un canal CH', la réduction des effets multi-chemins sera de -18dB. On a la composante spatiale aA(x) « 1 .
• Cas b). C33. et.CI I.
Dans le cas d'une isolation spatiale externe de 1 .3 diamètre de cellule (De = 1 .3), un terminal terrestre 6 positionné dans une cellule verte, la cellule C33 par exemple, recevra :
- un premier signal radiofréquence regénéré SP33 destiné à ladite cellule verte ; et - une réplique de signal R_SP33 filtré par un lobe secondaire Lb2' du rayonnement de l'antenne qui émet en direction de la cellule non adjacente rouge C1 1 .
La réplique du signal R_SP33 sera filtré par ce lobe secondaire Lb2' et non plus par le lobe principal LbO' ou encore le lobe primaire Lb1 '. Le filtrage (ré- jection du filtre) est donc plus important et donc la réplique du signal reçu par le terminal 6 auquel est destiné le signal radiofréquence regénéré SP33 sera plus faible.
Ainsi, dans le cas avec isolation spatiale externe d'un diamètre De = 1 .3 de cellule, si le terminal terrestre 6 se trouve en bordure de cellule, et en fréquence de bord F2 (décrite plus loin) d'un canal CH', la réduction des effets multi-chemins sera de -24dB par rapport à un cas sans isolation spatiale externe. On a la composante spatiale aA(x) « 1 .
• Cas.c).Ç33 et C36
Dans le cas d'une isolation spatiale externe de 1 .3 diamètre de cellule (De = 1 .6), un terminal terrestre 6 positionné dans une cellule verte, la cellule C33 par exemple, recevra :
- un premier signal radiofréquence regénéré SP33 destiné à ladite cellule verte ; et
- une réplique de signal R_SP33 filtré par un lobe secondaire Lb2' du rayonnement de l'antenne qui émet en direction de la cellule non ad- jacente rouge C36.
La réplique du signal R_SP33 sera filtré par ce lobe secondaire Lb2' et non plus par le lobe principal LbO' ou encore le lobe primaire Lb1 '. Le filtrage (ré- jection du filtre) est donc plus important et donc la réplique du signal reçu par le terminal 6 auquel est destiné le signal radiofréquence regénéré SP33 sera plus faible. Ainsi, dans le cas avec isolation spatiale externe d'un diamètre De = 1 .6 de cellule, si le terminal terrestre 6 se trouve en bordure de cellule, et en fréquence de bord F2 (décrite plus loin) d'un canal CH', la réduction des effets multi-chemins sera de -24dB par rapport à un cas sans isolation spatiale externe. On a la composante spatiale c (x) « 1■
Ainsi, grâce à une isolation spatiale externe, on réduit la composante spatiale aA(x) du signal reçu par un terminal terrestre 6 de manière à augmenter la réjection globale.
Ainsi, peu importe que la composante fréquentielle CXF(F) soit grande. Ainsi, peu importe qu'un terminal terrestre 6 utilise une fréquence bord de canal (décrite plus loin). Il ne sera pas trop gêné par une réplique de signal puisque cette dernière sera bien filtrée. On notera que dans tous les cas, le dispositif d'amplification HPA d'une même chaîne de regénération 100 permet intrinsèquement de réduire le taux de réjection de 20dB.
On notera qu'en pratique, pour l'isolation spatiale externe, un assem- blage des antennes d'émission A_TX est effectué en usine dans lequel on configure une entrée des antennes pour qu'elles émettent dans le sens de polarisation voulu et on les assemble entre elles et on les associe avec les différentes chaînes de regénération 100 de telle sorte que les antennes d'émission A_TX associées à une même chaîne de regénération 100 émet- tent deux signaux radiofréquence vers deux cellules différentes non con- tig ies entre elles.
• Avec, isolation, .par .pp. I ari satio n ... Dans un mode de réalisation non limitatif, afin de réduire davantage la composante spatiale aA(x), les antennes d'émission A_TX1 , A_TX2 associées à une chaîne de regénération 100 sont en outre aptes à émettre deux signaux radiofréquence regénérés SP ayant des sens de polarisation orthogonaux.
Ainsi, les deux signaux radiofréquence RF ayant des sens de polarisation orthogonaux entre eux sont destinés respectivement à deux cellules non adjacentes qui sont appariées entre elles de la manière suivante.
- soit d'une cellule verte (polarisation circulaire gauche) et d'une cellule jaune (polarisation circulaire droit) ; ou
- soit d'une cellule rouge (polarisation circulaire gauche) et d'une cel- Iule bleue (polarisation circulaire droit).
En se référant à la Fig. 6, qui illustre une partie de la zone de couverture de la bande Ka de la Fig. 2, dans ce cas, par exemple les antennes A_TX1 et A_TX2 d'une même chaîne de regénération 1 00 pourront rayonner respecti- vement :
- un signal radiofréquence SP33 destiné à une cellule C33 (cellule verte) et un signal radiofréquence SP21 destiné à la cellule non adjacente C21 (cellule jaune) et
- un signal radiofréquence SP33 destiné à une cellule C33 (cellule verte) et un signal radiofréquence SP25 destiné à la cellule non adjacente C25 (cellule jaune).
De cette manière, les antennes A_TX1 et A_TX2 pourront rayonner respectivement ces signaux radiofréquence SP33 et SP21 , ou SP33 et SP25 ayant des sens de polarisation orthogonaux entre eux et destinés aux cellules res- pectives C33 et C21 , ou C33 et C25 non adjacentes, lesdites cellules appartenant à une même planification cellulaire N tel qu'illustré sur la Fig. 6.
Les cellules C33 et C21 présentent une distance bord-à-bord De de la moitié d'un diamètre Gc d'une cellule (cas a)).
Les cellules C33 et C25 présentent une distance bord-à-bord De de 1 .3 diamètre Gc d'une cellule (cas b)).
