ES2848354T3

ES2848354T3 - Arquitectura de un dispositivo de amplificación distribuida de banda ancha

Info

Publication number: ES2848354T3
Application number: ES16192738T
Authority: ES
Inventors: Esteban Eva Maria Gonzalez; Philippe Voisin; Aline Briand; Bertrand Onillon; Jean-Philippe Taisant
Original assignee: Centre National dEtudes Spatiales CNES; Thales SA
Current assignee: Centre National dEtudes Spatiales CNES; Thales SA
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2021-08-06
Anticipated expiration: 2036-10-07
Also published as: EP3154192B1; US10027296B2; FR3042358B1; EP3154192A1; FR3042358A1; CA2944754C; CA2944754A1; US20170104463A1

Abstract

Dispositivo de amplificación distribuida, destinado a una carga útil de comunicaciones de un satélite, que comprende un depósito de amplificación distribuida (4; 504) para amplificar una primera pluralidad de un primer número entero p superior o igual a 2 de señales radioeléctricas (de RF) de entrada a amplificar, recibidas por un primer puerto de entrada (6) de terminales de entrada (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22), idénticas entre sí excepto por una fase, en una segunda pluralidad de p señales de RF amplificadas suministradas por un segundo puerto de salida (26) de terminales de salida (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42), asociados respectivamente a los terminales de entrada (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22) del primer puerto de entrada (6) según el mismo orden, incluyendo el depósito de amplificación distribuida (4; 504) - un conjunto de un segundo número entero n, superior a p e inferior o igual a 2p+1, de amplificadores (56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74) dispuestos eléctricamente en paralelo y que forman respectivamente unas vías de amplificación (76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94), mutuamente aisladas electromagnéticamente y ecualizadas y respectivamente numeradas por un índice de línea que varía de 1 al segundo número entero n, estando el conjunto de los n amplificadores (56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74) compuesto por una primera serie de p amplificadores de radiofrecuencia nominales (58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72) y por una segunda serie de n-p amplificadores de reserva (56, 74), - un anillo de redundancia de entrada (48), formado por una primera red matricial (98) de conmutadores giratorios cuadrupolos (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140) y un anillo de redundancia de salida (50), formado por una segunda red matricial (148) de conmutadores giratorios cuadrupolos (152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 166, 168, 170), teniendo los conmutadores giratorios cuadrupolos (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 166, 168, 170) cada uno tres configuraciones posibles de conmutación de conmutador giratorio y estando los anillos de redundancia de entrada y de salida (48, 50) conectados respectivamente entre el primer puerto de entrada (6) y un tercer puerto (96) de terminales de entrada del conjunto (46) de los n amplificadores y entre un cuarto puerto (97) de terminales de salida del conjunto de los n amplificadores y el segundo puerto de salida (26), para implementar una familia de configuraciones de enrutamiento que incluye una configuración de enrutamiento nominal (172) que usa los p amplificadores nominales de la primera serie como amplificadores activos y una o varias configuraciones de enrutamiento de reserva (222, 232, 242, 252, 262), que usan cada una al menos uno de los n-p amplificadores de reserva (56, 74) de entre los p amplificadores activos seleccionados en el conjunto de los n amplificadores (56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72); estando el dispositivo de amplificación distribuida (4) caracterizado porque: - cada configuración de enrutamiento (172, 222, 232, 242, 252, 262) de la familia incluye un conjunto de p trayectos independientes de amplificación distribuida, constando cada trayecto de amplificación individualmente de un terminal de entrada del primer puerto, el terminal de salida del segundo puerto asociado al terminal de entrada del primer puerto, un amplificador activo y su número de línea, unas primeras conexiones pasivas conectadas en serie, que atraviesan al menos tres conmutadores giratorios del anillo de redundancia de entrada (48) y que conectan el terminal de entrada del primer puerto al terminal de entrada del amplificador activo y unas segundas conexiones pasivas conectadas en serie, que atraviesan al menos un conmutador del anillo de redundancia de salida (50) y que conectan el terminal de salida del amplificador activo al terminal de salida del segundo puerto; y - los anillos de redundancia de entrada y de salida (48, 50) usan una o unas tecnologías comprendidas en el conjunto formado por la tecnología coaxial, la tecnología de las guías de onda y que tienen unas condiciones de propagación análogas; y - los anillos de redundancia de entrada y de salida (48, 50) están topológica y geométricamente configurados de modo que las longitudes eléctricas de todos los trayectos de una misma configuración de enrutamiento de la familia son iguales.

Description

DESCRIPCIÓN

Arquitectura de un dispositivo de amplificación distribuida de banda ancha

La presente invención se refiere a un dispositivo de amplificación distribuida de banda ancha para satélite, que funciona en una banda de frecuencias radioeléctricas de microondas.

Las aplicaciones de la invención se refieren a las cargas útiles de telecomunicaciones, en concreto, las que requieren el suministro de una potencia elevada a un solo haz y, más particularmente, las cargas útiles flexibles de telecomunicaciones.

En estas aplicaciones, los operarios que no siempre tienen una visibilidad muy clara sobre la distribución futura del tráfico (y, por lo tanto, de la potencia) sobre las coberturas abordadas tienen necesidad de disponer de una cierta flexibilidad que permita adaptar el satélite durante su vida útil a las necesidades de tráfico resultante de la solicitud y del éxito de servicio sobre diferentes zonas geográficas. Por lo tanto, es importante poder enrutar los canales de forma flexible hacia los haces, es decir, de tal manera que el número total de canales procesados por la carga útil se pueda distribuir hacia los diferentes haces de conformidad con la solicitud de tráfico y esto durante la vida útil del satélite.

Con el fin de asegurar esta flexibilidad, se conoce que se usa una amplificación distribuida en la que todos los amplificadores puestos en paralelo amplifican todos los canales de entrada de la carga útil.

Según esta arquitectura, los canales se combinan antes de amplificación, la amplificación es común a todos los canales y cada amplificador alimenta todas las señales de los haces. Esta arquitectura es compatible con la amplificación de cualquier repartición de frecuencia de los canales.

El artículo de P. Angeletti et al., titulado "Multiport Power Amplifiers for Flexible Satellite Antennas and Payloads", publicado en el Microwave Journal de mayo de 2010, describe el principio general según el que la arquitectura de una carga útil de telecomunicaciones, reconfigurable en tiempo real para distribuir la potencia de radiofrecuencia (RF) disponible en función de la solicitud, se basa en la posibilidad de explotar un depósito o banco de potencia radioeléctrica, formado por un conjunto de amplificadores dispuestos en paralelo y que implementa una amplificación repartida de una o varias señales, estando cada una de las señales amplificada por todos los amplificadores.

El artículo de P. Angeletti describe unos ejemplos de arquitecturas que ilustran este principio general, como el repetidor de comunicaciones móviles multihaces del satélite japonés ETS-VI, los repetidores de comunicaciones móviles de los satélites MTSAT-1 y MTSAT-2 y la carga útil de comunicaciones móviles del satélite Inmarsat-3.

El artículo de Hosoda I. et al., titulado "Ka band high power multiport amplifier (MPA) configured with TWTA for WINDS satellite", IEEE 2007, describe la arquitectura de una carga útil de telecomunicación reconfigurable usando el principio de una amplificación distribuida.

Si el principio de una amplificación distribuida, tal como se ha descrito más arriba, responde al problema de adaptación en tiempo real de la potencia de RF disponible de la carga útil a las exigencias de tráfico, se plantean los problemas de la puesta en paralelo de amplificadores sobre una banda de transmisión total más ancha que las usadas actualmente y la realización de un esquema de redundancia (amplificadores de reserva) compatible con esta solicitación de banda ancha.

En efecto, los sistemas convencionales actuales operan sobre unas bandas relativamente estrechas. Por ejemplo, el amplificador multipuerto MPA (en inglés Multi-Port Amplifier) del satélite WINDS funciona en banda Ka con un 6 % de la banda útil. En estos sistemas convencionales, el ajuste individual de los amplificadores se efectúa típicamente a la frecuencia central de la banda a procesar, lo que limita la corrección sobre toda la banda. Cuando se busca aumentar la banda de paso de transmisión, la dispersión de ganancia y de fase aumenta en los bordes de la banda y excede la dispersión "aceptable" para tener una buena recombinación de la potencia.

Ahora bien, se desea un funcionamiento de un dispositivo de amplificación distribuida sobre unas bandas de transmisión útil más anchas, por ejemplo, una banda útil de 2 GHz a la frecuencia de 11,7 GHz para la banda Ku.

La solicitud de patente WO 2008/017699 A1 describe una solución al problema de más arriba proponiendo una arquitectura en la que un dispositivo de amplificación distribuida amplifica y distribuye de manera flexible una pluralidad de s canales de transmisión de entrada hacia una salida correspondiente a un haz de antena con un rendimiento aceptable del ajuste de amplitud y de fase de los amplificadores sobre una banda ancha de frecuencias.

El dispositivo de amplificación distribuida propuesto incluye unos medios de combinación de las bandas de frecuencias que comprenden s entradas para recibir los s canales de transmisión y q salidas para suministrar respectivamente los s canales de transmisión agrupados dentro de q bandas de frecuencias, unos medios de amplificación de potencia que constan de p amplificadores activos, dispuestos en paralelo para la amplificación distribuida de los canales y unos medios de ajuste de la ganancia y de la fase asociados a los p amplificadores de potencia sobre las q bandas de frecuencias.

No obstante, incluso si esta arquitectura permite una alineación de ganancia y fase entre amplificadores sobre una banda ancha de frecuencia ancha y, de este modo, el uso de amplificadores puestos en paralelo en unas aplicaciones multicanales de cargas útiles flexibles, la distribución de los canales de transmisión según las q bandas de frecuencias y el uso de p amplificadores activos induce la necesidad de usar q*p desplazadores de fase/ atenuadores, lo que conduce a una solución más compleja, por el hecho del uso de desplazadores de fase y atenuadores controlables.

Por lo demás, la arquitectura propuesta describe unos ajustes efectuados corriente arriba del conjunto de ocho amplificadores considerados a priori como unos amplificadores nominales y, por lo tanto, los ajustes de una única configuración de enrutamiento nominal. El documento WO 2008/017699 A1 no describe la toma en cuenta para los ajustes de los medios de ajuste de ganancia y fase de los efectos inducidos por unas reconfiguraciones del enrutamiento que implementan unas configuraciones de reserva que hacen intervenir uno o varios amplificadores de reserva.

Los efectos inducidos por un paso sobre los amplificadores de reserva están causados, en concreto, por la introducción de disparidades de longitudes eléctricas entre los trayectos de amplificación activa creados durante la reconfiguración por unos anillos de redundancia de entrada y de salida y estos efectos llegan a aumentar la dispersión de ganancia y fase de las vías de amplificación activas, tanto más en cuanto que la anchura de la banda total útil de transmisión aumenta. Los documentos EP2763314A1 y DANESHMAND M ET AL, "RF MEMS Satellite Switch Matrices", IEEE MICROWAVE MAGAZINE, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, EE.UU., vol. 12, n.° 5, 1 de agosto de 2011 (2011-08-01), páginas 92-109, describen un ejemplo de dispositivo de amplificación distribuida redundante.

De este modo, para todas las arquitecturas de los dispositivos de amplificación distribuidos redundantes conocidos a día de hoy, cuando se busca extender la banda útil de transmisión para alcanzar una banda ancha de uso del depósito respetando una dispersión de ganancia y fase aceptable de las vías de amplificación activas de una misma configuración, una ecualización de amplitud y de fase de dichas vías o trayectos de amplificación del depósito por unos medios de ajuste de ganancia y fase convencionales sobre el conjunto de las configuraciones de funcionamiento nominal y de reserva del depósito no permite una extensión de banda ancha de este tipo.

