ES2958847T3 - Sistema de calibración desde tierra de la carga útil de un satélite - Google Patents
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Abstract
Sistema para calibrar una carga útil de satélite, comprendiendo la carga útil (CU) un transmisor o receptor multicanal que comprende una antena (ANT), una cadena de procesamiento analógico (RF1, RF2) por canal y un conjunto de circuitos integrados digitales (PN), el sistema que comprende un dispositivo de calibración (DCAL) configurado para: - Adquirir para todos los canales del transmisor o receptor, una señal de calibración digitalizada, - Establecer un canal de referencia y, para cada uno de los otros canales, - determinar una ganancia relativa compleja entre el canal y el canal de referencia, para una pluralidad de frecuencias de la señal de calibración, - corregir la ganancia relativa compleja de una ganancia relativa de la antena (ANT) del satélite entre el canal y el canal de referencia, - estimar un retraso relativo, - estimar una desviación de fase relativa para el conjunto de frecuencias, - proporcionar una corrección de la ganancia relativa, la desviación de fase y el retardo del canal en comparación con el canal de referencia para un conjunto de frecuencias. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de calibración desde tierra de la carga útil de un satélite
La presente invención se refiere al campo de la calibración de una carga útil de un satélite en órbita desde tierra. Se refiere a un sistema y procedimiento de calibración para una carga útil que realiza una función de formación de haces de recepción y/o transmisión. El objetivo de la calibración es hacer coincidir las cadenas de procesamiento asociadas a cada canal de transmisión o recepción de la carga útil.
El problema técnico que la presente invención se propone resolver se refiere a hacer coincidir los canales de transmisión o recepción de una carga útil de satélite, incluyendo tanto el emparejamiento de las cadenas de procesamiento analógico como el de las cadenas de procesamiento digital.
El requisito se refiere a las cargas útiles a bordo de los satélites, en particular los satélites de telecomunicaciones, que están sujetos a variaciones diarias de temperatura y al envejecimiento durante sus vidas útiles que pueden superar los quince años.
Las antenas de satélite activas utilizan un gran número de canales de radiofrecuencia analógicos (normalmente del orden de algunas decenas a algunos centenares) cuyas respuestas en frecuencia deben ajustarse para no degradar sus prestaciones en términos de directividad y de relación señal/interferencia en caso de cobertura multihaces con reutilización de frecuencias. Las respuestas en frecuencia de las cadenas de radiofrecuencia varían con la temperatura y se desvían como consecuencia del envejecimiento.
Por otra parte, la formación de haz digital, realizada en equipos digitales aguas abajo (para una antena receptora) o aguas arriba (para una antena transmisora) de canales de radiofrecuencia analógicos, se enfrenta a dispersiones de latencia en los canales digitales, debido al aumento de la frecuencia de procesamiento, para aplicaciones de banda ancha (banda de frecuencia superior a 500MHz, por ejemplo). A medida que aumentan las frecuencias de muestreo de los convertidores analógico-digital y digital-analógico, resulta cada vez más difícil garantizar un muestreo síncrono de las señales entre las distintas cadenas analógicas de radiofrecuencia, debido a la dispersión de la distribución de las señales, los relojes y la dispersión de los tiempos de apertura de los convertidores. Debido a su complejidad, el procesamiento digital suele distribuirse entre varios circuitos integrados mediante divisores de reloj que pueden inducir ambigüedades de fase en las señales de reloj. Además, los circuitos integrados pueden interconectarse entre sí a través de interfaces en serie de alta velocidad (de tipo High Speed Serial Link), que también implican divisores de reloj y cuya latencia puede ser indefinida en cada puesta en tensión. Estas limitaciones de hardware provocan disparidades de latencia entre los canales de procesamiento digital. Estas dispersiones de latencia deben compensarse para garantizar un buen rendimiento.
Así pues, existe la necesidad de estimar y corregir conjuntamente los fallos en las cadenas analógicas y digitales de diferentes canales de procesamiento de una carga útil de satélite que realiza una función de formación de haces. En general, las técnicas conocidas se ocupan del calibrado de las cadenas de radiofrecuencia analógicas y de la antena, pero no de los fallos de latencia y sincronización inducidos por la parte digital de los canales de carga útil. El estado de la técnica contiene varias soluciones para calibrar cargas útiles desde tierra.