De la même manière, par exemple les antennes A_TX1 et A_TX2 d'une même chaîne de regénération 100 pourront rayonner respectivement : - un signal radiofréquence SP34 destiné à une cellule C34 (cellule rouge) et un signal radiofréquence SP22 de la cellule non adjacente C22 (cellule bleue), et/ou
- un signal radiofréquence SP34 destiné à une cellule C34 (cellule rouge) et un signal radiofréquence SP26 de la cellule non adjacente C26 (cellule bleue). De cette manière, les antennes A_TX1 et A_TX2 pourront rayonner respectivement ces signaux radiofréquence SP34 et SP22, ou SP34 et SP26 ayant des sens de polarisation orthogonaux entre eux et destinés à aux cellules respectives non adjacentes C34 et C22, ou C34 et C26, lesdites cellules appartenant à une même planification cellulaire N tel qu'illustré sur la Fig. 6.
Les cellules C34 et C22 présentent une distance bord-à-bord De de la moitié d'un diamètre Gc d'une cellule (cas a)).
Les cellules C34 et C26 présentent une distance bord-à-bord De de 1 .3 diamètre Gc d'une cellule (cas b)).
Ainsi, un terminal terrestre 6 positionné dans une cellule verte par exemple recevra :
- un premier signal radiofréquence regénéré SP1 destiné à ladite cel- Iule verte qui sera dans le sens de polarisation circulaire droit.
- Une réplique de signal R_SP1 qui sera dans le sens de polarisation circulaire gauche.
Les effets multi-chemins seront réduits grâce à la discrimination par polarisa- tion du terminal 6. Dans un exemple non limitatif, les effets seront réduits d'environ 20dB pour une isolation par polarisation seule.
Ainsi, le signal radiofréquence regénéré SP reçu par le terminal terrestre 6 destiné à la cellule C dans lequel se trouve le terminal 6 sera filtré par un premier filtre 1 9 dont la courbe d'atténuation est représentée à la Fig. 7 (en traits pointillés), et la réplique R_SP de ce signal sera filtré par un deuxième filtre 1 9 dont la courbe d'atténuation (en traits pleins) sera réduite de 20dB en raison de la discrimination par polarisation et des sens de polarisation orthogonaux. La réplique de signal R_SP n'engendrera donc pas trop d'interférence sur le signal radiofréquence regénéré SP reçu par le terminal 6.
On obtient ainsi une isolation par polarisation du signal radiofréquence SP destiné à la cellule C dans laquelle se trouve le terminal terrestre 6.
Combinée à l'isolation spatiale externe, l'isolation par polarisation donne les résultats suivants. Les mêmes explications concernant les filtrages par les différents lobes qui ont été donnés précédemment peuvent être appliquées ici dans lesquelles respectivement on remplace la cellule 13 par la cellule 21 , et la cellule 1 1 par la cellule 25.
• Cas aJ.C33.et C2!.
Dans le cas d'une isolation spatiale externe d'une demi-cellule (De = 1 /2), un terminal terrestre 6 positionné dans une cellule verte, la cellule C33 par exemple, recevra :
- un premier signal radiofréquence regénéré SP33 destiné à ladite cellule verte ; et
- une réplique de signal R_SP33 filtré par le lobe primaire Lb1 ' du rayonnement de l'antenne qui émet en direction de la cellule non ad- jacente jaune C21 .
Ainsi, en combinaison avec l'isolation par polarisation, on arrive à une réduction globale de 38 dB. · Ças b). C33 et.C25
Dans le cas d'une isolation spatiale externe de 1 .3 diamètre de cellule (De = 1 .3), un terminal terrestre 6 positionné dans une cellule verte, la cellule C33 par exemple, recevra :
- un premier signal radiofréquence regénéré SP33 destiné à ladite cel- Iule verte ; et
- une réplique de signal R_SP33 filtré par un lobe secondaire Lb2' du rayonnement de l'antenne qui émet en direction de la cellule non adjacente jaune C25. Ainsi, en combinaison avec l'isolation par polarisation, on arrive à une réduction globale de 44 dB. Ainsi, grâce à une isolation spatiale externe et à une isolation par polarisation des signaux radiofréquence regénérés SP supplémentaire, on réduit la composante spatiale aA(x) du signal reçu par un terminal terrestre 6 de manière à augmenter la réjection globale.
Ainsi, peu importe que la composante fréquentielle CXF(F) soit grande. Ainsi, peu importe qu'un terminal terrestre 6 utilise une fréquence bord de canal (décrite plus loin). Il ne sera pas trop gêné par une réplique de signal puisque cette dernière sera bien filtrée.
On notera qu'en pratique, pour l'isolation par polarisation et l'isolation spatiale externe, un assemblage des antennes d'émission A_TX est effectué en usine dans lequel on configure une entrée des antennes pour qu'elles émettent dans le sens de polarisation voulu et on les assemble entre elles et on les associe avec les différentes chaînes de regénération 100 de telle sorte que les antennes d'émission A_TX associées à une même chaîne de regénération 100 émettent deux signaux radiofréquence ayant des sens de polarisation orthogonaux vers deux cellules différentes non contigues entre elles.
On remarquera que les effets multi-chemins peuvent être également réduits par :
- 1 ) une isolation spatiale interne si un terminal terrestre 6 est loin d'une bordure de cellule, et
- 2) une isolation fréquentielle si un terminal terrestre 6 reçoit un signal radiofréquence regénéré SP qui utilise une fréquence milieu de canal
CH'. Comme on va le voir ci-après, appliquées à l'isolation par polarisation, et à l'isolation spatiale externe, cela réduit d'autant plus les effets multi- chemins. l.so I ati o n spati aj ej.ntern e
Afin d'expliquer l'isolation spatiale interne, on se place dans le cas où les signaux radiofréquence regénérés SP émis par des antennes d'émission d'une même chaîne de regénération 100 sont émis en direction de cellules C adjacentes et ont des sens de polarisation orthogonaux.