Un primer problema técnico es proponer una arquitectura de un dispositivo de amplificación distribuida redundante que disminuya sobre una banda ancha la dispersión de ganancia y fase de las vías de amplificación activas de una misma configuración.

Un segundo problema técnico, conectado al primer problema, es proponer un dispositivo de amplificación distribuida redundante que permita, con un rendimiento suficiente en términos de dispersión aceptable, ecualizar de amplitud y de fase sobre una banda ancha los trayectos internos de amplificación activos de todas las configuraciones de funcionamiento del dispositivo.

Para ello, la invención tiene como objeto un dispositivo de amplificación distribuida según la reivindicación 1, destinado a una carga útil de comunicaciones de un satélite, que comprende un depósito de amplificación distribuida para amplificar una primera pluralidad de un primer número entero p superior o igual a 2 de señales radioeléctricas (de RF) de entrada a amplificar, recibidas por un primer puerto de entrada de terminales de entrada, idénticas entre sí excepto por una fase y desplazadas de fase entre sí según una ley de fase predeterminada, en una segunda pluralidad de p señales de Rf amplificadas suministradas por un segundo puerto de salida de terminales de salida, asociados respectivamente a los terminales de entrada del primer puerto según el mismo orden, incluyendo el depósito de amplificación distribuida:

.- un conjunto de un segundo número entero n, superior a p e inferior o igual a 2p+1, de amplificadores dispuestos eléctricamente en paralelo y que forman respectivamente unas vías internas de amplificación, mutuamente aisladas electromagnéticamente y ecualizadas, respectivamente numeradas por un índice de línea que varía de 1 al segundo número entero n, estando el conjunto de los n amplificadores compuesto por una primera serie de p amplificadores de radiofrecuencia nominales y por una segunda serie de n-p amplificadores de reserva, .- un anillo de redundancia de entrada, formado por una primera red de conmutadores giratorios cuadrupolos y un anillo de redundancia de salida, formado por una segunda red de conmutadores giratorios cuadrupolos, estando los anillos de redundancia de entrada y de salida conectados respectivamente entre el primer puerto de entrada y un tercer puerto de terminales de entrada del conjunto de los n amplificadores y entre un cuarto puerto de terminales de salida del conjunto de los n amplificadores y el segundo puerto de salida, para implementar una familia de configuraciones de enrutamiento que incluye una configuración de enrutamiento nominal que usa los p amplificadores nominales de la primera serie como amplificadores activos y una o varias configuraciones de enrutamiento de reserva que usan cada una al menos uno de los n-p amplificadores de reserva de entre los p amplificadores activos seleccionados en el conjunto de los n amplificadores; estando el dispositivo de amplificación distribuida caracterizado porque:

.- los anillos de redundancia de entrada y de salida usan unas condiciones de propagación análogas; y

.- los anillos de redundancia de entrada y de salida están topológica y geométricamente configurados de modo que cada configuración de enrutamiento de la familia incluye un conjunto de p trayectos independientes de amplificación distribuida, constando cada trayecto de amplificación individualmente de un terminal de entrada del primer puerto, el terminal de salida del segundo puerto asociado al terminal de entrada del primero, un amplificador activo y su número de línea, unas primeras conexiones pasivas conectadas en serie y que atraviesan al menos tres conmutadores giratorios del anillo de redundancia de entrada y que conectan el terminal de entrada del primer puerto al terminal de entrada del amplificador activo y unas segundas conexiones pasivas conectadas en serie y que atraviesan al menos un conmutador del anillo de redundancia de salida y que conectan el terminal de salida del amplificador activo al terminal de salida del segundo puerto; y las longitudes eléctricas de todos los trayectos de una misma configuración de enrutamiento de la familia son iguales.

Según unos modos particulares de realización, el dispositivo de amplificación distribuida comprende una o varias de las siguientes características:

.- los anillos de redundancia de entrada y de salida están topológica y geométricamente configurados y la familia de las configuraciones de enrutamiento se elige de modo que las longitudes eléctricas de todos los trayectos de toda la familia son iguales;

.- durante una reconfiguración de una primera configuración de enrutamiento de la familia en una segunda configuración de enrutamiento de la familia, las diferencias de longitudes eléctricas procedentes de la reconfiguración del anillo de entrada se compensan por la reconfiguración del anillo de redundancia de salida para cada trayecto de amplificación distribuida modificado;

.- la misma tecnología es compartida por los anillos de redundancia de entrada y de salida y está comprendida en el conjunto formado por la tecnología coaxial, la tecnología de las guías de onda;

.- independientemente de todos los trayectos de todas las configuraciones de enrutamiento de la familia del depósito, los conmutadores giratorios de un mismo trayecto de amplificación están atravesados globalmente de la misma forma en términos del número de conmutadores giratorios atravesados por un mismo trayecto y de la distribución digital de las configuraciones de conmutación de los conmutadores giratorios activadas en este trayecto;

.- la familia de las configuraciones de enrutamiento incluye una configuración de enrutamiento nominal que usa los p amplificadores nominales de la primera serie como amplificadores activos y una o varias configuraciones de enrutamiento de reserva que usan cada una al menos uno de los n-p amplificadores de reserva de entre los p amplificadores activos seleccionados en el conjunto de los n amplificadores; estando la o las configuraciones de enrutamiento de reserva determinadas para retener una capacidad máxima de amplificación del depósito en todos los casos de averías de no más de p amplificadores de entre el conjunto de los n amplificadores cuando p es inferior o igual a n y de no más de p+1 amplificadores de entre el conjunto de los n amplificadores cuando n es igual a 2p+1.

.- la primera red de los conmutadores interconectados del anillo de redundancia de entrada está dispuesta según una primera matriz cuyos elementos son los conmutadores giratorios cuadrupolos de entrada y forman unos primeros nodos ordenados según al menos dos columnas y n líneas, correspondiendo las líneas a las líneas de las vías internas de amplificación, estando p primeros nodos de extremo corriente arriba de una primera columna de extremo corriente arriba conectados a los terminales de entrada del primer puerto y estando p+r primeros nodos de extremo corriente abajo de una primera columna de extremo corriente abajo conectados respectivamente uno a una a los terminales de entrada de los p+r amplificadores; y la segunda red de los conmutadores interconectados del anillo de redundancia de salida está dispuesta según una segunda matriz cuyos elementos son los conmutadores giratorios de salida y forman unos segundos nodos ordenados según al menos una columna y n líneas, correspondiendo las n líneas a las líneas de las vías internas de amplificación con la misma numeración, estando p segundos nodos nominales de extremo corriente abajo de una segunda columna de extremo corriente abajo conectados a los terminales de salida del segundo puerto y estando p+r segundos nodos de extremo corriente arriba de una segunda columna de extremo corriente arriba conectados corriente arriba respectivamente a los terminales de salida de los amplificadores según una misma fila i, cuando la segunda matriz incluye al menos dos segundas columnas; o p segundos nodos de extremo corriente abajo y corriente arriba de una única segunda columna de extremo conectados corriente abajo a los terminales de salida del segundo puerto y conectados corriente arriba respectivamente a los terminales de salida de los amplificadores nominales según una misma fila i y r segundos nodos restantes de extremo corriente arriba conectados corriente arriba respectivamente a los terminales de salida de los amplificadores cuando la segunda matriz incluye una única segunda columna;

.- al menos un conmutador de entre los conmutadores de la primera columna de extremo corriente arriba y de la segunda columna de extremo corriente arriba está sustituido por una conexión de misma longitud eléctrica; .- la primera matriz incluye dos o tres columnas y la segunda matriz incluye una única columna;

.- el depósito de amplificación distribuida incluye unos medios de ajuste de amplitud y fase, dispuestos corriente arriba y/o corriente abajo de cada amplificador entre los anillos de redundancia de entrada y de salida, preferentemente corriente arriba cuando los amplificadores son unos amplificadores de potencia y preferentemente corriente abajo cuando los amplificadores son unos amplificadores de escaso ruido; y los medios de ajuste de amplitud y fase están configurados para equilibrar todos los trayectos internos de amplificación distribuida de las configuraciones de funcionamiento previstas del depósito en una banda ancha de frecuencias;

.- los medios de ajuste de amplitud y fase de cada trayecto interno de amplificación distribuida comprenden un atenuador de amplitud, un primer desplazador de fase y un segundo desplazador de fase, siendo el primer desplazador de fase un desplazador de fase del tipo "longitud eléctrica" comprendido en el conjunto formado por los "trimmers de fase" y siendo el segundo desplazador de fase un desplazador de fase con desplazamiento de fase constante sobre toda la banda ancha de frecuencias; y los atenuadores de amplitud, los primeros desplazadores de fase y los segundos desplazadores de fase están configurados respectivamente para equilibrar las ganancias de los amplificadores sobre la banda ancha de frecuencia, acercar las variaciones de fase en función de la frecuencia sobre una banda ancha de frecuencia de todos los trayectos internos de amplificación distribuida de las configuraciones de funcionamiento previstas del depósito, compensar las dispersiones de los cambios de fases constantes introducidos por los amplificadores activos de todos los trayectos internos de amplificación distribuida de las configuraciones de funcionamiento previstas del depósito;

.- los amplificadores del depósito son unos amplificadores de potencia comprendidos en el conjunto formado por los amplificadores que usan unos tubos de ondas progresivas (TWTA) y los amplificadores de estado sólido (SSPA) y el dispositivo de amplificación distribuida es un amplificador de potencia multipuerto que incluye, además, una red de distribución equitativa de la potencia de entrada sobre los terminales de entrada del puerto de entrada; y una red de distribución de la potencia de salida;

.- la red distribuidora de potencia de entrada es una red de entrada de formación de haz y la red de distribución de potencia de salida es una red de formación de salida;

.- los amplificadores del depósito de amplificación distribuida son unos amplificadores de estado sólido de escaso ruido y la etapa de recepción de una antena activa de recepción;

.- el dispositivo de amplificación descrito más arriba comprende, además, unos medios de combinación de bandas de frecuencias que incluyen n entradas para recibir n canales de transmisión y q salidas para suministrar respectivamente unos canales agrupados dentro de q bandas de frecuencias en q señales de bandas de frecuencias; y un conjunto de divisores para dividir de potencia las q señales de bandas sobre las p entradas del puerto de entrada del depósito de amplificación; y unos medios de ajuste de la ganancia y de fase correspondientes a los p amplificadores sobre las q bandas de frecuencia;

.- los medios de ajuste de la ganancia y de la fase incluyen p veces q desplazadores de fase y atenuadores dispuestos dentro del conjunto de divisores.

