ES2349786T3

ES2349786T3 - Distribución de corriente dinámica en un diseño lnb (bloque de bajo nivel de ruidos) de ka/ku.

Info

Publication number: ES2349786T3
Application number: ES06825835T
Authority: ES
Inventors: Kesse Ho
Original assignee: DirecTV Group Inc
Current assignee: DirecTV Group Inc
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2011-01-11
Anticipated expiration: 2026-10-12
Also published as: DE602006017106D1; WO2007047377A1; CA2625780C; WO2007047377B1; EP1958339B1; CA2625780A1; MX2008004848A; EP1958339A1; ATE482527T1

Abstract

Un sistema para proporcionar potencia a amplificadores de bloque de bajo nivel de ruido (LNBs) (128) en un sistema (100) de recepción de señal de satélite, en el que cada uno de una serie de receptores proporciona potencia a cada uno de los LNBs, que comprende: una serie de primeras etapas de regulación de potencia, acopladas de un modo respectivo a cada receptor de la serie de receptores, caracterizado por que cada una de las primeras etapas de regulación de potencia comprende un regulador de conmutación de potencia (302-308, 402-408) que conecta y desconecta para proporcionar una potencia compensada a los LNBs desde cada receptor de la serie de receptores; y una segunda etapa de regulación de potencia, acoplada comúnmente a la serie de receptores, entre las primeras etapas de regulación de potencia y los LNBs, en donde la segunda etapa de regulación de potencia comprende un regulador lineal (310, 410).

Description

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la Invención

La presente invención se refiere en general a un sistema receptor de satélite, y 5 en concreto a un método de alineamiento para antenas multibanda del receptor del consumidor.

2. Descripción de la Técnica Relacionada

La radiodifusión por satélite de señales de comunicaciones se ha convertido en

10 práctica común. La distribución por satélite de señales comerciales para su utilización en la programación de televisión utiliza actualmente múltiples bocinas de alimentación en una sola unidad exterior (ODU, Outdoor Unit) que suministra señales a hasta ocho IRDs sobre cables diferentes procedentes de un conmutador múltiple. La figura 1 ilustra la instalación típica de televisión por satélite de la técnica

15 relacionada. El sistema 100 utiliza señales enviadas desde el satélite A (SatA) 102, el satélite B (SatB) 104, y el satélite C (SatC) 106 (con transpondedores 28, 30 y 32 convertidos en transpondedores 8, 10 y 12, respectivamente), que son difundidas directamente a una unidad exterior (ODU) 108 que está típicamente acoplada al

20 exterior de una casa 110. La ODU 108 recibe estas señales y envía las señales recibidas al IRD 112, que descodifica las señales y separa las señales en canales de espectador, que a continuación se pasan a la televisión 114 para ser vistos por un espectador. Puede haber más de un satélite transmitiendo desde cada posición orbital. Las señales 116 de enlace ascendente para satélite son transmitidas mediante 25 una o más instalaciones 118 de enlace ascendente a los satélites 102 a 106 que están típicamente en órbita geosincrónica. Los satélites 102 a 106 amplifican y vuelven a radiodifundir las señales de enlace ascendente 116, a través de transpondedores situados en el satélite, como señales 120 de enlace descendente. Dependiendo del patrón de la antena del satélite 102 a 106, las señales 120 de enlace descendente son

30 dirigidas hacia zonas geográficas para su recepción por la ODU 108. Cada satélite 102 a 106 radiodifunde señales de enlace descendente 120 típicamente en treinta y dos (32) diferentes conjuntos de frecuencias, a menudo denominados transpondedores, para los que varios usuarios tienen licencia para la radiodifusión de programación, que puede ser señales de audio, video o datos, o

cualquier combinación. Usualmente, estas señales han estado situadas en el Servicio Fijo por Satélite (FSS, Fixed Satellite Service) de la banda Ku y en las bandas de frecuencias del Servicio de Radiodifusión por Satélite (BSS, Broadcast Satellite Service) en el rango de 10 a 13 GHz. Los satélites futuros radiodifundirán asimismo

5 probablemente en una parte de la banda Ka, con frecuencia de 18 a 21 GHz.