Les Figs. 8, 9 et 10 illustrent, dan un exemple non limitatif, le rayonnement des antennes d'une même chaîne de regénération 100 qui rayonnent des signaux regénérés SP en direction de deux cellules, les signaux radiofréquence regénérés SP ayant des bandes de fréquence différentes et des sens de polarisation orthogonaux, par exemple en direction d'une cellule verte et d'une cellule jaune.
En abscisse, THETA représente la position d'un observateur fictif qui se déplacerait le long de cellules C se trouvant sur le chemin d'une coupe de la Fig. 6 CC, la Fig. 6 représentant une partie du plan de fréquence des cel- Iules C attribué à la bande Ka.
En ordonnée, EIRP représente le rayonnement d'une antenne qui est représentatif de la puissance d'un signal radiofréquence regénéré SP reçu par une cellule C, appelée puissance isotrope rayonnée effective PIRE (appelée en anglais « Effective isotropically radiated power » ou encore « Equivalent isotropically radiated power »).
On remarquera que tel qu'illustré sur les Fig. 8, 9 et 10, le rayonnement d'une antenne en direction d'une cellule comporte un lobe principal LbO, LbO', LbO" et un lobe primaire Lb1 , Lb1 ', Lb1 " et un lobe secondaire Lb2, Lb2', Lb2".
Comme on peut le voir sur la Fig. 6, les cellules C14, C23, C33, C42 et C52 sont disposées le long de la coupe CC. Les cellules vertes sont les cellules C14, C33 et C52 et le rayonnement des antennes respectives associées sont représentés en pointillés.
Les cellules jaunes sont les cellules C23 et C42 et le rayonnement des antennes respectives associées sont représentés en trait plein.
Lorsqu'un terminal terrestre 6 qui n'est pas sensible au sens de polarisation d'un signal radiofréquence regénéré SP (il ne discrimine pas en polarisation) se trouve en bordure d'une cellule, par exemple au bord de la cellule C33 (position THETA = 2 environ), on peut voir qu'il recevra le signal radiofréquence regénéré SP33 associé à la cellule C33, et sa réplique R_SP33 avec la même puissance d'environ -3dB, cette dernière étant filtrée par le lobe principal LbO' (en traits pleins) de l'antenne associée à la cellule C23. L'effet multi-chemins est donc important. Le terminal terrestre 6 sera perturbé par ladite réplique de signal R_SP33. Ainsi, on a la composante spatiale αΑ(χ) ~ 1 du signal reçu par le terminal terrestre 6, tel qu'illustré sur la Fig. 9 qui est un zoom de la Fig. 8.
Par contre lorsqu'un terminal terrestre 6 se trouve au milieu d'une cellule, par exemple au milieu de cellule C33 (position THETA = 0), on peut voir qu'il recevra le signal radiofréquence regénéré SP33 avec une puissance maxi- mum de 0 dB et la réplique du signal R_SP33 avec une puissance de -20dB environ, cette dernière étant filtrée par le premier lobe Lb1 ' (en traits pleins) de l'antenne associée à la cellule C23. L'effet multi-chemins est donc négligeable. Ainsi, on a la composante spatiale aA(x) « 1 du signal reçu par le terminal terrestre 6, tel qu'illustré sur la Fig. 9 qui est un zoom de la Fig. 8.
La Fig. 10 s'applique à la même disposition des cellules que dans le cas de la Fig. 8, mais lorsqu'un terminal terrestre 6 est sensible au sens de polarisation d'un signal radiofréquence regénéré SP.
Dans ce cas, lorsqu'un terminal terrestre 6 se trouve en bordure d'une cel- Iule C, par exemple en bord de la cellule 33 (position THETA = 2 environ), on peut voir qu'il recevra le signal radiofréquence regénéré SP33 associé à la cellule C33 avec une puissance d'environ -3dB et sa réplique R_SP33 avec une puissance inférieure d'environ -17dB, cette dernière étant filtrée par le lobe principal LbO' (en traits pleins) de l'antenne associée à la cellule C23. L'effet multi-chemin engendré est donc moins important que lorsque le terminal 6 ne discrimine pas la polarisation.
Par contre lorsqu'un terminal terrestre 6 se trouve au milieu d'une cellule C, par exemple au milieu de cellule C33 (position THETA = 0), on peut voir qu'il recevra le signal radiofréquence regénéré SP33 avec une puissance maximum de 0 dB et il ne recevra pas sa réplique R_SP33. L'effet multi-chemin engendré est donc ici inexistant.
Jsojation.fréquentielle
Afin d'expliquer l'isolation fréquentielle, on se place dans le cas où les signaux radiofréquence regénérés SP émis par des antennes d'émission d'une même chaîne de regénération 100 ont un même sens de polarisation et sont émis vers des cellules non adjacentes.
Sur la Fig. 1 1 , la courbe en traits pointillés représente la courbe d'atténuation d'un premier filtre 19 d'une chaîne de regénération 100 destiné à filtrer les signaux radiofréquence regénérés SP destinés à une cellule verte, lorsqu'un terminal 6 se situe dans une cellule verte dans un exemple non limitatif, tandis que la courbe en traits pleins représente la courbe d'atténuation du deuxième filtre 19 d'une même chaîne de regénération 100 destiné à filtrer les signaux radiofréquence destinés à une cellule rouge non adjacente et donc filtre par lequel la réplique d'un signal R_SP destiné à la cellule verte va cheminer.
Comme on peut le voir, si un terminal terrestre 6 utilise une fréquence milieu F1 qui se trouve au milieu de la bande de fréquence d'un canal associé de liaison descendante CH', la rejection Rej1 du filtre 19 sera grande et la com- posante fréquentielle aF(F) du signal reçu sera donc très faible. Le terminal terrestre 6 ne sera pas perturbé par la réplique du signal R_SP.