La invención se comprenderá mejor a la lectura de la descripción de varias formas de realización que va a seguir, dada únicamente a título de ejemplo y hecha haciendo referencia a los dibujos, en los que:

.- La figura 1 es una vista de una arquitectura de un primer modo de realización de dispositivo de amplificación distribuida según la invención en una configuración de enrutamiento nominal de un depósito de amplificación; .- Las figuras 2A, 2B, 2C son unas vistas de las configuraciones posibles de un conmutador giratorio cuadrupolo de un anillo de redundancia del dispositivo de amplificación distribuida de la figura 1;

.- La figura 3 es una vista de una primera configuración de enrutamiento de reserva del dispositivo de amplificación distribuida de la figura 1 correspondiente a una avería única del amplificador de fila 2;

.- La figura 4 es una vista de una segunda configuración de enrutamiento de reserva del dispositivo de amplificación distribuida de la figura 1 correspondiente a una avería única del amplificador de fila 9;

.- La figura 5 es una vista de una tercera configuración de enrutamiento de reserva del dispositivo de amplificación distribuida de la figura 1 correspondiente a una avería única del amplificador de fila 6;

.- La figura 6 es una vista de una cuarta configuración de enrutamiento de reserva del dispositivo de amplificación distribuida de la figura 1 correspondiente a una avería doble, la del amplificador de fila 2 y la del amplificador de fila 9;

.- La figura 7 es una vista de una quinta configuración de enrutamiento de reserva del dispositivo de amplificación distribuida de la figura 1 correspondiente a una avería doble, la del amplificador de fila 6 y la del amplificador de fila 9;

.- La figura 8 es una representación matricial de los anillos de redundancia de entrada y de salida del primer modo de realización de dispositivo de amplificación distribuida según la invención de la figura 1;

.- La figura 9 es una representación matricial de los anillos de redundancia de entrada y de salida de un segundo modo de realización de un dispositivo de amplificación distribuida de 5 amplificadores de dos entradas y dos salidas de depósito con una redundancia de 3 amplificadores de reserva para dos amplificadores nominales (p igual a 2 y r igual a 3);

.- La figura 10 es una representación matricial de los anillos de redundancia de entrada y de salida de un tercer modo de realización de un dispositivo de amplificación distribuida de 7 amplificadores de tres entradas y tres salidas de depósito con una redundancia de cuatro amplificadores de reserva para tres amplificadores nominales (p igual a 3 y r igual a 4);

.- La figura 11 es una representación matricial de los anillos de redundancia de entrada y de salida de un cuarto modo de realización de un dispositivo de amplificación distribuida de 4 amplificadores de tres entradas y tres salidas de depósito con una redundancia de cuatro amplificadores de reserva para tres amplificadores nominales (p igual a 3 y r igual a 1)

.- La figura 12 es una vista de un quinto modo de realización de dispositivo de amplificación distribuida según la invención, derivado del primer modo de realización de las figuras 1 a 8;

.- La figura 13 es una vista de un sexto modo de realización de dispositivo de amplificación distribuida según la invención, derivado del primer modo de realización de las figuras 1 a 8 con unos medios de equilibrado o de ecualización de ganancia y fase de los trayectos de amplificación distribuida;

.- La figura 14 es una vista de los medios de ajuste de una vía interna de amplificación distribuida del quinto modo de realización de la figura 12;

.- Las figuras 15A, 15B, 15C y 15D son unas vistas de las dispersiones de ganancia y fase de los trayectos de amplificación distribuida de un dispositivo de amplificación distribuida convencional sobre ocho amplificadores activos (p=8) con dos amplificadores de reserva (n-p=2) correspondientes respectivamente a un primer caso de dispositivo desprovisto de ecualización de las longitudes eléctricas de los trayectos de enrutamiento y desprovisto de medios de ajuste de ganancia y fase, un segundo caso de dispositivo desprovisto de ecualización de las longitudes eléctricas de los trayectos de enrutamiento y provisto de medios de ajuste de ganancia y fase sobre una frecuencia predeterminada, un tercer caso de dispositivo con ecualización de las longitudes eléctricas de los trayectos de enrutamiento dentro de una misma configuración y provisto de medios de ajuste de ganancia y fase sobre una frecuencia predeterminada y un cuarto caso de dispositivo con ecualización de las longitudes eléctricas de los trayectos de enrutamiento de una misma configuración y provisto de medios de ajuste de ganancia y fase sobre una banda de frecuencias;

.- La figura 16 es una vista de un séptimo modo de realización de dispositivo de amplificación distribuida según la invención, derivado del primer modo de realización de las figuras 1 a 8 con unos medios de agrupación de canales de comunicación en unas bandas de frecuencia corriente arriba del depósito de amplificación distribuida:

.- La figura 17 es una vista de una carga útil de telecomunicación, reconfigurable en tiempo real en función del tráfico en los haces, que usa un dispositivo de amplificación distribuida que forma un amplificador de potencia multipuerto (MPA).

Según la figura 1 y un primer modo de realización, un dispositivo de amplificación distribuida 2, destinado a una carga útil de comunicaciones de un satélite no representada en la figura 1, comprende un depósito de amplificación de radiofrecuencia RF distribuida 4 para amplificar una primera pluralidad de un primer número entero p de señales de radiofrecuencia de entrada, recibidas por un primer puerto de entrada 6 de terminales de entrada 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, idénticas entre sí excepto por una fase y desplazadas de fase entre sí según una ley de fase predeterminada, en una segunda pluralidad de p señales de r F amplificadas proporcionadas por un segundo puerto de salida 26 de terminales de salida 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40 y 42.

El depósito de amplificación distribuida 4 incluye un conjunto 46 de un segundo número entero n de amplificadores conectados entre un anillo de redundancia de entrada o corriente arriba 48 y un anillo de redundancia de salida o corriente abajo 50, siendo el sentido de corriente arriba hacia corriente abajo el sentido de recorrido de una señal amplificada distribuida desde un terminal de entrada del puerto de entrada hacia un terminal de salida a través de un amplificador. El segundo número entero n amplificadores es de manera general superior o igual a 3 y se supone, en el presente documento, a título de ejemplo, igual a 10.

Los n amplificadores del conjunto 46, en el presente documento, en número de diez, designados respectivamente por 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 y 74, están dispuestos eléctricamente en paralelo y definen o forman respectivamente unas vías internas o líneas de amplificación 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92 y 94, mutuamente aisladas electromagnéticamente y numeradas respectivamente por un índice de línea i que varía de 1 al segundo número entero n de arriba hacia abajo de la figura 1.

El conjunto 46 de los diez amplificadores 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 y 74 está compuesto por una primera serie de p amplificadores de radiofrecuencia nominales, formada, en el presente documento, por los ocho amplificadores 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 y por una segunda serie de n-p amplificadores de reserva, formada, en el presente documento, por los dos amplificadores 56, 74.

Los ocho amplificadores 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 de la primera serie están previstos para funcionar en una configuración nominal del depósito.

Los dos amplificadores 56, 74 de la segunda serie están previstos para funcionar en unas configuraciones de reserva del depósito 4 en caso de avería de no más de dos amplificadores del conjunto de los amplificadores 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 y 74, rodeando las vías internas de amplificación 76, 94 asociadas respectivamente a los dos amplificadores de reserva 56, 74, en el presente documento, en su totalidad las vías internas de amplificación 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, asociadas respectivamente a los ocho amplificadores nominales 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72.

Los anillos de redundancia de entrada y de salida 48, 50 están conectados respectivamente entre el primer puerto de entrada 6 y un tercer puerto 96 de terminales de entrada del conjunto de los amplificadores 46 y entre un cuarto puerto 97 de terminales de salida del conjunto de los amplificadores 46 y el segundo puerto de salida 26.

Cada vía interna de amplificación 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92 y 94, definida respectivamente por su amplificador asociado 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 y 74, es la línea de amplificación comprendida entre el terminal de entrada de dicho amplificador asociado, elemento del tercer puerto 96 y el terminal de salida de dicho amplificador asociado, elemento del cuarto puerto 97.

El anillo de redundancia de entrada 48 está formado por una primera red 98 de conmutadores giratorios cuadrupolos, en el presente documento, veinte conmutadores giratorios 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140.

El anillo de redundancia de salida 50 está formado por una segunda red 148 de conmutadores giratorios cuadrupolos, en el presente documento, diez conmutadores giratorios 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 166, 168, 170.

Los anillos de redundancia de entrada y de salida 48, 50 están conectados respectivamente entre el primer puerto de entrada 6 y el tercer puerto 96 de terminales de entrada del conjunto 46 de los diez amplificadores y entre el cuarto puerto 97 de terminales salida del conjunto 46 de los diez amplificadores y el segundo puerto de salida 26, para implementar una familia de configuraciones de enrutamiento que incluye una configuración de enrutamiento nominal, ilustrada en la figura 1, que usa los ocho amplificadores nominales de la primera serie como amplificadores activos y una o varias configuraciones de enrutamiento de reserva que usan cada una al menos uno de los dos amplificadores de reserva de entre los ocho amplificadores activos seleccionados en el conjunto de los diez amplificadores y que se describen, por ejemplo, en las figuras 3 a 7.

Los anillos de redundancia de entrada 48 y de salida 50 están topológica y geométricamente configurados de modo que cada configuración de enrutamiento de la familia incluye un conjunto de ocho trayectos independientes de amplificación distribuida, constando cada trayecto de amplificación individualmente de un terminal de entrada del primer puerto 6, el terminal de salida del segundo puerto 26 asociado al terminal de entrada del primero, un amplificador activo y su número de línea, unas primeras conexiones pasivas conectadas en serie y que atraviesan al menos tres conmutadores giratorios cuadrupolos del anillo de redundancia de entrada y que conectan el terminal de entrada del primer puerto al terminal de entrada del amplificador activo y unas segundas conexiones pasivas conectadas en serie y que atraviesan al menos un conmutador cuadrupolo del anillo de redundancia de salida y que conectan el terminal de salida del amplificador activo al terminal de salida del segundo puerto y las longitudes eléctricas de todos los trayectos de una misma configuración de enrutamiento de la familia son iguales.

El número total de conmutadores giratorios cuadrupolos atravesados por cada trayecto es superior o igual a 5.

Según la figura 1, el depósito de amplificación distribuida 4 está configurado en la configuración de enrutamiento nominal, definida por p (p=8) trayectos, en el presente documento, los ocho trayectos 182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 196, 198, representados en trazos de puntos de arriba a abajo en la figura 1.

El primer trayecto 182 parte del terminal de entrada 8 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 106, 102, 104, 108, el amplificador nominal 58, el conmutador de salida 154 y alcanza el terminal de salida 28 del segundo puerto.

El segundo trayecto 184 parte del terminal de entrada 10 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 110, 106, 108, 112, el amplificador nominal 60, el conmutador de salida 156 y alcanza el terminal de salida 30 del segundo puerto 26.

El tercer trayecto 186 parte del terminal de entrada 12 del primer puerto, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 114, 110, 112, 116, el amplificador nominal 62, el conmutador de salida 158 y alcanza el terminal de salida 32 del segundo puerto 26.

El cuarto trayecto 188 parte del terminal de entrada 14 del primer puerto, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 118, 114, 116, 120, el amplificador nominal 64, el conmutador de salida 160 y alcanza el terminal de salida 34 del segundo puerto.

El quinto trayecto 190 parte del terminal de entrada 16 del primer puerto, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 122, 126, 128, 124, el amplificador nominal 66, el conmutador de salida 162 y alcanza el terminal de salida 36 del segundo puerto.

El sexto trayecto 192 parte del terminal de entrada 18 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 126, 130, 132, 128, el amplificador nominal 68, el conmutador de salida 164 y alcanza el terminal de salida 38 del segundo puerto 26.

El séptimo trayecto 194 parte del terminal de entrada 20 del primer puerto, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 130, 134, 136, 132, el amplificador nominal 70, el conmutador de salida 166 y alcanza el terminal de salida 40 del segundo puerto 26.

El octavo trayecto 196 parte del terminal de entrada 22 del primer puerto, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 134, 138, 140, 136, el amplificador nominal 72, el conmutador de salida 168 y alcanza el terminal de salida 42 del segundo puerto.