Una primera solución, descrita en la solicitud de patente US US5572219 A, se refiere a un satélite equipado con un conjunto de antenas de transmisión y un canal de transmisión separado para transmitir una señal de referencia. La señal de referencia y la señal de calibración se generan de forma coherente. Los distintos elementos radiantes de la antena transmiten la señal de calibración, que se ha codificado mediante secuencias ortogonales para diferenciarlos en tierra. La secuencia ortogonal propia de cada elemento radiante se invierte alternativamente (polaridad), lo que equivale a una modulación de fase de 0/180°. Al procesar la señal recibida por una estación terrestre, es decir, la señal de referencia y las señales codificadas de los elementos radiantes del conjunto de antenas, se puede estimar la ganancia y la fase de cada elemento radiante.
La solución anterior presenta los siguientes inconvenientes. No se aplica a una antena receptora. Esto significa que habrá que interrumpir el servicio de telecomunicaciones por satélite. No aborda los problemas de las dispersiones en las cadenas analógicas en función de la frecuencia, ni los diferenciales de latencia dentro de las funciones digitales, ni las discrepancias de sincronización entre los convertidores digital/analógico. Requiere una electrónica específica y una antena para transmitir una señal de referencia. Supone un funcionamiento perfectamente síncrono del procesamiento digital para generar secuencias ortogonales de forma coherente, con el fin de garantizar la ortogonalidad de las señales en recepción y minimizar la intercorrelación entre estas señales codificadas.
El artículo "A low complexity calibration method for space-borne phased array antenna" de Shuai Wang 2016 describe el caso de una antena de transmisión. Todos los elementos radiantes de la antena son excitados por la misma señal de calibración, que se propaga mediante secuencias pseudoaleatorias PN (Pseudo Noise) específicas de los elementos radiantes para separar las señales de tierra. En la práctica, se trata de subsecuencias tomadas de la misma secuencia PN por desplazamiento, para simplificar la sincronización PN en tierra. Esto significa que las mediciones en los elementos radiantes pueden realizarse en paralelo, pero el tiempo de medición aumenta por la longitud de las secuencias. Las secuencias PN garantizan una separación correcta durante el des esparcimiento cuando las señales no son síncronas.
Esta solución presenta los siguientes inconvenientes. No aborda las dispersiones dependientes de la frecuencia en las cadenas analógicas, los diferenciales de latencia dentro de las funciones digitales ni las diferencias de sincronización entre convertidores digitales/analógicos. Como las secuencias PN no son estrictamente ortogonales, la separación de cada señal se ve penalizada por las interferencias de las otras señales.
Otra solución, descrita en la solicitud de patente US7825852 B2se refiere a un satélite equipado con dos conjuntos de antenas que funcionan en transmisión y recepción respectivamente. Este procedimiento consiste en modular la fase 0°/180° de cada elemento radiante sucesivamente, para la primera antena, y luego para la segunda, sin interrumpir el servicio de telecomunicaciones prestado. Durante la calibración, sólo un elemento radiante se ve afectado por la señal de calibración, lo que sólo degrada marginalmente el servicio de telecomunicaciones prestado en el caso de una antena de array. La estación terrestre que transmite y recibe la señal está conectada a un ordenador que analiza el impacto de la modulación de los distintos elementos radiantes, para determinar la ganancia y la fase de cada elemento radiante. La frecuencia de la señal de calibración se elige de modo que no interfiera con la señal útil. La compensación estimada para la frecuencia de la señal de calibración se ajusta mediante cálculo para aplicarla a la frecuencia de la señal deseada.
Esta solución no resuelve el problema de las dispersiones de las cadenas analógicas en función de la frecuencia, ni las diferencias de latencia dentro de las funciones digitales, ni las discrepancias de sincronización entre los convertidores analógico/digital y digital/analógico.
También se conocen técnicas algebraicas para emparejar cadenas analógicas de radiofrecuencia que utilizan convertidores analógicos a digitales ADC que funcionan de forma coherente (misma frecuencia y misma fase de reloj para el mismo instante de conversión en todos los canales). Por ejemplo, se citan varias técnicas algebraicas en el artículo "experimental performance of calibration and direction-finding algorithms" de Pierre & Kaveh - 1991. Las señales de los canales de radiofrecuencia se digitalizan de forma sincrónica para estimar la matriz de correlación empírica, que se descompone a continuación en una base de vectores propios, lo que permite identificar las direcciones empíricas de llegada. Se utilizan optimizaciones por mínimos cuadrados para deducir los coeficientes complejos correspondientes a los fallos del canal analógico de RF (amplitud, fase).