Ainsi, on a donc aF(F1 ) « 1 . La fréquence F1 utilisée est loin des limites de la bande de fréquence du canal de liaison descendante CH' utilisé et donc loin d'une autre bande de fréquence adjacente. Par contre, la situation est très différente si un terminal terrestre 6 utilise une fréquence de bord F2 qui se trouve en bordure de la bande de fréquence d'un canal associé de liaison descendante CH' et donc proche de la bande de fréquence d'un canal CH' associé à une cellule non adjacente.
Sur la Fig. 1 1 , elle se trouve sur la pente descendante de la courbe d'atténuation du filtre 1 9. Dans ce cas, la rejection Rej2 du filtre 1 9 sera alors faible et la composante fréquentielle aF(F) du signal reçu sera donc grande. Le terminal terrestre 6 sera perturbé par la réplique du signal R_SP. Ainsi, on a donc aF(F2) « 1 . La fréquence F2 utilisée est proche des limites de la bande de fréquence du canal de liaison descendante CH' utilisé et donc proche d'une autre bande de fréquence adjacente.
On notera que la deuxième fréquence de bord F2 définit une bande de garde pour la cellule verte avec une troisième fréquence F3 illustrée sur la Fig. 1 1 , cette dernière se situant en bordure de la courbe d'atténuation du premier filtre 1 9 (représentée en traits pointillés).
On notera que dans un état de la technique connu antérieur, en général, cette bande de garde est définie de telle sorte que le signal radiofréquence destiné à la cellule rouge est suffisamment filtré pour ne pas gêner le signal radiofréquence destiné à la cellule verte et donc la réplique du signal est suffisamment filtrée. La bande de garde est donc assez grande. Par exemple, la troisième fréquence F3 se situe entre 1 0 et 20 MHz en deçà de la deuxième fréquence F2. De la même manière, dans un état connu de l'art antérieur, une bande de garde avec une quatrième fréquence F4 est définie pour la cellule rouge. La quatrième fréquence F4 se situe entre 1 0 et 20 MHz au-delà de la deuxième fréquence F2 et en bordure de la courbe d'atténuation du deuxième filtre 19 (représentée en traits pleins).
Ainsi, dans un exemple non limitatif, si la bande de fréquence du canal est de 1 9,7-1 9,95 GHz, F1 se situerait entre 1 9, 7GHz et 1 9, 95 GHz moins la bande de garde de 20 MHz par exemple (donc là où la réjection du filtre est significative, soit de 20dB), tandis que la fréquence de bord F2 se situerait à 19,95 GHz (soit au milieu de la bande passante globale de 19,7 à 20,2 GHz).
Ainsi, appliquées à une isolation spatiale externe, l'isolation spatiale interne et l'isolation fréquentielle donnent les résultats suivants.
I.spl ati o n.. spatial e ..in terne, etjso!^
.SRat.i.a.l.e„.e.x.t.erne. · Cas a)..:..isolation. spatiale externe d;une demi-cejju
Ainsi, appliquées à une isolation spatiale d'une demi-cellule, on obtient les résultats suivants :
1 ) Isolation spatiale interne si le terminal terrestre 6 est positionné loin d'un bord de la cellule C : cette isolation sera alors de l'ordre de 20dB entraînant une réduction totale de 38 dB ;
2) Isolation fréquentielle supplémentaire si une fréquence milieu F1 de canal CH' est utilisée : cette isolation sera alors de l'ordre de 20dB entraînant une réduction totale de 38dB sans isolation spatiale interne 1 ) ou 58dB avec iso- lation spatiale interne 1 ).
Les effets multi-chemins sur l'ondulation engendrée sur le signal ra- diofréquence regénéré SP en lui-même sont illustrés à la Fig. 12 où en abscisse est représentée l'amplitude PPR de l'ondulation, et en ordonnée est représenté la rejection globale REJ qui représente l'effet regroupé des composantes fréquentielle aF(F) et spatiale aA(x) comme vu précédemment.
Comme on peut le voir, dans le cas avec isolation spatiale externe d'un diamètre De = 1 /2, en bordure de cellule, et en fréquence de bord F2, l'amplitude de l'ondulation est de 2.2 dB, tel qu'indiqué au point PT1 de la Fig. 12. Dans le cas d'un ajout d'une isolation spatiale interne 1 ), au centre de cellule, l'amplitude de l'ondulation diminue jusqu'à 0,22dB, tel qu'indiqué au point PT2 de la Fig. 1 2.
Dans le cas d'un ajout d'une isolation fréquentielle 2) supplémentaire, en utilisant une fréquence milieu F1 , l'amplitude de l'ondulation diminue jusqu'à 0.02 dB, tel qu'indiqué au point PT3 de la Fig. 1 2 et devient négligeable.
• Ças .bJ..:.dans J.e„cas.d une
=1,3
Ainsi, appliquées à une isolation spatiale d'un diamètre de cellule de 1 .3, on obtient les résultats suivants :
1 ) Isolation spatiale interne si le terminal terrestre 6 est positionné loin d'un bord de la cellule C : cette isolation sera alors de l'ordre de 20dB entraînant une réduction totale de 44dB ; et/ou
2) Isolation fréquentielle supplémentaire si une fréquence milieu F1 de canal CH' est utilisée : cette isolation sera alors de l'ordre de 20dB entraînant une réduction totale de 44dB sans isolation spatiale interne 1 ) ou 64dB avec isolation spatiale interne 1 ).
Comme on peut le voir, dans le cas avec isolation spatiale externe d'un diamètre De = 1 .3, en bordure de cellule, et en fréquence de bord F2, l'amplitude de l'ondulation est de 1 .1 dB, et se situe environ au point PT1 de la Fig. 1 2.
Dans le cas d'un ajout d'une isolation spatiale interne 1 ), au centre de cellule, l'amplitude de l'ondulation diminue jusqu'à 0, 1 1 dB, et se situe environ au point PT1 de la Fig. 1 2.