Cabe señalar que cuando dos trayectos diferentes de una misma configuración atraviesan un mismo conmutador giratorio cuadrupolo, los dos trayectos internos de conmutación seleccionados del conmutador giratorio conectan dos pares de polos diferentes, están separados y electromagnéticamente aislados. Los anillos de redundancia de entrada y de salida comparten una misma tecnología. La misma tecnología compartida por los anillos de redundancia de entrada y de salida 48, 50 está comprendida en el conjunto formado por la tecnología coaxial, la tecnología de las guías de onda.

Esto permite evitar, por ejemplo, el problema de la ecualización de banda ancha de los trayectos de enrutamiento realizados por la asociación de un anillo de entrada de tecnología coaxial y de un anillo de salida de guía. En efecto, no teniendo las longitudes eléctricas de guía una isolongitud eléctrica equivalente de tecnología coaxial en una banda continua de frecuencia (no se puede ecualizar una longitud eléctrica de guía con una longitud eléctrica coaxial más que a una sola frecuencia), el uso de una misma tecnología de enrutamiento sobre los dos anillos permite resolver este problema. En las aplicaciones de potencia donde es necesario el uso de un anillo de salida de guías, esto implicará usar la misma tecnología de guías de ondas para el anillo de entrada, mientras que las exigencias de potencia fomentan el uso de una tecnología más ligera y menos voluminosa.

De este modo, en el caso donde los amplificadores son unos tubos de ondas progresivas TWT (en inglés "Travelling Waves Tubes") y la sección de salida es de guía, el anillo de redundancia de entrada también se vuelve de guía.

De manera general, los anillos de redundancia de entrada y de salida usan unas tecnologías, eventualmente diferentes, que implementan unas condiciones de propagación análogas. Cuando las tecnologías usadas por los anillos de redundancia de entrada y de salida son diferentes e implementan unas condiciones de propagación análogas, esto significa que los conmutadores usados por dichos anillos presentan unas funciones de transferencia similares o unas respuestas en la banda idéntica excepto por un factor de amplificación uniforme.

Según las figuras 2A, 2B, 2C se ilustran tres configuraciones de conmutación de un conmutador giratorio cuadrupolo genérico 202, usadas durante la implementación por los anillos de redundancia 48, 50 de las configuraciones de enrutamiento previstas del depósito de amplificación. El conmutador giratorio cuadrupolo genérico 202, denominado, a veces, en la literatura "conmutador T", incluye cuatro polos o terminales de conexión fijos 204, 206, 208, 210, denominados respectivamente en la continuación, primer polo, segundo polo, tercer polo y cuarto polo.

Según una primera configuración de conmutación del conmutador giratorio 202 representado en la figura 2A y que sigue al envío de un primer control de configuración interna al conmutador 202, el primer polo 204 y el tercer polo 208 están interconectados por una primera conexión interna pasiva conductora 212, mientras que los segundo y cuarto polos están aislados eléctricamente dentro del conmutador estando desprovistos de cualquier conexión a una conexión conductora interna.

Según una segunda configuración de conmutación del conmutador giratorio 202 representada en la figura 2B y que sigue al envío de un segundo control de configuración interna al conmutador giratorio 202, el primer polo 204 y el cuarto polo 210 están interconectados por una segunda conexión interna pasiva conductora 214, mientras que los segundo y tercer polos están interconectados por una tercera conexión interna pasiva conductora 216.

Según una tercera configuración de conmutación del conmutador giratorio 202 representada en la figura 2C y que sigue al envío de un tercer control de configuración interna al conmutador giratorio 202, el primer polo 204 y el tercer polo 206 están interconectados por una cuarta conexión interna pasiva conductora 218, mientras que los tercer y cuarto polos están interconectados por una quinta conexión interna pasiva conductora 220.

Este conjunto de configuraciones del conmutador giratorio se puede usar para unos esquemas de redundancia fría y/o caliente de los amplificadores.

Cabe señalar que existe una variante de la primera configuración de conmutación del conmutador giratorio representado en la figura 2A en caso de un esquema de redundancia fría de los amplificadores en la que la ausencia de conexión entre el segundo polo y el cuarto polo está sustituida por una conexión eléctrica separada y electromagnéticamente aislada de primera conexión eléctrica 212.

Los anillos de redundancia de entrada y de salida están topológica y geométricamente configurados y la configuración nominal se elige para que las longitudes eléctricas de todos los trayectos de esta configuración de enrutamiento nominal sean iguales.

La longitud eléctrica de un trayecto se define, en el presente documento, como la diferencia de las fases acumulativas en la entrada y en la salida de una porción de línea de transmisión, comprendida entre el terminal de entrada y el terminal de salida del trayecto, representativa de la serie de las conexiones pasivas comprendidas entre estos dos terminales, atravesada por una señal radioeléctrica a una frecuencia predeterminada comprendida en la banda útil de transmisión, por ejemplo, a la frecuencia central. El efecto del amplificador activo no se toma en cuenta en calidad de componente activo, suponiéndose que todos los amplificadores del depósito sean idénticos o estén ecualizados de amplitud y de fase.

Independientemente de todos los trayectos de la configuración nominal elegida, los conmutadores giratorios de un mismo trayecto están atravesados globalmente de la misma forma en términos del número de conmutadores giratorios atravesados por un mismo trayecto y de la distribución digital de las configuraciones de conmutación de los conmutadores giratorios activadas en este trayecto.

En efecto, para cada trayecto 182, 184, 186, 188, 190, 92, 194, 196, el número de conmutadores giratorios es igual a 5 y las configuraciones de conmutación de los conmutadores se distribuyen a razón de una primera configuración, dos segundas, dos terceras configuraciones de conmutadores giratorios.

Según la figura 3, una primera configuración de enrutamiento de reserva 222 del dispositivo de amplificación distribuida 2 de la figura 1 remedia una avería única del amplificador 58 de fila 2.

Los trayectos de la primera configuración de enrutamiento de reserva son idénticos a los de la configuración nominal 172 con la excepción del primer trayecto nominal 182 que está sustituido por un primer trayecto de reserva 224 propio de la primera configuración de reserva 222.

El primer trayecto de reserva 224 parte del terminal de entrada 8 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 106, 102, 104, el amplificador de reserva 58, los conmutadores de salida 152, 154 y alcanza el terminal de salida 28 del segundo puerto 26.

Las longitudes eléctricas de todos los trayectos de esta primera configuración de enrutamiento de reserva 222 son iguales entre sí. Incluso son iguales a la longitud eléctrica de los trayectos de la configuración nominal 172.

Asimismo, independientemente de todos los trayectos de la primera configuración de reserva elegida 222, los conmutadores giratorios de un mismo trayecto están atravesados globalmente de la misma forma en términos del número de conmutadores giratorios atravesados por un mismo trayecto, en el presente documento, cinco conmutadores y de la distribución digital de las configuraciones de conmutación de los conmutadores giratorios activadas en el trayecto que, en el presente documento, sigue siendo la de una primera configuración (figura 2A), dos segundas (figuras 2B), dos terceras configuraciones (figuras 2C) de un conmutador giratorio genérico 202.

Según la figura 4, una segunda configuración de enrutamiento de reserva 232 del dispositivo de amplificación distribuida 2 de la figura 1 remedia una avería única del amplificador nominal 72 de fila 9.

Los trayectos de la segunda configuración de enrutamiento de reserva 232 son idénticos a los de la configuración de enrutamiento nominal 172 con la excepción del octavo trayecto nominal 196 que está sustituido por un octavo trayecto de reserva 234 propio de la segunda configuración de reserva 232.

El octavo trayecto de reserva 234 parte del terminal de entrada 22 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 134, 138, 140, el amplificador 74, los conmutadores de salida 170, 168 y alcanza el terminal de salida 42 del segundo puerto 26.

Las longitudes eléctricas de todos los trayectos de esta segunda configuración de enrutamiento de reserva 232 son iguales entre sí e incluso iguales a la longitud eléctrica común de los trayectos de la configuración nominal 172.

Asimismo, independientemente de todos los trayectos de la segunda configuración de reserva elegida 232, los conmutadores giratorios de un mismo trayecto están atravesados globalmente de la misma forma en términos del número de conmutadores giratorios atravesados por un mismo trayecto, en el presente documento, cinco conmutadores y de la distribución digital de las configuraciones de conmutación de los conmutadores giratorios activadas en este trayecto que, en el presente documento, sigue siendo a semejanza de la configuración de enrutamiento nominal 172 del depósito 2 la de una primera configuración, dos segundas, dos terceras configuraciones de un conmutador giratorio genérico 202.

Según la figura 5, una tercera configuración de enrutamiento de reserva 242 del dispositivo de amplificación distribuida de la figura 1 remedia una avería única del amplificador nominal 66 de fila 6.

Los trayectos de la tercera configuración de enrutamiento de reserva 242 son idénticos a los de la configuración de enrutamiento nominal 172 con la excepción de los quinto, sexto, séptimo, octavo trayectos nominales 190,192, 194, 196 que están sustituidos respectivamente por los quinto, sexto, séptimo, octavo trayectos de reserva 244, 246, 248, 250 propios de la tercera configuración de reserva 242.

El quinto trayecto de reserva 244 parte del terminal de entrada 16 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 122, 126, 128, el amplificador nominal 68, los conmutadores de salida 164, 162 y alcanza el terminal de salida 36 del segundo puerto 26.

El sexto trayecto de reserva 246 parte del terminal de entrada 18 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 126, 130, 132, el amplificador nominal 70, los conmutadores de salida 166, 164 y alcanza el terminal de salida 38 del segundo puerto 26.

El séptimo trayecto de reserva 248 parte del terminal de entrada 20 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 130, 134, 136, el amplificador nominal 72, los conmutadores de salida 168, 166 y alcanza el terminal de salida 40 del segundo puerto 26.

El octavo trayecto de reserva 248 parte del terminal de entrada 22 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 134, 138, 140, el amplificador de reserva 74 los conmutadores la salida 170, 168 y alcanza el terminal de salida 42 del segundo puerto 26.

Las longitudes eléctricas de todos los trayectos de esta tercera configuración de enrutamiento 242 son iguales entre sí e incluso iguales a la longitud eléctrica común de los trayectos de la configuración nominal 172.

Asimismo, independientemente de todos los trayectos de la tercera configuración de reserva elegida 242, los conmutadores giratorios de un mismo trayecto están atravesados globalmente de la misma forma en términos del número de conmutadores giratorios atravesados por un mismo trayecto, en el presente documento, cinco conmutadores y de la distribución digital de las configuraciones de conmutación de los conmutadores giratorios activadas en este trayecto que, en el presente documento, sigue siendo la de una primera configuración, dos segundas, dos terceras configuraciones de un conmutador giratorio genérico 202.

Según la figura 6, una cuarta configuración de enrutamiento de reserva 252 del dispositivo de amplificación distribuida de la figura 1 remedia una avería doble, la del amplificador nominal 58 de fila 2 y la del amplificador nominal 72 de fila 9.

Los trayectos de la cuarta configuración de enrutamiento de reserva 252 son idénticos a los de la configuración de enrutamiento nominal 172 con la excepción de los primer y octavo trayectos nominales 182, 196 que están sustituidos respectivamente por los primer y octavo trayectos de reserva 254 y 256, propios de la cuarta configuración de reserva 252.

El primer trayecto de reserva 254 parte del terminal de entrada 8 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 106, 102, 104, el amplificador de reserva 56, los conmutadores de salida 152, 154 y alcanza el terminal de salida 28 del segundo puerto 26.

El octavo trayecto de reserva 256 parte del terminal de entrada 22 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 134, 138, 140, el amplificador de reserva 74, los conmutadores de salida 170, 168 y alcanza el terminal de salida 42 del segundo puerto 26.