Habitualmente, el IRD 112 energiza la ODU 108 a través de los cables dispuestos entre el IRD 112 y la ODU 108. Sin embargo, con la colocación de satélites adicionales para la distribución de señales adicionales 120 de enlace descendente, el IRD 112 puede tener dificultad proporcionando potencia a la ODU 108 en un formato

10 consistente y adecuado. Si la potencia no se distribuye adecuadamente, las señales procedentes de los satélites adicionales no se recibirán adecuadamente, haciendo estas señales inútiles para la transmisión de datos y de video.

El documento US-B1-6728513 da a conocer un circuito de procesamiento de señal de un LNB (convertidor descendente de bloque de bajo nivel de ruido (Low 15 Noise Block)) en el que un circuito de suministro de potencia es accionado mediante tensión de CC aplicada desde cuatro sintonizadores, a través de cuatro terminales de entrada/salida de señal, para generar tensión de alimentación para el LNB y distribuir por igual el consumo de corriente del LNB entre los cuatro terminales de entrada/salida de señal. Incluso si se cambia el nivel de la tensión de CC procedente de los cuatro

20 sintonizadores, fluyen corrientes del mismo valor a través de los cuatro terminales de entrada/salida de señal. Por lo tanto, existe menos ruido en comparación con el circuito convencional que tiene un terminal de entrada/salida de señal que permite que varíe la corriente que fluye. El documento US 2004/192190 A1 da a conocer un circuito de suministro de

25 potencia de un convertidor de bloque de bajo nivel de ruidos (LNB) que incluye una serie de reguladores de la tensión de salida. Un primer regulador de la tensión de salida, un circuito oscilador local, un segundo regulador de la tensión de salida, y un LNA están conectados en serie en una dirección en la que fluye una corriente de suministro de potencia. Por lo tanto, puede reducirse la amplitud del ajuste de tensión

30 del regulador de tensión de salida y puede reducirse la pérdida de potencia. Puede disminuirse asimismo el valor de la corriente que fluye en el circuito de suministro de potencia. Por consiguiente, puede conseguirse un LNB con un consumo de potencia reducido. Entonces, puede verse que existe en la técnica la necesidad de un sistema que

35 pueda energizar adecuadamente la ODU.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

Para minimizar las limitaciones de la técnica anterior, y para minimizar otras limitaciones que resultarán evidentes tras la lectura y comprensión de la presente memoria, la presente invención da a conocer un método, un aparato y un sistema que

5 proporcionan potencia a Amplificadores de Bloque de bajo Nivel de Ruidos (LNBs) en un sistema de recepción de señal por satélite en el que cada uno de una serie de receptores pueden proporcionar potencia a cada uno de los LNBs. Un sistema acorde con la presente invención comprende una serie de primeras etapas de regulación de potencia, acopladas de una manera respectiva a cada receptor de la serie de

10 receptores, en la que cada una de las primeras etapas de regulación de potencia comprende un regulador de conmutación de potencia que conecta y desconecta para proporcionar una potencia compensada a los LNBs desde cada receptor de la serie de receptores, y una segunda etapa de regulación de potencia, acoplada comúnmente a la serie de receptores entre las primeras etapas de regulación de potencia y los LNBs,

15 en donde la segunda etapa de regulación de potencia comprende un regulador lineal. Otras características y ventajas son inherentes al sistema y el método reivindicados y dados a conocer, o resultarán evidentes para los expertos en la materia a partir de la siguiente descripción detallada y sus dibujos anexos.

20 BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A continuación haciendo referencia a los dibujos, a través de los cuales los mismos números de referencia representan componentes correspondientes:

la figura 1 ilustra una típica instalación de televisión por satélite de la técnica

25 relacionada; la figura 2 ilustra una típica ODU de la presente invención; las figuras 3 y 4 ilustran diagramas de distribución de corrientes de la presente invención; y la figura 5 ilustra un diagrama esquemático para una realización del esquema

30 mostrado en la figura 4.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

En la descripción siguiente, se hace referencia a los dibujos anexos que forman parte del presente documento, y que muestran, de forma ilustrativa, varias 35 realizaciones de la presente invención. Se entiende que pueden utilizarse otras

realizaciones y pueden realizarse cambios estructurales sin apartarse del alcance de la presente invención.