Sin embargo, estas técnicas sólo se aplican al caso de un procesador digital con muestreo perfectamente síncrono y procesamiento coherente, y para antenas receptoras. No se ocupan de las dispersiones dependientes de la frecuencia de los canales analógicos.
Las soluciones descritas en las solicitudes de patente EP 3229 383 A1, EP 2 555 016 A1, EP 2 371 072 A1 y US 2006/044185 A1.
La invención propone una técnica de calibración global para calibrar conjuntamente los fallos de origen analógico y digital en los canales de procesamiento de una carga útil, en función de la frecuencia y tanto para la operación de transmisión como de recepción.
La invención presenta en particular las siguientes ventajas. Puede utilizarse para estimar fallos tanto analógicos como digitales. Los fallos afectan a las diferencias de retardo, ganancia y fase entre los canales en la banda de frecuencias útil. Los fallos analógicos están relacionados con el comportamiento de las cadenas de radiofrecuencia, problemas con la distribución de la señal y los relojes de los convertidores entre cadenas, o diferentes tiempos de apertura de los convertidores analógico a digital o digital a analógico. Los fallos de origen digital se refieren a diferencias de latencia entre canales digitales, por ejemplo debido a ambigüedades de fase en los divisores de reloj o problemas de latencia indefinida en interfaces asíncronas entre circuitos integrados.
La solución propuesta no tiene un impacto significativo en la carga útil, especialmente en términos de coste, masa o consumo.
Permite realizar el tratamiento de la calibración a bordo del satélite o en tierra.
Se basa en mediciones diferenciales que no dependen de las condiciones de propagación de los enlaces entre tierra y el satélite.
Esto permite calibrar todos los canales de procesamiento para toda la banda de frecuencia útil.
Por último, permite mantener el servicio prestado por el satélite simultáneamente al calibrado.
En una primera realización particular, la invención se refiere a un sistema de calibración de una carga útil de satélite según la reivindicación 1.
Según una segunda variante particular, la invención se refiere a un sistema de calibración de una carga útil de satélite según la reivindicación 2.
Según un aspecto particular de la primera variante de la invención, el dispositivo de calibración está configurado para recibir, para cada canal de recepción, una secuencia temporal digitalizada de una señal de calibración recibida por el satélite, siendo la secuencia tomada del conjunto de circuitos integrados digitales sobre todos los canales, siendo la secuencia tomada sobre el mismo intervalo de tiempo para al menos un subconjunto de los canales.
Según un aspecto particular de la primera variante de la invención, el dispositivo de calibración está implementado en la estación terrestre, estando configurada la carga útil para recibir una señal de calibración, estando configurado el conjunto de circuitos integrados digitales para tomar, para cada canal, la secuencia temporal digital de la señal de calibración y corregir la ganancia, la fase y el retardo relativo del canal con respecto al canal de referencia.
Según un aspecto particular de la primera variante de la invención, el conjunto de circuitos integrados digitales comprende un subconjunto de circuitos integrados digitales que realizan una función de formación de haces para al menos algunos de los canales, estando configurado el conjunto de circuitos integrados digitales para captar la secuencia temporal digital de la señal de calibración en el último circuito integrado digital del subconjunto en la dirección de propagación de la señal.
Según un aspecto particular de la segunda realización, el sistema de calibración comprende además la carga útil, estando la carga útil configurada para
• Generar la señal de calibración en el conjunto del circuito integrado digital,
• Transmitir la señal de calibración desde el satélite a la estación terrestre,
• Corregir la ganancia, la fase y el retardo relativos del canal en relación con el canal de referencia en el conjunto de circuitos integrados digitales.
Según un aspecto particular de la segunda realización de la invención, el conjunto de circuitos integrados digitales comprende un subconjunto de circuitos digitales que realizan una función de formación de haces para al menos algunos de los canales, estando configurado el conjunto de circuitos integrados digitales para generar la señal de calibración en el primer circuito integrado digital del subconjunto en la dirección de propagación de la señal.
Según un aspecto particular de la segunda variante de la invención,
• la carga útil está configurada además para generar al menos dos señales auxiliares, cada una de las cuales comprende al menos una portadora de frecuencia diferente de las frecuencias de la señal de calibración y diferente de las frecuencias de las otras señales auxiliares, generándose una señal auxiliar a partir de la señal de calibración y otra señal auxiliar,
• el dispositivo de calibración está configurado para :
• para cada canal distinto del canal de referencia, recibir las al menos dos señales auxiliares transmitidas en el canal de referencia y la señal de calibración transmitida en el canal, generar una señal de referencia con frecuencias idénticas a las frecuencias de la señal de calibración, generándose la señal de referencia a partir de las al menos dos señales auxiliares recibidas, y determinar una ganancia compleja relativa entre la señal de calibración recibida y la señal de referencia.