Dans le cas d'un ajout d'une isolation fréquentielle 2) supplémentaire, en utilisant une fréquence milieu F1 , l'amplitude de l'ondulation diminue jusqu'à 0.01 dB, et se situe environ au point PT1 de la Fig. 12. et devient négligeable. Ainsi, appliquées à une isolation par polarisation combinée à l'isolation spatiale externe, on obtient les résultats suivants.
Isolation spat
polarisation.
• Ças„aJ. .jsplatjpn. spatiale extern
Ainsi, appliquées à une isolation spatiale d'une demi-cellule, on obtient les résultats suivants :
1 ) Isolation spatiale interne si le terminal terrestre 6 est positionné loin d'un bord de la cellule C : cette isolation sera alors de l'ordre de 20dB entraînant une réduction totale de 60 dB ;
2) Isolation fréquentielle supplémentaire si une fréquence milieu F1 de canal CH' est utilisée : cette isolation sera alors de l'ordre de 20dB entraînant une réduction totale de 60dB sans isolation spatiale interne 1 ) ou 80dB avec isolation spatiale interne 1 ).
Comme on peut le voir, dans le cas avec isolation par polarisation en combinaison avec l'isolation spatiale externe, en bordure de cellule, et en fréquence de bord F2, l'amplitude de l'ondulation PPR est de 0.22 dB, tel qu'indiqué au point PT2 de la Fig. 12.
Dans le cas d'une isolation spatiale interne 1 ) supplémentaire, au centre de cellule, l'amplitude de l'ondulation diminue jusqu'à 0,02dB, tel qu'indiqué au point PT2 de la Fig. 12.
Dans le cas d'une isolation fréquentielle 2) supplémentaire, en utilisant une fréquence milieu F1 , l'amplitude de l'ondulation diminue jusqu'à 0,002dB et devient ainsi non mesurable par des instruments classiques de mesure. · Cas. b)..:. dans Je. cas. d'une jspjatipn. spatiale. extern^
.=..1,3
Ainsi, appliquées à une isolation spatiale d'un diamètre de cellule de 1 .3, on obtient les résultats suivants : 1 ) Isolation spatiale interne si le terminal terrestre 6 est positionné loin d'un bord de la cellule C : cette isolation sera alors de l'ordre de 20dB entraînant une réduction totale de 64dB ; et/ou
2) Isolation fréquentielle supplémentaire si une fréquence milieu F1 de canal CH' est utilisée : cette isolation sera alors de l'ordre de 20dB entraînant une réduction totale de 64dB sans isolation spatiale interne 1 ) ou 84dB avec isolation spatiale interne 1 ). Le tableau 1 suivant résume les cas énumérés ci-dessus lorsqu'un terminal terrestre 6 se trouve en bordure de cellule C.
Isolation spatiale externe isolation par polarisation + uniquement De = 1 .3 isolation spatiale externe De = 1 .3
Fré- Suppression des
quen effets multi- PPR Suppression des effets multi-chemins ce chemins
F1 44 dB 0.1 1 dB 64 dB
F2 24 dB 1 .1 dB 44 dB
Avec
Fré-
Dispositif d'amplification Isolation spatiale Isolation par quen
Rejection interne polarisation ce
F1 20 dB O dB 20 dB
F2 O dB O dB 20 dB Le tableau 2 suivant résume les cas énumérés ci-dessus lorsqu'un terminal terrestre 6 se trouve loin du bord d'une cellule C (il y a une isolation spatiale interne), dans exemple non limitatif au milieu.
Ainsi, en voie aller, non seulement le nombre de composants utilisés à été réduit, mais les effets multi-chemins (réplique de signal) générés par les signaux radiofréquence regénérés ont également été réduits. • Voie retour
La voie retour des terminaux terrestres 6 vers la station terrestre 2 fonctionne de manière identique avec une direction de communication in- verse.
Sur la voie retour, dans un mode de réalisation non limitatif, les polarisations sont inversées de sorte que les couleurs rouge et verte ont une polarisation circulaire gauche et les couleurs bleue et jaune ont une polarisation circulaire droite. Les terminaux terrestres 6 émettent et reçoivent suivant une polarisation inverse de sorte qu'on peut aisément séparer les signaux de liaison montante LM2 en voie retour des signaux de liaisons descendantes LD1 en voie aller. Une telle configuration permet d'utiliser des terminaux moins coûteux. Une charge utile 10 en voie retour pour satellite multifaisceaux 3, une voie retour permettant de recevoir des signaux radiofréquence regénérés SP à partir d'au moins un terminal terrestre 6 et de les retransmettre vers au moins une station terrestre principale 2, est décrite dans un mode de réalisation non limitatif à la Fig. 13.
Elle comporte notamment :
- Au moins une antenne de réception A_RX des signaux radiofréquence SP, chaque signal étant issu d'une zone de couverture élémentaire, les antennes de réception A_RX étant aptes à recevoir des signaux radiofré- quence SP destinés à une même chaîne de regénération 200 respectivement à partir de zones de couverture élémentaire C qui ne sont pas contigues, lesdites zones de couverture élémentaire appartenant à une unique planification cellulaire qui utilise au minimum deux bandes de fréquence et deux polarisations différentes ; et
- Un dispositif de regénération REP de signaux radiofréquence par filtrage, transposition en fréquence et amplification, comprenant une pluralité de chaîne de regénération 200, chaque chaîne comprenant un dispositif d'amplification HPA apte à amplifier une pluralité de signaux radiofré- quence ayant des bandes de fréquence différentes ; et
- des antennes d'émission A_TX des signaux radiofréquence regénérés polarisés vers au moins une station terrestre principale 2.
La charge utile 10 en voie retour fonctionne de la manière suivante.