Las longitudes eléctricas de todos los trayectos de esta cuarta configuración de enrutamiento de reserva 252 son iguales entre sí e incluso iguales a la longitud eléctrica común de los trayectos de la configuración nominal 172.

Asimismo, independientemente de todos los trayectos de la quinta configuración de enrutamiento de reserva elegida 252, los conmutadores giratorios de un mismo trayecto están atravesados globalmente de la misma forma en términos del número de conmutadores giratorios atravesados por un mismo trayecto, en el presente documento, cinco conmutadores y de la distribución digital de las configuraciones de conmutación de los conmutadores giratorios activadas en este trayecto que, en el presente documento, sigue siendo la de una primera configuración, dos segundas, dos terceras configuraciones de un conmutador giratorio genérico 202.

Según la figura 7, una quinta configuración de enrutamiento de reserva 262 del dispositivo de amplificación distribuida de la figura 1 remedia una avería doble, la del amplificador nominal 66 de fila 6 y la del amplificador nominal 72 de fila 9.

Los trayectos de la quinta configuración de enrutamiento de reserva 262 son idénticos a los de la configuración de enrutamiento nominal 172 con la excepción de los primer, segundo, tercer, cuarto, quinto y octavo trayectos nominales 182, 184, 186, 188, 190, 196 que están sustituidos respectivamente por los primer, segundo, tercer, cuarto, quinto y octavo trayectos de reserva 264, 266, 268, 270, 272 y 274 propios de la quinta configuración de reserva 262.

El primer trayecto de reserva 264 parte del terminal de entrada 8 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 106, 102, 104, el amplificador de reserva 56, los conmutadores de salida 152, 154 y alcanza el terminal de salida 28 del segundo puerto 26.

El segundo trayecto de reserva 266 parte del terminal de entrada 10 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 110, 106, 108, el amplificador 58, los conmutadores de salida 154, 156 y alcanza el terminal de salida 30 del segundo puerto 26.

El tercer trayecto de reserva 268 parte del terminal de entrada 12 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 114, 110, 112, el amplificador nominal 60, los conmutadores de salida 156, 158 y alcanza el terminal de salida 32 del segundo puerto 26.

El cuarto trayecto de reserva 270 parte del terminal de entrada 14 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 118, 114, 116, el amplificador nominal 62, los conmutadores de salida 158, 160 y alcanza el terminal de salida 34 del segundo puerto 26.

El quinto trayecto de reserva 272 parte del terminal de entrada 16 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 122, 118, 120, el amplificador nominal 64, los conmutadores de salida 160, 162 y alcanza el terminal de salida 36 del segundo puerto 26.

El octavo trayecto de reserva 274 parte del terminal de entrada 22 del primer puerto 6, luego, atraviesa sucesivamente los conmutadores de entrada 134, 138, 140, el amplificador de reserva 74, los conmutadores de salida 170, 168 y alcanza el terminal de salida 42 del segundo puerto 26.

Las longitudes eléctricas de todos los trayectos de esta quinta configuración de enrutamiento de reserva 262 son iguales entre sí e incluso iguales a la longitud eléctrica común de los trayectos de la configuración nominal 192.

Según la arquitectura del depósito de amplificación distribuida común a la descrita en las figuras 1 a 7, existe, de este modo, en el caso de una o dos averías de cualesquiera amplificadores tomados de entre los diez amplificadores del depósito 2 un enrutamiento, implementado por los anillos de redundancia, que permite una amplificación distribuida sobre ocho amplificadores activos y para la que las longitudes eléctricas de los trayectos de amplificación son iguales. Esta arquitectura permite, incluso, disponer de una familia de enrutamiento que permite usar el depósito a plena potencia con no más de dos averías sobre uno o dos cualesquiera amplificadores del depósito y la preservación de una misma longitud de los trayectos de amplificación independiente de las configuraciones de enrutamiento de la familia de las configuraciones de enrutamiento elegidas.

Los anillos de redundancia de entrada y de salida 48, 50, usados en el primer modo de realización del dispositivo de amplificación distribuida 2, están configurados para compensar de manera complementaria las variaciones de longitud eléctrica de los trayectos de amplificación activa modificados durante una reconfiguración de enrutamiento del depósito cubriendo un conjunto de configuraciones de enrutamiento elegidas, descritas parcialmente en las figuras 1 a 7, que garantizan que todos los trayectos nominales y de redundancia tienen unas longitudes eléctricas iguales, sea la que sea la frecuencia dentro de una misma configuración o de todas las configuraciones de enrutamiento elegidas.

De manera general, un dispositivo de amplificación distribuida, destinado a una carga útil de comunicaciones de un satélite, comprende un depósito de amplificación distribuida para amplificar una primera pluralidad de un primer número entero p superior o igual a 2 de señales radioeléctricas de RF de entrada a amplificar, recibidas por un primer puerto de entrada de terminales de entrada, idénticas entre sí excepto por una fase y desplazadas de fase entre sí según una ley de fase predeterminada, en una segunda pluralidad de p señales de RF amplificadas suministradas por un segundo puerto de salida de terminales de salida, asociados respectivamente a los terminales de entrada del primer puerto según el mismo orden. El depósito de amplificación distribuida incluye, además:

.- un conjunto de un segundo número entero n, superior a p e inferior o igual a 2p+1, de amplificadores dispuestos eléctricamente en paralelo y que definen respectivamente unas vías internas de amplificación, mutuamente aisladas electromagnéticamente y ecualizados y respectivamente numeradas por un índice de línea que varía de 1 al segundo número entero n, estando el conjunto de los n amplificadores compuesto por una primera serie de p amplificadores de radiofrecuencia nominales y por una segunda serie de n-p amplificadores de reserva y .- un anillo de redundancia de entrada, formado por una primera red de conmutadores giratorios cuadrupolos y un anillo de redundancia de salida, formado por una segunda red de conmutadores giratorios cuadrupolos, estando los anillos de redundancia de entrada y de salida conectados respectivamente entre el primer puerto de entrada y un tercer puerto de terminales de entrada del conjunto de los n amplificadores y entre un cuarto puerto de terminales de salida del conjunto de los n amplificadores y el segundo puerto de salida, para implementar una familia de configuraciones de enrutamiento que incluye una configuración de enrutamiento nominal que usa los p amplificadores nominales de la primera serie como amplificadores activos y una o varias configuraciones de enrutamiento de reserva, que usan cada una al menos uno de los n-p amplificadores de reserva de entre los p amplificadores activos seleccionados en el conjunto de los n amplificadores.

Los anillos de redundancia de entrada y de salida comparten la misma tecnología.

Las vías internas de amplificación asociadas a los n-p amplificadores de reserva rodean en su totalidad o encierran de manera entrelazada las vías internas de amplificación asociadas a los p amplificadores nominales.

Los anillos de redundancia de entrada y de salida están topológica y geométricamente configurados de modo que cada configuración de enrutamiento de la familia incluye un conjunto de p trayectos independientes de amplificación distribuida, constando cada trayecto de amplificación individualmente de un terminal de entrada del primer puerto, el terminal de salida del segundo puerto asociado al terminal de entrada del primero, un amplificador activo y su número de línea, unas primeras conexiones pasivas conectadas en serie y que atraviesan al menos tres conmutadores giratorios del anillo de redundancia de entrada y que conectan el terminal de entrada del primer puerto al terminal de entrada del amplificador activo y unas segundas conexiones pasivas conectadas en serie y que atraviesan al menos un conmutador del anillo de redundancia de salida y que conectan el terminal de salida del amplificador activo al terminal de salida del segundo puerto y las longitudes eléctricas de todos los trayectos de una misma configuración de enrutamiento de la segunda familia son iguales.

Cada trayecto de amplificación atraviesa un número total de conmutadores giratorios superior o igual a cinco.

Los anillos de redundancia de entrada y de salida están topológica y geométricamente configurados y la familia de las configuraciones de enrutamiento se elige de modo que las longitudes eléctricas de todos los trayectos de una misma configuración de enrutamiento de la familia son iguales.

De manera particular, los anillos de redundancia de entrada y de salida están topológica y geométricamente configurados y la familia de las configuraciones de enrutamiento se elige de modo que las longitudes eléctricas de todos los trayectos de toda la familia son iguales.

Según la figura 8, se ilustra una representación matricial 302 de los anillos de redundancia de entrada y de salida 48, 50 del primer modo de realización de dispositivo de amplificación distribuida según la invención de la figura 1.

La primera red de los conmutadores interconectados del anillo de redundancia de entrada 48 está dispuesta según una primera matriz 304 cuyos elementos son los conmutadores giratorios cuadrupolos de entrada y forman unos primeros nodos 306, 308, ordenados, en el presente documento, según dos columnas 310, 312 y diez líneas, correspondiendo las diez líneas a las líneas de las vías internas de amplificación 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94 de la figura 1.

Ocho primeros nodos nominales de extremo corriente arriba, tomados de entre los primeros nodos 306 de la primera columna 310 que forman una primera columna de extremo corriente arriba, están conectados a los terminales de entrada 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 del primer puerto 6 y numerados según un índice de línea i1 que varía de 2 a 9.

Los diez primeros nodos 308 de la segunda columna 312 que forman una primera columna de extremo corriente abajo, tomados como primeros nodos de extremo corriente abajo, están conectados respectivamente uno a una a los terminales de entrada de los diez amplificadores y están numerados según el índice de línea i1 que varía de 1 a 10.

La segunda red de los conmutadores interconectados del anillo de redundancia de salida 50 está dispuesta según una segunda matriz 314 cuyos elementos son los conmutadores giratorios cuadrupolos de salida y forman unos segundos nodos 318, ordenados según una única columna de salida 320 de diez líneas, correspondiendo las diez líneas a las líneas de las vías internas de amplificación con la misma numeración según el índice de línea que varía de 1 a 10.

Ocho segundos nodos nominales de extremo corriente abajo, tomados de entre los segundos nodos 318 de la columna de salida 320 que forman una segunda columna de extremo corriente abajo, están conectados corriente abajo a los terminales de salida 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42 del segundo puerto 50 y están numerados por el índice i1 de líneas que varía de 2 a 9.

Los diez segundos nodos 318 de la columna de salida 320, que forman una columna de extremo corriente arriba, están conectados corriente arriba a los terminales de salida de los amplificadores.

Esta representación se puede generalizar, por ejemplo, según las figuras 9 y 10, a unos dispositivos de amplificación distribuida que tienen unos valores de n y p diferentes y cuyo número de columnas del anillo de redundancia de entrada es superior o igual a 3 y/o el número de columnas del anillo de redundancia de la salida es superior o igual a 2.

De manera general, la primera red de los conmutadores interconectados del anillo de redundancia de entrada está dispuesta según una primera matriz cuyos elementos son los conmutadores giratorios cuadrupolos de entrada y forman unos primeros nodos ordenados según al menos dos columnas y n líneas, correspondiendo las líneas a las líneas de las vías internas de amplificación.

p primeros nodos de extremo corriente arriba de una primera columna de extremo corriente arriba están conectados a los terminales de entrada del primer puerto y n primeros nodos de extremo corriente abajo de una primera columna de extremo corriente abajo están conectados respectivamente uno a una a los terminales de entrada de los n amplificadores.

La segunda red de los conmutadores interconectados del anillo de redundancia de salida está dispuesta según una segunda matriz cuyos elementos son los conmutadores giratorios de salida y forman unos segundos nodos ordenados según al menos una columna y n líneas, correspondiendo las n líneas a las líneas de las vías internas de amplificación con la misma numeración.