Perspectiva general

5 La figura 2 ilustra una típica ODU de la técnica relacionada.

La ODU 108 utiliza típicamente un plato reflector 122 y un conjunto 124 de bocina de alimentación. para recibir y dirigir señales de enlace descendente 120 sobre el conjunto 124 de bocina de alimentación. El plato reflector 122 y el conjunto 124 de bocina de alimentación están montados típicamente en la ménsula 126 y acoplados a

10 una estructura para un montaje estable. El conjunto 124 de bocina de alimentación comprende típicamente uno o más convertidores 128 de Bloque de bajo Nivel de Ruido, que están conectados a través de hilos o cables coaxiales a un conmutador múltiple, que puede estar situado en el interior del conjunto 124 de bocina de alimentación, en cualquier otro lugar en la ODU 108, o en el interior de la casa 110.

15 Los LNBs realizan típicamente una conversión descendente de las señales de enlace descendente 120 de banda FSS y/o BSS, banda Ku, y banda Ka en frecuencias que son transmitidas fácilmente por hilo o cable, que son habitualmente las frecuencias de la banda L, que típicamente se extienden desde 950 MHz hasta 2150 MHz. Esta conversión descendente hace posible distribuir las señales en el interior de una

20 vivienda utilizando cables coaxiales estándar. El conmutador múltiple permite al sistema 100 conmutar selectivamente las señales procedentes de SatA 102, SatB 104 y SatC 106, y distribuir estas señales a través de cables 124 a cada uno de los IRDs 112A-D situados en el interior de la casa

110. Típicamente, el conmutador múltiple es un conmutador múltiple de cinco entradas

25 y cuatro salidas (5 × 4), donde dos entradas al conmutador múltiple proceden del SatA 102, una entrada al conmutador múltiple procede del SatB 104, y una entrada al conmutador múltiple es una entrada combinada procedente del SatB 104 y del SatC

106. Pueden existir otras entradas para otros propósitos, por ejemplo, de la señal en el aire u otras entradas de antena, sin apartarse del alcance de la presente invención. El

30 conmutador múltiple puede tener otras dimensiones, tal como un conmutador múltiple de 6 × 8, si se desea. El SatB 104 distribuye habitualmente programación local a zonas geográficas específicas, pero puede distribuir asimismo otra programación si se desea.

Para maximizar el ancho de banda disponible en la banda Ku de las señales 35 120 de enlace descendente, cada frecuencia de radiodifusión es dividida además en polarizaciones. Cada LNB 128 puede recibir ambas polarizaciones ortogonales al mismo tiempo con conjuntos paralelos de sistemas electrónicos, de manera que con la utilización de un conmutador múltiple integrado o bien externo, puede eliminarse selectivamente la propagación de señales 120 de enlace descendente a través del

5 sistema 100 hasta cada IRD 112A-D.

Los IRDs 112A-D utilizan actualmente un sistema de comunicaciones unidireccional para controlar el conmutador múltiple. Cada IRD 112A-D tiene un cable dedicado 124 conectado directamente al conmutador múltiple, y cada IRD pone independientemente una combinación de tensión y señal en el cable dedicado, para

10 programar el conmutador múltiple. Por ejemplo, el IRD 112A puede desear ver una señal que se proporciona mediante el SatA 102. Para recibir esa señal, el IRD 112A envía una señal de tono/tensión sobre el cable dedicado de vuelta al conmutador múltiple, y el conmutador múltiple distribuye la señal del SatA 102 al IRD 112A sobre el cable dedicado 124. El IRD 112B controla independientemente el puerto de salida al

15 que está acoplado el IRD 112B, y de este modo puede distribuir al conmutador múltiple una señal de tono/tensión diferente. La señal de tono/tensión comprende típicamente una señal de 13 Voltios de CC (VCC) o 18 VCC, con o sin un tono 22 kHz superpuesto a la señal de CC. 13 VCC sin el tono 22 kHz seleccionaría un puerto, 13 VCC con el tono 22 kHz seleccionaría otro puerto del conmutador múltiple, etcétera.

20 También puede existir un tono modulado, típicamente un tono 22 kHz, donde el esquema de modulación puede seleccionar una entre cualquier número de entradas basadas en el esquema de modulación. Por simplicidad y ahorro de costes, este sistema de control ha sido utilizado con la limitación de 4 cables entrantes para un solo conjunto 124 de bocina de alimentación, que por lo tanto requiere solamente las 4

25 posibles combinaciones de estado de tono/no tono y tensión alta/baja. Para reducir el coste de la ODU 108, las salidas de los LNBs 128 presentes en la ODU 108 pueden ser combinadas, o "superpuestas", dependiendo del diseño de la ODU 108. La superposición de las salidas del LNB 128 se produce después de que el LNB haya recibido y convertido descendentemente la señal de entrada. Esto permite