Dans une première étape 1), les antennes de réception A_RX de la charge utile 1 reçoivent des signaux radiofréquence SP polarisés. Ces signaux ra- diofréquence SP sont envoyés par un ou plusieurs terminaux terrestres 6 sur une liaison montante LM2.
Les Fig. 14 et 15 illustrent un plan de fréquences, utilisant le schéma de couleurs décrit précédemment, décomposé en :
- un plan de fréquences de liaison montante PMVR sur la voie retour ; et
- un plan de fréquences de liaison descendante PDVR sur la voie retour.
Les notations RHC et LHC désignent respectivement les sens circulaires droit et gauche de polarisation.
Dans l'exemple de la bande Ka, le plan PMVR correspondant à la liaison montante LM2 sur la voie retour (d'un terminal terrestre 6 au satellite multifaisceaux 3) dispose de deux intervalles de fréquences [29.5 ; 29.75] et [29.75 ; 30].
Le plan PDVR correspondant à la liaison descendante LD2 sur la voie retour (du satellite multifaisceaux 3 à la station terrestre principale) dispose de 2 GHz (de 17.7 à 19.7 GHz) de spectre disponible en fréquence.
On aura donc des signaux radiofréquence SP répartis sur quatre ca- naux de 250 MHz de bande passante (associé à un intervalle de fréquence parmi les deux intervalles de fréquences [29.5 ; 29.75] et [29.75 ; 30] et polarisés selon les sens de polarisation RHC ou LHC tels que représentés sur le plan de fréquences de liaison montante PMVR de la Fig. 14 issus des terminaux terrestres 6 des cellules.
Ces signaux radiofréquence sont regénérés (par filtrage, transposition en fréquence, amplification) au niveau du satellite multifaisceaux 3 pour être renvoyés sous la forme de signaux radiofréquence RF polarisés vers la station terrestre principale 2 via huit canaux pour chaque sens de polarisation.
Dans l'exemple de la Fig. 15, on a respectivement les canaux CH'17 à CH'24 pour le premier sens de polarisation (circulaire gauche LHC par exemple) et les canaux CH'25 à CH'32 pour le deuxième sens de polarisa- tion (circulaire droit RHC) tels que représentés sur le plan de fréquences de liaison descendante PDVR de la Fig. 15.
Un terminal terrestre 6 répartit des signaux radiofréquence SP sur quatre canaux CH de 250 MHz de bande passante (deux canaux pour chaque sens de polarisation). Ces signaux radiofréquence SP répartis sur ces quatre canaux après traitement par la charge utile 10 du satellite multifaisceaux 3 formeront des signaux radiofréquence RF polarisés comme on le verra plus loin.
Nous faisons toujours l'hypothèse que l'ensemble du spectre de 2 GHz est utilisé. On notera toutefois qu'il est également possible, dans un autre mode de réalisation non limitatif, notamment pour des raisons opérationnelles, d'utiliser seulement une partie du spectre et de générer moins de canaux CH.
Dans l'exemple ci-dessus, la charge utile 10 en voie retour reçoit donc des signaux radiofréquence SP répartis sur les quatre canaux CH de bande de fréquence différentes.
Les signaux radiofréquence SP multiplexés sur les canaux CH sont ensuite traités au niveau du de la charge utile 10 du satellite multifaisceaux 3 de façon à fournir des signaux radiofréquence RF, chacun de ces signaux radio- fréquence RF étant répartis sur des canaux de liaison descendante CH' auxquels est associé un sens de polarisation RHC ou LHC et des bandes de fréquences, selon le plan de fréquences de liaison descendante PDVR. Les antennes de réception A_RX associées à une chaîne de regénération 200 sont aptes à recevoir des signaux radiofréquence SP destinés à ladite chaîne de regénération 200 respectivement à partir de cellules C qui ne sont pas contigues.
Dans une première variante de réalisation non limitative de ce mode, les cellules non contigues sont séparées entre elles d'un demi-diamètre de cellule.
Dans une deuxième variante de réalisation non limitative de ce mode, les cellules non contigues sont séparées entre elles d'un diamètre de cellule égal à 1 .3.
Dans une troisième variante de réalisation non limitative de ce mode, les cellules non contigues sont séparées entre elles d'un diamètre de cellule égal à 1 .6. Dans une deuxième étape 2), le dispositif de regénération REP de signaux radiofréquence SP les regénère par filtrage, transposition en fréquence et amplification.
Le dispositif de regénération REP est appelé répéteur et comprend, dans un mode non limitatif tel qu'illustré sur la Fig. 13, dix chaînes de regénération 200, chacune permettant de gérer des signaux radiofréquence SP et de les regénérer pour les transmettre à des antennes associées destinées à rayonner en direction de huit cellules C.
On rappelle que l'on a 80 cellules pour la bande Ka.
Dans un mode de réalisation non limitatif, une chaîne de regénération 200 comporte :
- 1 amplificateur faible bruit 22 LNA (appelé an anglais « Low Noise Amplifier ») pour amplifier des signaux radiofréquences SP en fonc- tion du bruit généré par les composants de la chaîne de regénération
200;
- 1 circuit convertisseur de fréquence CONV formé par : o un oscillateur local 24 pour translater en fréquence les deux signaux radiofréquence et les ajuster sur huit canaux CH' en accord avec le plan de fréquence de la liaison descendante PDVR. Dans le cas de la bande Ka, chacun de ces canaux CH' est associé à une bande de fréquences parmi les bandes de fréquences comprise dans l'intervalle [1 7.7 ; 1 9.7] et à une polarisation RHC ou LHC tels que représentés sur le plan de fréquences de liaison descendante PDVR pour la voie retour à la Fig. 14 ;
o et par un filtre d'entrée 25 pour filtrer la partie du signal utile à amplifier dans les signaux radiofréquence.