Cuando la segunda matriz incluye al menos dos segundas columnas, los segundos nodos nominales de extremo corriente abajo de una segunda columna de extremo corriente abajo están conectados a los terminales de salida del segundo puerto y n segundos nodos de extremo corriente arriba de una segunda columna de extremo corriente arriba están conectados corriente arriba respectivamente a los terminales de salida de los amplificadores según una misma fila de línea i.

Cuando la segunda matriz incluye una única segunda columna, p segundos nodos de extremo corriente abajo y corriente arriba de una única segunda columna de extremo están conectados corriente abajo a los terminales de salida del segundo puerto y conectados corriente arriba respectivamente a los terminales de salida de los amplificadores nominales según una misma fila i y r segundo nodos restantes de extremo corriente arriba están conectados corriente arriba respectivamente a los terminales de salida de los amplificadores.

Se pueden proponer y representar diferentes configuraciones de anillos de redundancia según la representación matricial de más arriba en función del esquema de redundancia que se desea para el dispositivo, como, por ejemplo, los esquemas 11: 8; 12: 8; y 6: 4.

Según la figura 9, se ilustra una representación matricial 332 de los anillos de redundancia de entrada y de salida 334, 336 de un segundo modo de realización de un dispositivo de amplificación distribuida 338 de redundancia 5: 2.

El dispositivo de amplificación distribuida 338 consta de un depósito de amplificación distribuida 340 que incluye un conjunto de cinco amplificadores 342 de los cuales tres amplificadores de reserva, dos terminales de entrada 344, 346 de primer puerto y dos terminales de salida 348, 350 de segundo puerto.

Una primera matriz 352 de representación del anillo de redundancia de entrada 334 es una matriz de primeros nodos 354 de cinco líneas, identificadas por un índice de línea i1 que varía de 1 a 5 de arriba a abajo en la figura 9 y tres columnas, identificadas por un índice de columna j1 que varía de 1 a 3.

Los primeros nodos de extremo corriente arriba de las segunda (i1=2) y cuarta (i1=4) líneas están conectadas respectivamente a un terminal de entrada único y diferente 344, 346. Los primeros nodos de extremo corriente abajo de las segunda (i1=2) y cuarta (i1=4) líneas están conectadas respectivamente al terminal de entrada de un amplificador nominal único y diferente.

Una segunda matriz 362 de representación del anillo de redundancia de salida es una matriz de segundos nodos 364 de cinco líneas, identificadas por un índice de línea i2 que varía de 1 a 5 de arriba a abajo en la figura 9 y una única columna, identificadas por un índice de columna j2 igual a 1.

Los segundos nodos de extremo de las segunda (i2=2) y cuarta (i2=4) líneas están conectadas respectivamente corriente abajo a un terminal de salida único y diferente 348, 350. Los segundos nodos de extremo de las segunda (i2=2) y cuarta (i2=4) líneas están conectadas respectivamente al terminal de salida del amplificador nominal que tiene el mismo índice de líneas.

La arquitectura propuesta en el segundo modo de realización 338 permite disponer de configuraciones de enrutamiento equilibradas sobre toda la banda de frecuencias y sobre todos los trayectos en todos los escenarios de averías posibles que van de una avería única a una avería triple.

Según las figuras 9 y 10, la segunda serie de los n-p amplificadores de reserva está formada por al menos tres amplificadores de reserva y las vías internas de amplificación asociadas respectivamente a los amplificadores de reserva rodean de manera entrelazada las vías internas de amplificación asociadas respectivamente a los amplificadores nominales.

Según la figura 10, se ilustra una representación matricial 382 de los anillos de redundancia de entrada y de salida 384, 386 de un tercer modo de realización de un dispositivo de amplificación distribuida 388 de redundancia 7: 3.

El dispositivo de amplificación distribuida 388 consta del depósito de amplificación distribuida 390 que incluye un conjunto de siete amplificadores 392 de los cuales cuatro amplificadores de reserva (.R.), tres terminales de entrada 394, 396, 398 de primer puerto y tres terminales de salida 400, 402, 404 de segundo puerto.

Una primera matriz 412 de representación del anillo de redundancia de entrada es una matriz de primeros nodos 414 de siete líneas, identificadas por un índice de línea i1 que varía de 1 a 7 de arriba a abajo en la figura 10 y tres columnas, identificadas por un índice de columna j1 que varía de 1 a 3.

Los primeros nodos de extremo corriente arriba de las segunda (i1=2), cuarta (i1=4) y sexta (i1=6) líneas están conectadas respectivamente a un terminal de entrada único y diferente 394, 396, 398. Los primeros nodos de extremo corriente abajo de las segundas (i1=2), cuarta (i1=4), sexta (i1=6) líneas están conectados respectivamente al terminal de entrada de un amplificador nominal único y diferente (N).

Una segunda matriz 422 de representación del anillo de redundancia de salida 386 es una matriz de segundos nodos 424 de siete líneas, identificadas por un índice de línea i2 que varía de 1 a 7 de arriba a abajo en la figura 10 y de dos columnas, identificadas por un índice de columna j2 que varía de 1 a 2 de izquierda a derecha en la figura 10.

Los segundos nodos de extremo corriente abajo de la segunda columna de extremo corriente abajo (segunda columna del anillo de redundancia de salida más a la derecha en la figura 10) de las segunda (i2=2), cuarta (i2=4), sexta (ii2 =6) líneas están conectadas respectivamente corriente abajo a un terminal de salida único y diferente 400, 402, 404. Los segundos nodos de extremo de las segunda (i2=2), cuarta (i2=4), sexta (i2=6) líneas de la segunda columna de extremo corriente arriba (primera columna del anillo de redundancia de salida más a la izquierda en la figura 10) están conectadas respectivamente al terminal de salida del amplificador nominal que tiene el mismo índice de línea.

La arquitectura propuesta en el tercer modo de realización 388 permite disponer de configuraciones de enrutamiento equilibradas sobre toda la banda de frecuencias y sobre todos los trayectos en todos los escenarios de averías posibles que van de una avería única a una avería cuádruple.

Cabe señalar que incluso si la invención se puede aplicar a cualquier número total de amplificadores que forman el depósito y de cualquier relación de redundancia (n/(n-p)), un aumento del número n-p demasiado fuerte conduce, ciertamente, a corregir una multiplicidad de averías, pero con un número de conmutadores cada vez más elevado y una complejidad, una masa, incluso unas pérdidas radioeléctricas inadmisibles.

Cuando n es igual a 2p+1, el inflado del número de columnas de los anillos de redundancia tiene lugar como lo muestran las figuras 9 y 10.

En cambio, cuando n es inferior o igual a 2p, cesa el inflado del número de columnas y se preferirán unas arquitecturas del depósito que usan dos o tres columnas para el anillo de redundancia de entrada y una única columna para el anillo de salida.

Según la figura 11, se ilustra una representación matricial 432 de los anillos de redundancia de entrada y de salida 434, 436 de un cuarto modo de realización de un dispositivo de amplificación distribuida 438 de redundancia 4: 3.

El dispositivo de amplificación distribuida 438 consta del depósito de amplificación distribuida 440 que incluye un conjunto de cuatro amplificadores 442 de los cuales un amplificador de reserva (R), tres terminales de entrada 444, 445, 446 de primer puerto y tres terminales de salida 447, 448, 449 de segundo puerto.

Una primera matriz 450 de representación del anillo de redundancia de entrada es una matriz unicolumna de primeros nodos de cuatro líneas, identificados por un índice de línea i1 que varía de 1 a 4 de arriba a abajo en la figura 11.

Los primeros nodos de las primera (i1=1), segunda (i1=2), tercera (i1=3) líneas están conectados respectivamente corriente arriba a un terminal de entrada de primer puerto único y diferente, no estando el primer nodo de la cuarta línea (i1=4) conectado directamente a ningún terminal de entrada del primer puerto.

Los primeros nodos de las primera (i1=1), segunda (i1=2), tercera (i1=3) líneas están conectados respectivamente corriente abajo al terminal de entrada de un amplificador nominal único y diferente (N).

Una segunda matriz de representación 451 del anillo de redundancia de salida es una matriz unicolumna de segundos nodos de cuatro líneas, identificados por un índice de línea i2 que varía de 1 a 4 de arriba a abajo en la figura 11.

Los segundos nodos de las segunda (i2=2), tercera (i2=3), cuarta (i2=4) líneas están conectados respectivamente corriente abajo a un terminal de salida del segundo puerto, no estando el segundo nodo de la primera línea (i2=1) conectado directamente a ningún terminal de salida del segundo puerto. Los segundos nodos de las segunda (i2=2), tercera (i2=3) líneas están conectadas respectivamente al terminal de salida del amplificador nominal que tiene el mismo índice de línea, mientras que el segundo nodo de la cuarta (i2=4) línea está conectada a la salida del amplificador de reserva.

Esta configuración se puede generalizar a cualquier número p de amplificadores para suministrar un dispositivo de amplificación distribuida de redundancia p+1: p.

Según la figura 12, un quinto modo de realización de un dispositivo de amplificación distribuida 452 se deriva del dispositivo de amplificación distribuida 2 de las figuras 1, 2 a 7 y se diferencia de ello porque los cuatro conmutadores de "esquina" 102, 152, 138, 140 están sustituidos por unas conexiones eléctricas pasivas 454, 456, 458, 460 que tienen respectivamente la misma longitud eléctrica que la del conmutador correspondiente.

De este modo, la conexión pasiva 454 y la conexión pasiva 458 tienen respectivamente la longitud eléctrica de la conexión que interconecta el cuarto polo y el tercer polo y la longitud eléctrica de la conexión que interconecta el primer polo y el segundo polo de un conmutador giratorio cuadrupolo genérico 202 cuando se encuentra en la tercera configuración de conmutación descrita en la figura 2C.

Al tratarse de conexión pasiva 456 y la conexión pasiva 460, tienen respectivamente la longitud eléctrica de la conexión que interconecta el primer polo y el cuarto polo y la longitud eléctrica de la conexión que interconecta el segundo y el tercer polo de un conmutador giratorio cuadrupolo genérico 202 cuando se encuentra en la segunda configuración de conmutación descrita en la figura 2B.

De manera general, al menos un conmutador de entre los conmutadores de la primera columna de extremo corriente arriba del anillo de redundancia de entrada y los conmutadores de la segunda columna de extremo corriente arriba del anillo de redundancia de salida está sustituido por una conexión de misma longitud eléctrica.

Según la figura 13, un sexto modo de realización de un dispositivo de amplificación distribuida 502 se deriva del dispositivo de amplificación distribuida 2 de las figuras 1,2 a 7 y se diferencia de ello por el depósito de amplificación distribuida 504.

El depósito de amplificación distribuida 504 posee la misma estructura que la del depósito de amplificación distribuida 4 de la figura 1 y se diferencia de ello por la adición de medios de ajuste de amplitud y fase 512, 514, 516, 518, 520, 522, 524, 526, 528, 530 sobre una banda ancha, dispuestos respectivamente corriente arriba de los amplificadores de potencia 56, 58, 6062, 64, 66, 68, 70, 72, I74 y corriente abajo del anillo de redundancia de entrada 48 sobre las vías de amplificación interna 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92 y 94.

De manera general, medios de ajuste de amplitud y fase están dispuestos corriente arriba y/o corriente abajo de cada amplificador entre los anillos de redundancia de entrada y de salida, preferentemente corriente arriba cuando los amplificadores son unos amplificadores de potencia y preferentemente corriente abajo cuando los amplificadores son unos amplificadores de escaso ruido.