30 que pasen múltiples polarizaciones, una desde cada satélite 102 a 106, a través de cada LNB 128. Por lo tanto un LNB 128 puede, por ejemplo, recibir señales de polarización circular a izquierdas (LHCP, Left Hand Circular Polarization) procedentes del SatC 102 y el SatB 104, mientras que otro LNB recibe las señales de polarización circular a derechas (RHCP, Right Hand Circular Polarization) procedentes del SatB

104, lo que permite menos hilos o cables entre el conjunto 124 de bocina de alimentación y el conmutador múltiple. La banda Ka de señales 120 de enlace descendente estará dividida además en dos bandas, una banda superior de frecuencias denominadas la banda "A" y una

5 banda inferior de frecuencias denominadas la banda "B". Una vez que los satélites son desplegados en el interior del sistema 100 para radiodifundir estas frecuencias, los diversos LNBs 128 en el conjunto 124 de bocina de alimentación pueden distribuir al conmutador múltiple las señales procedentes de la banda Ku, la banda A de la banda Ka, y la banda B de la banda Ka para una polarización dada. Sin embargo, los diseños

10 actuales del IRD 112 y el sistema 100 no pueden sintonizar a través de toda esta banda resultante de frecuencias sin la utilización de más de 4 cables, lo que limita la utilidad de esta característica de combinación de frecuencias.

Superponiendo las entradas del LNB 128 tal como se ha descrito anteriormente, cada LNB 128 distribuye típicamente 48 transpondedores de 15 información al conmutador múltiple, pero algunos LNBs 128 pueden distribuir más o menos en bloques de diversos tamaños. El conmutador múltiple permite que cada salida del conmutador múltiple reciba cada señal LNB 128 (que es una entrada al conmutador múltiple) sin filtrar o modificar dicha información, lo que permite que cada IRD 112 reciba más datos. Sin embargo, tal como se ha mencionado anteriormente,

20 los IRDs actuales 112 no pueden utilizar la información de algunas de las frecuencias propuestas utilizadas para señales de enlace descendente 120, haciendo por lo tanto inútil la información transmitida en dichas señales de enlace descendente 120. El problema con los LNBs 128 adicionales que se requerirán para un sistema 100 de banda Ka, es que el IRD 112 tendrá dificultades proporcionando

25 simultáneamente potencia a todos los LNBs 128. La corriente absorbida por los LNBs 128 es significativa y, por lo tanto, la presente invención da a conocer un método y un sistema para proporcionar la corriente a los LNBs 128 de manera eficiente.

Esquema de Distribución de Corriente

30 Las figuras 3 y 4 ilustran diagramas de distribución de corriente de la presente invención. Cuando el sistema 100 se ha ampliado para incluir satélites adicionales en segmentos orbitales diferentes y bandas de frecuencia diferentes, el sistema 100 deja de poder desconectar LNBs 128 que están inutilizados. En el sistema 100 con satélites

35 adicionales que transmiten en la banda KA, es necesario energizar tres LNBs 128 al

mismo tiempo para cualquier código de selección dado (por ejemplo, 13 VCC selecciona un LNB bajo 128 en la banda Ka, un LNB 128 en la banda Ku, y un LNB alto 128 en la banda Ka). Algunas selecciones energizarán cuatro LNBs 128 al mismo tiempo.

5 En un típico sistema LNB 128 doble, aquel IRD 112 que tenga presente una tensión superior en la entrada al LNB 128, proporciona toda la corriente para energizar el LNB 128. En un típico sistema LNB 128 triple, se utilizan reguladores lineales para proporcionar alguna distribución de corrientes, si bien, independientemente de la potencia de entrada, cada regulador disipa alguna potencia como calor debido a que el

10 LNB 128 toma solamente la que necesita.

El sistema 300 ilustra los IRDs 112A-D acoplados a convertidores CC-CC 302 a 308, los cuales están después acoplados al regulador lineal CC-CC 310. Cada uno de los convertidores CC-CC 302 a 308 actúa como un regulador de conmutación, que conecta y desconecta en lugar de requerir una demanda constante de corriente, 15 proporcionando por lo tanto una distribución más eficiente de potencia a los LNBs 128. El sistema 400 ilustra IRDs 112 A-D acoplados a reguladores lineales CC-CC 402 a 408, cada uno de los cuales está acoplado a continuación al convertidor CC-CC