Un multiplexeur 23 (à 8 entrées et 1 sortie dans un exemple non limitatif) pour regrouper tous les signaux transposés en fréquence sur un même amplificateur HPA ; et
1 dispositif d'amplification qui est un amplificateur de puissance HPA (appelé en anglais « High Power Amplifier ») formé, dans un mode de réalisation non limitatif, par un amplificateur de canal 27 CAMP (appelé en anglais « Chanel Amplifier ») et un amplificateur à tube à ondes progressives 28 (appelé en anglais « Traveling Wave Tube Amplifier ») pour amplifier chacun des signaux regroupés.
En sortie d'une chaîne de regénération 200, on aura ainsi des signaux radiofréquence regénérés RF répartis sur huit canaux de fréquence de liaison descendante CH' (que l'on appellera également canaux de sortie).
En sortie d'un répéteur REP, on aura ainsi des signaux radiofréquence regénérés répartis selon seize canaux de fréquence de liaison descendante CH'1 7 à CH'32 tel qu'illustré à la Fig. 1 5.
Ainsi, le fait d'utiliser une chaîne de regénération 200 pour gérer des si- gnaux des signaux radiofréquence SP permet de diminuer le nombre de composants utilisés dans la charge utile 1 0.
Par ailleurs, les signaux radiofréquence SP reçus et gérés par une chaîne de regénération 200 ont des bandes de fréquence différentes. Cela permet de les différencier entre eux dans la chaîne de regénération 200, notamment au niveau du convertisseur CONV.
On remarquera que le fait de gérer des signaux radiofréquence SP au niveau d'une même chaîne de regénération 200 peut engendrer des effets multi-chemins (réplique de signal) comme dans le cas de la voie aller, au niveau cette fois-ci des entrées de la charge utile 10, notamment au niveau des antennes de réception A_RX, et des amplificateurs faibles bruit LNA et des convertisseurs CONV des chaînes de regénération 200. Ces effets en- traînent une mauvaise réception desdits signaux radioélectriques RF par la station terrestre principale 2. Ces effets R_SP sont illustrés sur la Fig. 13.
Comme dans le cas de la voie aller, afin de palier ce problème, les antennes de réception sont aptes à recevoir des signaux radiofréquence SP destinés à une même chaîne de regénération 200 respectivement à partir de zones de couverture élémentaire C qui ne sont pas contigues comme décrit ci-dessus.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation non limitatif, pour pallier davantage à ce problème, les signaux radiofréquence SP reçus et gérés par une chaîne de regénération 200 ont des bandes de fréquence différentes.
On notera que dans des modes de réalisation non limitatif, les antennes d'émission A_RX (du satellite multifaisceaux 3 utile vers une station terrestre principale 2) pour la voie retour sont les antennes de réception A_RX pour la voie aller (de la station terrestre principale 2 vers le satellite multifaisceaux 3). Il suffit de configurer une des entrées d'une antenne en émission et l'autre en réception.
Il en est de même pour les antennes de réception A_RX en voie retour (des terminaux terrestres 6 vers le satellite multifaisceaux 3) qui sont les antennes d'émission A_TX en voie aller (du satellite multifaisceaux 3 vers les terminaux terrestres 6). On notera que les mêmes explications que celles données pour la charge utile en voie aller peuvent être utilisées en voie retour pour l'isolation spatiale externe.
Ainsi, de la même manière qu'en voie aller, en voie retour, non seulement le nombre de composants utilisés sera réduit, mais les effets multi-chemins seront également réduits.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits précédemment.
Ainsi, l'invention a été plus particulièrement décrite dans le cas d'amplificateur formé par un CAMP suivi d'un TWTA. On notera cependant que l'invention peut, dans des exemples non limitatifs, s'appliquer également au cas d'un amplificateur type SSPA (appelé en anglais « Solid State Power Amplifier ») ou encore à des architectures plus sophistiquées type MPA (« Multipoint Amplifier » en anglais).
Par ailleurs, l'exemple de polarisation circulaire a été pris comme exemple non limitatif. Bien entendu l'invention peut s'appliquer également à d'autres types de polarisation, par exemple linéaires ou encore elliptiques.
De plus, l'exemple de la bande Ka a été pris comme exemple non limitatif. Bien entendu l'invention peut s'appliquer à d'autres bandes, qui représentent des régions autres que l'Europe.
Enfin, en voie aller la bande passante de liaison descendante com- prise entre 19.7 GHz et 20.2 GHz et en voie retour la bande passante de liaison montante comprise entre 29.5 GHz et 30.0 GHz ont été prises comme exemple non limitatif car dans ces deux bandes passantes, les utilisateurs sont exempts de licence. Bien entendu, d'autres plages de bandes passantes peuvent être utilisées. On notera qu'en général, un utilisateur se voit attribuer ses fréquences d'émission et de réception par un centre des opérations du réseau de télécommunication satellitaire suivant des mécanismes connus de type DAMA « Demand Assigned Multiple Access ». Enfin, dans un mode de réalisation non limitatif, une chaîne d'amplification 100 peut comporter une pluralité d'amplificateurs faible bruit 12 LNA, chacune coopérant respectivement avec une pluralité de dispositifs diviseurs de signal 13 (démultiplexeur), ces derniers coopérant chacun avec respectivement avec une pluralité de circuits convertisseurs de fréquence CONV, l'ensemble des circuits convertisseurs CONV coopérant avec le dispositif d'amplification HPA de la chaîne de regénération 100. Bien entendu, d'autres variantes de ce mode peuvent être envisagées, comme n'avoir qu'un seul amplificateur faible bruit coopérant avec une pluralité de disposi- tifs diviseurs de signal 13.
Le même mode de réalisation non limitatif pourra être appliqué à une chaîne de regénération 200.