Según la figura 13, los medios de ajuste de amplitud y fase 512, 514, 516, 518, 520, 522, 524, 526, 528, 530 están configurados para equilibrar todos los trayectos internos de amplificación distribuida de las configuraciones de funcionamiento previstas del depósito en una banda ancha de frecuencias haciendo constar ahí las disparidades de propagación sobre toda la banda de los amplificadores que no están, en el presente documento, a priori equilibrados entre sí.

Según las figuras 13 y 14, los medios de ajuste de amplitud y fase de cada trayecto interno de amplificación distribuida, por ejemplo, los medios de ajuste de amplitud y fase 512, comprenden de manera genérica un atenuador de amplitud 542, un primer desplazador de fase 552 y un segundo desplazador de fase 562, siendo cada uno de estos tres elementos ajustable por separado.

El primer desplazador de fase 552 es un desplazador de fase del tipo "longitud eléctrica" comprendido en el conjunto formado por los "trimmers de fase" para los que el desplazamiento de fase varía en función de la frecuencia. En general, estos son unos desplazadores de fase mecánicos que se usan ampliamente en las tecnologías coaxiales o de guías de ondas.

El segundo desplazador de fase 562 es un desplazador de fase del tipo "constante" es de desplazamiento de fase constante sobre toda la banda ancha de frecuencias comprendido en los diodos para unos usos de baja potencia y las ferritas para unos usos de alta potencia.

Los ajustes del primer desplazador de fase 552 y/o del segundo desplazador de fase 562 pueden fijarse de una vez por todas o ser reconfigurables por control remoto.

Según la figura 14 y de manera general, los atenuadores de amplitud 542, los primeros desplazadores de fase 552 y los segundos desplazadores de fase 562 de los medios de ajuste de amplitud y fase 512, 514, 516, 518, 520, 522, 524, 526, 528, 530 están configurados respectivamente a través de sus ajustes para equilibrar las ganancias de los amplificadores sobre la banda ancha de frecuencias, acercar las variaciones de fase en función de la frecuencia sobre una banda ancha de frecuencias de todos los trayectos internos de amplificación distribuida, comprendidos ahí los amplificadores, de las configuraciones de funcionamiento previstas del depósito y compensar las dispersiones de los cambios de fases constantes introducidos por los amplificadores activos en todos los trayectos internos de amplificación distribuida de las configuraciones de funcionamiento previstas del depósito.

Cabe señalar que la asociación de un primer desplazador de fase y de un segundo desplazador de fase sobre cada una de las vías internas es necesaria para equilibrar las vías internas en las bandas anchas de frecuencias.

Según la figura 15A, se ilustran en función de la frecuencia sobre una banda ancha fijada Bt, las dispersiones de ganancia y fase de los trayectos de amplificación distribuida de un dispositivo de amplificación distribuida convencional sobre ocho amplificadores activos, es decir, p igual a 8, con dos amplificadores de reserva, es decir, n-p igual a 2.

El dispositivo de amplificación distribuida convencional usa una arquitectura convencional de anillos de redundancia de entrada y de salida, es decir, desprovista de compensación en términos de longitud eléctrica entre el anillo de entrada y el anillo de salida sobre los trayectos de amplificación de una configuración del enrutamiento dentro del depósito y desprovisto de medios de ajuste de ganancia y fase sobre una frecuencia predeterminada.

La dispersión máxima aceptable de ganancia y/o fase en la banda entre los trayectos usados en cada frecuencia está fijada y designada por DAmáx y la banda de transmisión útil máxima de frecuencias para la que la dispersión de ganancia y/o fase para cada frecuencia en la banda es inferior o igual a Da se anota Bu1.

Aparece que la banda de transmisión útil máxima Bu1 correspondiente a una arquitectura convencional de dispositivo redundante desprovisto de compensación dentro de anillos complementaria y de medios de ajuste a una frecuencia predeterminada es más pequeña estrecha que la banda ancha Bt que se desea obtener.

Según la figura 15B, se ilustran en función de la frecuencia sobre una banda ancha fijada Bt, las dispersiones de ganancia y fase sobre una banda ancha de los trayectos de amplificación distribuida de un dispositivo de amplificación distribuida convencional en el que las respuestas de amplificación de los trayectos de amplificación se han ecualizado solamente con la ayuda de medios de ajuste de ganancia y fase sobre una frecuencia predeterminada.

La dispersión máxima aceptable de ganancia y/o fase entre los trayectos usados en cada frecuencia está fijada en el mismo valor DAmáx que el de la figura 15A y la banda de transmisión útil máxima de frecuencias para la que la dispersión de ganancia y/o fase es inferior o igual a DAmáx se anota Bu2.

A pesar de un ensanchamiento de la banda Bu2 con respecto a la banda Bu1 debido al uso de medios de ajuste de ganancia y fase sobre una frecuencia predeterminada, la banda Bu2 es, no obstante, más estrecha que la banda ancha Bt que se desea obtener.

Según la figura 15C, se ilustran en función de la frecuencia sobre una banda ancha fijada Bt, las dispersiones de ganancia y/o fase sobre una banda ancha de los trayectos de amplificación distribuida de un dispositivo de amplificación distribuida según la invención de la figura 1 en el que existe una compensación en términos de longitud eléctrica entre el anillo de entrada y el anillo de salida sobre los trayectos de amplificación modificados dentro de cada configuración del enrutamiento dentro del depósito y existen unos medios de ajuste de ganancia y fase de banda ancha para cada trayecto de amplificación.

La dispersión aceptable de ganancia y/o fase entre los trayectos usados en cada frecuencia está fijada en el mismo valor DAmáx que el de la figura 15A y la banda de transmisión útil máxima de frecuencias para la que la dispersión de ganancia y/o fase es inferior o igual a DAmáx se anota Bu3.

Aparece que la banda Bu3 es tan ancha como la banda ancha Bt y, de este modo, el primer modo de realización del dispositivo de amplificación distribuida es compatible con un funcionamiento de banda ancha tal como se busca.

Según la figura 15D, se ilustran en función de la frecuencia sobre una banda ancha mayor que la banda ancha Bt, las dispersiones de ganancia y fase sobre toda la banda de los trayectos de amplificación distribuida de un dispositivo de amplificación distribuida según el cuarto modo realización de la figura 12 en el que, como suplemento de la compensación interna de los anillos de redundancia entrada y salida, se realiza una ecualización suplementaria de las respuestas de amplificación de los trayectos de enrutamiento por unos medios de ajuste de ganancia y fase sobre una banda de frecuencias.

La dispersión aceptable de ganancia y/o fase entre los trayectos usados en cada frecuencia en la banda está fijada en el mismo valor DAmáx que el de la figura 15A y la banda de transmisión útil máxima de frecuencias para la que la dispersión de ganancia y/o fase es inferior o igual a DAmáx se anota Bu4.

Aparece que la banda Bu4 es más ancha que la banda ancha Bu3 y, de este modo, que el cuarto modo de realización del dispositivo de amplificación distribuida es compatible con un funcionamiento de banda ancha tal como se busca e, incluso, mejora el obtenido con el primer modo de realización.

De este modo, las arquitecturas de los diversos modos de realización de la invención ilustrados en las figuras 1, 3 a 13 permiten un funcionamiento compatible con una banda ancha usada. En concreto, los diversos modos de realización permitirán cubrir toda la banda Ku, es decir, una banda ancha de 2 GHz con una frecuencia central sustancialmente igual a 11,7 GHz y ofrecer una flexibilidad total del plan de frecuencia asignado a las coberturas que usan la amplificación distribuida.

Según la figura 16 y un séptimo modo de realización de un dispositivo de amplificación distribuida 602 según la invención, derivado del primer modo de realización 2 de las figuras 1 a 7 y del dispositivo de amplificación distribuida con combinación de señales sobre cuatro bandas de frecuencia, descrito en la solicitud de patente WO 2008/017699 A1, el dispositivo de amplificación distribuida 602 comprende el depósito de amplificación distribuida 4 de la figura 1 y unos medios de agrupación de canales de comunicación 604 en unas bandas de frecuencia, estando dichos medios de agrupación 604 dispuestos corriente arriba del depósito de amplificación distribuida 4.

Los medios de combinación de bandas de frecuencias incluyen s entradas 606 para recibir s canales de comunicaciones y q salidas 608 para suministrar respectivamente unos canales agrupados dentro de q bandas de frecuencias en q señales de bandas de frecuencias. En el presente documento, q se toma, por ejemplo, igual a cuatro y los s canales de comunicación están agrupados dentro de cuatro bandas de frecuencias adyacentes, designadas por B1, B2, B3, B4 y que forman yuxtapuestas una banda ancha de frecuencias, en cuatro señales de bandas de frecuencias.

El dispositivo de amplificación distribuida 602 comprende, igualmente, un conjunto de divisores 612 para dividir de potencia las q señales de bandas (q=4) sobre las p entradas (p=8) del puerto de entrada 6 del depósito de amplificación distribuida 4 y unos medios de ajuste de la ganancia y de fase 614 correspondientes a los p (p=8) amplificadores sobre las q (q=4) bandas de frecuencia y unos medios de suma 616 sobre una banda ancha de las p*q señales, divididas de bandas y de potencias, en señales de banda ancha de potencia dividida.

Los medios de ajuste de la ganancia y de la fase 614 incluyen p veces q desplazadores de fase y atenuadores dispuestos dentro del conjunto de divisores son, en el presente documento, unos medios de ajuste de tipo de banda ancha, como los descritos en la figura 14.

Como variante, los medios de ajuste de la ganancia y de la fase son unos medios de ajuste sobre una sola frecuencia por banda de frecuencia.

Según la figura 17, una carga útil de telecomunicación 702, reconfigurable en tiempo real en función del tráfico en los haces, usa un dispositivo de amplificación distribuida 712 que forma un amplificador de potencia multipuerto (MPA).

El dispositivo de amplificación distribuida 712 que forma MPA incluye el depósito de amplificación distribuida 504, descrito en la figura 12, con la característica suplementaria de que los amplificadores del depósito 504 son unos amplificadores de potencia comprendidos en el conjunto formado por los amplificadores que usan unos tubos de ondas progresivas (TWTA) y los amplificadores de estado sólido (SSPA).

El dispositivo de amplificación distribuida 712 que forma MPA comprende, además, una red de división 714 de las potencias de entrada de las señales suministradas por un conjunto de focos o haces de recepción sobre los terminales de entrada 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 del puerto de entrada 6 y una red de combinación 716 de las potencias de salida distribuidas, igualmente, sobre las señales proporcionadas en los terminales de salida 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42 del puerto de salida 26 del depósito 504 en unas señales de potencia de entrada distribuida sobre un conjunto de foco de emisión en función de la solicitud de tráfico.

En una variante, los amplificadores del depósito de amplificación distribuida son unos amplificadores de estado sólido de escaso ruido y el dispositivo de amplificación distribuida forma la etapa de recepción de una antena activa de recepción.

De manera general, los amplificadores de un depósito tal como se ha descrito más arriba en las figuras 1 a 13 son unos amplificadores de potencia comprendidos en el conjunto formado por los amplificadores que usan unos tubos de ondas progresivas (TWTA) y los amplificadores de estado sólido (SSPA).