410. El convertidor CC-CC 410 actúa como un regulador, que conecta y desconecta en lugar de requerir una demanda constante de corriente, proporcionando por lo tanto 20 una distribución más eficiente de potencia a los LNBs 128. La figura 5 ilustra un diagrama esquemático para una realización del esquema mostrado en la figura 4. Se muestran los reguladores 402 a 408 y el regulador CC-CC 410, junto con los reguladores 500 y el regulador de conmutación CC-CC 502. Los reguladores 400

25 son típicamente reguladores 7808 o 7809, mientras que el regulador CC-CC 502 es típicamente un regulador de 750 kHz. La segunda etapa de regulación proporcionada por el regulador 410 (o, tal como se muestra en la figura 3, el regulador 310), compensa la corriente suministrada por cada uno de los IRDs 112A-D, para permitir que todos los LNBs 128 presentes en el sistema 100 sean energizados de manera

30 apropiada. La interacción entre el regulador 410 y los reguladores 402 a 408 permite una distribución más dinámica de los requisitos de corriente para los LNBs 128, sin sobrecargar ninguno de los IRDs 112A-D en un sistema 100 dado.

Los diodos mostrados en la figura 5 son típicamente diodos Schottky, pero 35 pueden ser diodos p-n si se desea.

Además, la tensión presente en el punto 504 es típicamente de 8,1 voltios, y la tensión presente en el punto 506 es típicamente 5,1 voltios, pero estos valores pueden variar sin apartarse del alcance de la presente invención.

5 Conclusión

En resumen, la presente invención comprende un método, un aparato y un sistema que proporcionan potencia a amplificadores de bloque de bajo nivel de ruido (LNBs) en un sistema de recepción de señal de satélite, en el que por lo menos un receptor proporciona potencia a los LNBs. Un sistema acorde con la presente

10 invención comprende una primera etapa de regulación de potencia acoplada de un modo respectivo a dicho por lo menos un receptor, en el que la primera etapa de regulación de potencia comprende regulación lineal, y una segunda etapa de regulación de potencia, acoplada entre la primera etapa de regulación de potencia y los LNBs, en el que la segunda etapa de regulación de potencia comprende un

15 regulador de conmutación de potencia. Otra realización de la presente invención comprende una primera etapa de regulación de potencia, acoplada de un modo respectivo a dicho por lo menos un receptor, en la que la primera etapa de regulación de potencia comprende un regulador de conmutación de potencia, y una segunda etapa de regulación de

20 potencia, acoplada entre la primera etapa de regulación de potencia y los LNBs, en la que la segunda etapa de regulación de potencia comprende un regulador lineal. La descripción, los ejemplos y los datos anteriores proporcionan una descripción completa de la fabricación y la utilización de la composición de la invención. Puesto que pueden realizarse muchas realizaciones de la invención sin

25 apartarse del espíritu y el alcance de la invención, la invención reside en las reivindicaciones anexas a continuación y en los equivalentes de las mismas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para proporcionar potencia a amplificadores de bloque de bajo nivel de ruido (LNBs) (128) en un sistema (100) de recepción de señal de satélite, en

5 el que cada uno de una serie de receptores proporciona potencia a cada uno de los LNBs, que comprende:

una serie de primeras etapas de regulación de potencia, acopladas de un modo respectivo a cada receptor de la serie de receptores, caracterizado por que cada

10 una de las primeras etapas de regulación de potencia comprende un regulador de conmutación de potencia (302-308, 402-408) que conecta y desconecta para proporcionar una potencia compensada a los LNBs desde cada receptor de la serie de receptores; y una segunda etapa de regulación de potencia, acoplada comúnmente a la serie de

15 receptores, entre las primeras etapas de regulación de potencia y los LNBs, en donde la segunda etapa de regulación de potencia comprende un regulador lineal (310, 410).
2. El sistema (100) de la reivindicación 1, en el que la primera etapa de

20 regulación de potencia y la segunda etapa de potencia permiten a la serie de receptores (112) distribuir los requisitos de potencia de los LNBs (128).
3. El sistema (100) de la reivindicación 2, en el que el regulador de conmutación de potencia (302-308, 402-408) es un convertidor CC-CC.

25
4. El sistema (100) de la reivindicación 3, en el que la segunda etapa de regulación de potencia proporciona compensación de corriente a la serie de receptores (112).