Ainsi, l'invention présente les avantages de :
- Elle permet de diminuer la bande de garde entre deux filtres 19 d'une même chaîne de regénération 100, et donc d'augmenter la bande passante utilisable pour émettre les signaux radiofréquence régénères ;
- Elle est simple à mettre en œuvre ;
- Elle permet de n'agir que sur une seule composante du signal reçu, ici la composante spatiale, sans se soucier de la composante fré- quentielle ;
- Elle permet à un terminal terrestre de recevoir correctement le signal radiofréquence regénéré SP qui lui est destiné sans trop d'interférences de la part de la réplique de signal ;
- Elle permet à une station terrestre principale de recevoir correctement le signal radiofréquence regénéré RP qui lui est destiné sans trop d'interférences de la part de la réplique de signal ;
- Elle permet de réduire le coût du satellite multifaisceaux grâce à la réduction du nombre de composants dans la charge utile dudit satellite ;
- Elle permet de n'utiliser que des terminaux terrestres qui sont destinés à gérer qu'une unique polarisation, un terminal terrestre se trou- vant dans une cellule apte à recevoir un signal radiofréquence avec une polarisation donnée ; un tel terminal terrestre est ainsi moins complexe et moins cher qu'un terminal terrestre qui doit gérer deux polarisations tel que dans l'art antérieur où deux planifications cellulaires sont utilisées ;
Elle permet d'obtenir une plus grand efficacité en terme de réutilisation de fréquences que l'art antérieur car elle utilise un schéma à quatre couleurs au lieu de six couleurs : pour l'ensemble des cellules sur une zone de surface donnée, avec le schéma à quatre couleurs, plus de bande de fréquence sera utilisée qu'avec un schéma à six couleurs. Ainsi, dans un exemple non limitatif, pour une bande de fréquence de 500Mhz et pour cent cellules, 25GHz seront utilisées pour le schéma à quatre couleurs contre 16,6 GHz pour le schéma à six couleurs ; et
Elle permet à des utilisateurs finaux d'utiliser internet au moyen d'une télécommunication satellitaire. Ceci est notamment utile lorsque les utilisateurs sont isolés sans moyen d'accès à internet par un réseau filaire standard.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Charge utile en voie aller pour satellite multifaisceaux, une voie aller permettant de recevoir des signaux radiofréquence (RF) à partir d'au moins une station terrestre principale (2) pour les retransmettre vers au moins un terminal terrestre (6), comportant :
- Au moins une antenne de réception (A_RX) des signaux radiofréquence polarisés (RF) ;
- Un dispositif de regénération (REP) des signaux radiofréquence (RF) par filtrage, transposition en fréquence et amplification ; et
- Des antennes d'émission (A_TX) des signaux radiofréquence regénérés vers au moins un terminal terrestre (6), chaque signal étant destiné à une zone de couverture élémentaire, caractérisé en ce que le dispositif de regénération (REP) comprend une pluralité de chaînes de regénération (100), chaque chaîne comprenant un dispositif d'amplification (HPA) apte à amplifier une pluralité de signaux radiofréquence (RF) ayant des bandes de fréquence différente, et en ce que les antennes d'émission (A_TX) sont aptes à émettre des signaux radiofréquence regénérés (SP) par une même chaîne de regénération (100) respectivement vers des zones de couverture élémentaire (C) qui ne sont pas contigues, lesdites zones de couverture élémentaire appartenant à une unique planification cellulaire qui utilise au minimum deux bandes de fréquence (F', F") et deux polarisations différentes.
2. Charge utile selon la revendication 1 , selon laquelle les antennes d'émission (A_TX) associées à une chaîne de regénération (100) sont aptes à émettre deux signaux radiofréquence regénérés (SP) ayant des sens de polarisation orthogonaux.
3. Charge utile selon la revendication 1 ou 2, selon laquelle un dispositif d'amplification (HPA) comporte un amplificateur de canal (CAMP) et un am- plificateur à tube à ondes progressives (TWTA).
4. Charge utile en voie retour pour satellite multifaisceaux, une voie retour permettant de recevoir des signaux radiofréquence (SP) à partir d'au moins terminal terrestre (6) et de les retransmettre vers au moins une station terrestre principale (2), comportant :
- Au moins une antenne de réception (A_RX) des signaux radiofréquence (SP), chaque signal étant associé à une zone de couverture élémentaire (C);
- Un dispositif de regénération (REP) de signaux radiofréquence par filtrage, transposition en fréquence et amplification ; et
- Des antennes d'émission (A_TX) de signaux radiofréquence regénérés polarisés (RF) vers au moins une station terrestre principale (2), caractérisé en ce que le dispositif de regénération (REP) comprend une pluralité de chaînes de regénération (200), chaque chaîne comprenant un dispositif d'amplification (HPA) apte à amplifier une pluralité de signaux radiofré- quence (SP) ayant des bandes de fréquence différente, et en ce que les antennes de réception (A_RX) sont aptes à recevoir des signaux radiofréquence (SP) destinés à une même chaîne de regénération (200) respectivement à partir de zones de couverture élémentaire (C) qui ne sont pas contigues, lesdites zones de couverture élémentaire appartenant à une unique planification cellulaire qui utilise au minimum deux bandes de fréquence et deux polarisations différentes.
5. Charge utile selon la revendication précédente, selon laquelle un dispositif d'amplification (HPA) comporte un amplificateur de canal (CAMP) et un amplificateur à tube à ondes progressives (TWTA).
6. Satellite multifaisceaux comprenant une charge utile caractérisée en voie aller selon l'une au moins des revendications précédentes 1 à 3, et caractérisée en voie retour selon l'une au moins des revendications précédentes 4 ou 5.
7. Réseau de télécommunication pour l'établissement de liaisons radiofré- quences entre au moins une station terrestre principale et au moins un terminal terrestre via un satellite de télécommunication multifaisceaux, corn- prenant au moins une station terrestre principale, au moins un terminal terrestre, et un satellite multifaisceaux, selon lequel le satellite multifaisceaux comprend une charge utile selon l'une au moins des revendications précédentes 1 à 5.
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