De manera particular, al menos un amplificador del depósito puede ser un conjunto de al menos dos tubos de ondas progresivas (TWTA) asociados en paralelo o de al menos dos amplificadores de estado sólido (SSPA) asociados en paralelo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de amplificación distribuida, destinado a una carga útil de comunicaciones de un satélite, que comprende un depósito de amplificación distribuida (4; 504) para amplificar una primera pluralidad de un primer número entero p superior o igual a 2 de señales radioeléctricas (de RF) de entrada a amplificar, recibidas por un primer puerto de entrada (6) de terminales de entrada (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22), idénticas entre sí excepto por una fase, en una segunda pluralidad de p señales de RF amplificadas suministradas por un segundo puerto de salida (26) de terminales de salida (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42), asociados respectivamente a los terminales de entrada (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22) del primer puerto de entrada (6) según el mismo orden,

incluyendo el depósito de amplificación distribuida (4; 504)

.- un conjunto de un segundo número entero n, superior a p e inferior o igual a 2p+1, de amplificadores (56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74) dispuestos eléctricamente en paralelo y que forman respectivamente unas vías de amplificación (76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94), mutuamente aisladas electromagnéticamente y ecualizadas y respectivamente numeradas por un índice de línea que varía de 1 al segundo número entero n, estando el conjunto de los n amplificadores (56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74) compuesto por una primera serie de p amplificadores de radiofrecuencia nominales (58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72) y por una segunda serie de n-p amplificadores de reserva (56, 74),

.- un anillo de redundancia de entrada (48), formado por una primera red matricial (98) de conmutadores giratorios cuadrupolos (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140) y un anillo de redundancia de salida (50), formado por una segunda red matricial (148) de conmutadores giratorios cuadrupolos (152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 166, 168, 170),

teniendo los conmutadores giratorios cuadrupolos (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 166, 168, 170) cada uno tres configuraciones posibles de conmutación de conmutador giratorio y

estando los anillos de redundancia de entrada y de salida (48, 50) conectados respectivamente entre el primer puerto de entrada (6) y un tercer puerto (96) de terminales de entrada del conjunto (46) de los n amplificadores y entre un cuarto puerto (97) de terminales de salida del conjunto de los n amplificadores y el segundo puerto de salida (26), para implementar una familia de configuraciones de enrutamiento que incluye una configuración de enrutamiento nominal (172) que usa los p amplificadores nominales de la primera serie como amplificadores activos y

una o varias configuraciones de enrutamiento de reserva (222, 232, 242, 252, 262), que usan cada una al menos uno de los n-p amplificadores de reserva (56, 74) de entre los p amplificadores activos seleccionados en el conjunto de los n amplificadores (56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72);

estando el dispositivo de amplificación distribuida (4) caracterizado porque:

.- cada configuración de enrutamiento (172, 222, 232, 242, 252, 262) de la familia incluye un conjunto de p trayectos independientes de amplificación distribuida, constando cada trayecto de amplificación individualmente de un terminal de entrada del primer puerto, el terminal de salida del segundo puerto asociado al terminal de entrada del primer puerto, un amplificador activo y su número de línea, unas primeras conexiones pasivas conectadas en serie, que atraviesan al menos tres conmutadores giratorios del anillo de redundancia de entrada (48) y que conectan el terminal de entrada del primer puerto al terminal de entrada del amplificador activo y unas segundas conexiones pasivas conectadas en serie, que atraviesan al menos un conmutador del anillo de redundancia de salida (50) y que conectan el terminal de salida del amplificador activo al terminal de salida del segundo puerto; y

.- los anillos de redundancia de entrada y de salida (48, 50) usan una o unas tecnologías comprendidas en el conjunto formado por la tecnología coaxial, la tecnología de las guías de onda y que tienen unas condiciones de propagación análogas; y

. los anillos de redundancia de entrada y de salida (48, 50) están topológica y geométricamente configurados de modo que las longitudes eléctricas de todos los trayectos de una misma configuración de enrutamiento de la familia son iguales.

2. Dispositivo de amplificación distribuida según la reivindicación 1, en el que los anillos de redundancia de entrada y de salida (48, 50) están topológica y geométricamente configurados y la familia de las configuraciones de enrutamiento (172, 222, 232, 242, 252, 262) se elige de modo que las longitudes eléctricas de todos los trayectos de toda la familia son iguales.

3. Dispositivo de amplificación distribuida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que durante una reconfiguración de una primera configuración de enrutamiento de la familia (172) en una segunda configuración de enrutamiento (222, 232, 242, 252, 262) de la familia, las diferencias de longitudes eléctricas procedentes de la reconfiguración del anillo de entrada (48) se compensan por la reconfiguración del anillo de redundancia de salida (50) para cada trayecto de amplificación distribuida modificado.

4. Dispositivo de amplificación distribuida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la misma tecnología es compartida por los anillos de redundancia de entrada y de salida (48, 50) y está comprendida en el conjunto formado por la tecnología coaxial, la tecnología de las guías de onda.

5. Dispositivo de amplificación distribuida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que independientemente de todos los trayectos de todas las configuraciones de enrutamiento de la familia del depósito (4), el número de conmutadores giratorios atravesados por cada trayecto es el mismo y la distribución digital de las configuraciones de conmutación de los conmutadores giratorios activadas en cada trayecto es la misma.

6. Dispositivo de amplificación distribuida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que

la familia de las configuraciones de enrutamiento incluye una configuración de enrutamiento nominal que usa los p amplificadores nominales de la primera serie como amplificadores activos y

una o varias configuraciones de enrutamiento de reserva que usan cada una al menos uno de los n-p amplificadores de reserva de entre los p amplificadores activos seleccionados en el conjunto de los n amplificadores;

estando la o las configuraciones de enrutamiento de reserva determinadas para retener una capacidad máxima de amplificación del depósito en todos los casos de averías de no más de p amplificadores de entre el conjunto de los n amplificadores cuando p es inferior o igual a n y de no más de p+1 amplificadores de entre el conjunto de los n amplificadores cuando n es igual a 2p+1.

7. Dispositivo de amplificación distribuida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que

la primera red (98) de los conmutadores interconectados del anillo de redundancia de entrada (48) está dispuesta según una primera matriz (304) cuyos elementos son los conmutadores giratorios cuadrupolos de entrada y forman unos primeros nodos (306, 308) ordenados según al menos dos columnas y n líneas, correspondiendo las líneas a las líneas de las vías internas de amplificación, estando p primeros nodos de extremo corriente arriba de una primera columna de extremo corriente arriba conectados a los terminales de entrada del primer puerto y estando n primeros nodos de extremo corriente abajo de una primera columna de extremo corriente abajo conectados respectivamente uno a una a los terminales de entrada de los n amplificadores; y

la segunda red (148) de los conmutadores interconectados del anillo de redundancia de salida está dispuesta según una segunda matriz (314) cuyos elementos son los conmutadores giratorios de salida y forman unos segundos nodos (318) ordenados según al menos una columna y n líneas, correspondiendo las n líneas a las líneas de las vías internas de amplificación con la misma numeración,

estando p segundos nodos nominales de extremo corriente abajo de una segunda columna de extremo corriente abajo conectados a los terminales de salida del segundo puerto y estando n segundos nodos de extremo corriente arriba de una segunda columna de extremo corriente arriba conectados corriente arriba respectivamente a los terminales de salida de los amplificadores según una misma fila i, cuando la segunda matriz incluye al menos dos segundas columnas; o

p segundos nodos de extremo corriente abajo y corriente arriba de una única segunda columna de extremo conectados corriente abajo a los terminales de salida del segundo puerto y conectados corriente arriba respectivamente a los terminales de salida de los amplificadores nominales según una misma fila i y n-p segundos nodos restantes de extremo corriente arriba conectados corriente arriba respectivamente a los terminales de salida de los amplificadores cuando la segunda matriz incluye una única segunda columna.

8. Dispositivo de amplificación según la reivindicación 7, en el que al menos un conmutador (102, 152, 170, 138) de entre los conmutadores de la primera columna de extremo corriente arriba y de la segunda columna de extremo corriente arriba está sustituido por una conexión (454, 456, 458, 460) de misma longitud eléctrica.

9. Dispositivo de amplificación según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, en el que la primera matriz (304) incluye dos o tres columnas y la segunda matriz (314) incluye una única columna.

10. Dispositivo de amplificación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que

el depósito de amplificación distribuida (504) incluye unos medios de ajuste de amplitud y fase (512, 514, 516, 518, 520, 522, 524, 526, 528, 530), dispuestos corriente arriba y/o corriente abajo de cada amplificador entre los anillos de redundancia de entrada y de salida, preferentemente corriente arriba cuando los amplificadores son unos amplificadores de potencia y preferentemente corriente abajo cuando los amplificadores son unos amplificadores de escaso ruido;

y los medios de ajuste de amplitud y fase (512, 514, 516, 518, 520, 522, 524, 526, 528, 530) están configurados para equilibrar todos los trayectos internos de amplificación distribuida de las configuraciones de funcionamiento previstas del depósito en una banda ancha de frecuencias.

11. Dispositivo de amplificación según la reivindicación 10, en el que

los medios de ajuste de amplitud y fase (512, 514, 516, 518, 520, 522, 524, 526, 528, 530) de cada trayecto interno de amplificación distribuida comprenden un atenuador de amplitud (542), un primer desplazador de fase (552) y un segundo desplazador de fase (562),

siendo el primer desplazador de fase (552) un desplazador de fase del tipo "longitud eléctrica" comprendido en el conjunto formado por los "trimmers de fase" y

siendo el segundo desplazador de fase (562) un desplazador de fase con desplazamiento de fase constante sobre toda la banda ancha de frecuencias; y

los atenuadores de amplitud, los primeros desplazadores de fase y los segundos desplazadores de fase (542, 552, 562) están configurados respectivamente para equilibrar las ganancias de los amplificadores sobre la banda ancha de frecuencia, acercar las variaciones de fase en función de la frecuencia sobre una banda ancha de frecuencia de todos los trayectos internos de amplificación distribuida de las configuraciones de funcionamiento previstas del depósito, compensar las dispersiones de los cambios de fases constantes introducidos por los amplificadores activos de todos los trayectos internos de amplificación distribuida de las configuraciones de funcionamiento previstas del depósito.

12. Dispositivo de amplificación distribuida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que los amplificadores del depósito (504) son unos amplificadores de potencia comprendidos en el conjunto formado por los amplificadores que usan unos tubos de ondas progresivas (TWTA) y los amplificadores de estado sólido (SSPA) y el dispositivo de amplificación distribuida es un amplificador de potencia multipuerto que incluye, además

.- una red de distribución equitativa de la potencia de entrada (714) sobre los terminales de entrada del puerto de entrada (6); y

.- una red de distribución de la potencia de salida (716).

13. Dispositivo de amplificación distribuida según la reivindicación 12, en el que la red distribuidora de potencia de entrada (714) es una red de entrada de formación de haz y la red de distribución de potencia de salida (716) es una red de formación de salida.

14. Dispositivo de amplificación distribuida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que los amplificadores del depósito de amplificación distribuida son unos amplificadores de estado sólido de escaso ruido y la etapa de recepción de una antena activa de recepción.

15. Dispositivo de amplificación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende, además .- unos medios de combinación de bandas de frecuencias (604) que incluyen n entradas para recibir n canales de transmisión y q salidas para suministrar respectivamente unos canales agrupados dentro de q bandas de frecuencias en q señales de bandas de frecuencias;

.- un conjunto de divisores (612) para dividir de potencia las q señales de bandas sobre las p entradas del puerto de entrada del depósito de amplificación; y

.- unos medios de ajuste de la ganancia y de fase (614) correspondientes a los p amplificadores sobre las q bandas de frecuencia.

16. Dispositivo de amplificación según la reivindicación 15, en el que los medios de ajuste de la ganancia y de la fase (614) incluyen p veces q desplazadores de fase y atenuadores dispuestos dentro del conjunto de divisores.