Según un aspecto particular de la segunda realización de la invención, el dispositivo de calibración está configurado además para, en una etapa preliminar:
• Recibir al menos dos señales auxiliares y la señal de calibración del canal de referencia,
• generar una primera señal de referencia con frecuencias idénticas a las frecuencias de la señal de calibración, generándose la señal de referencia a partir de las al menos dos señales auxiliares recibidas, • determinar una ganancia compleja relativa correctiva entre la señal de calibración recibida en la etapa anterior y la primera señal de referencia,
• Para cada canal que no sea el de referencia, corrija la ganancia compleja relativa utilizando la ganancia compleja relativa correctiva.
Según un aspecto particular de la invención, la señal de calibración se compone de una pluralidad de portadoras de frecuencia.
Los dibujos anexos ilustran la invención:
la Fig.1 muestra un diagrama de un sistema de calibración de carga útil de satélite que tiene una antena que funciona en modo de recepción según una primera realización de la invención,
la Fig. 2 muestra un diagrama de flujo que detalla las etapas necesarias para llevar a cabo un procedimiento de calibración del sistema mostrado en la Fig. 1, según una realización de la invención, la Fig.3 muestra un diagrama que ilustra una etapa del procedimiento mostrado en la Fig.2 para estimar un retardo relativo,
la Fig.4 muestra un diagrama que ilustra una etapa del procedimiento mostrado en la Fig.2 para estimar una fase relativa,
la Fig.5 muestra un diagrama de un sistema de calibración de carga útil de satélite que tiene una antena que funciona en modo de transmisión según una segunda realización de la invención,
la Fig. 6 muestra un diagrama de flujo que detalla las etapas necesarias para llevar a cabo un procedimiento de calibración del sistema mostrado en la Fig. 5, según una realización de la invención, la Fig. 7 muestra un diagrama de flujo que describe las etapas de una realización particular de la invención, la Fig.8 muestra un diagrama que ilustra el uso de una determinada señal de calibración con señales auxiliares,
la Fig. 9 muestra un sinóptico de un dispositivo utilizado para generar la señal de calibración mostrada en la Fig. 8,
la Fig.10 muestra un sinóptico de un dispositivo utilizado para realizar la calibración utilizando una señal de calibración determinada.
Las figuras 1 y 2 ilustran la implementación de un sistema y un procedimiento de calibración de una carga útil de un satélite en órbita según una primera realización de la invención para la cual la antena del satélite funciona en modo de recepción.
El procedimiento de calibración según la invención se lleva a cabo en parte en una (o más) estación(es) terrestre(s) ST y en parte en la de carga útil CU de un satélite en órbita. La estación terrestre ST incluye una antena orientada hacia el satélite, una cadena de transmisión y recepción para comunicarse con el satélite y un convertidor de analógico a digital y de digital a analógico. Si el procedimiento de calibración se lleva a cabo en tierra, la estación terrestre ST u otro equipo remoto interconectado con la estación terrestre ST comprende al menos un medio de comunicación con el satélite a través de un enlace seguro LS, una memoria para almacenar la señal digitalizada recibida y un dispositivo informático para procesar la señal. La carga útil CU comprende una o más antenas ANT o conjuntos de antenas formados por varios elementos radiantes. Cada elemento radiante recibe una señal que se procesa en la carga útil CU mediante un canal de procesamiento. La carga útil CU tiene, por tanto, un funcionamiento multicanal. La figura 1 muestra una carga útil que comprende dos canales de recepción, pero el número de canales suele ser mayor. Uno de los objetivos de la calibración es emparejar los canales de recepción, teniendo en cuenta tanto el procesamiento analógico como el digital. En otras palabras, uno de los objetivos de la calibración es estimar los errores relativos de ganancia, fase y retardo entre los distintos canales para poder corregirlos y obtener un emparejamiento preciso entre los canales.
Cada canal de procesamiento comprende una cadena de radiofrecuencia analógica RF1, RF2 que consta de uno o más filtro(s), uno o más amplificador(es) y opcionalmente uno o más mezclador(es) para la transposición en frecuencia de la señal recibida.
A la salida de cada cadena de radiofrecuencia analógica receptora, se coloca un convertidor analógico-digital ADC1, ADC2para convertir las señales analógicas en señales digitales que se suministran a un conjunto de circuitos integrados digitales PN. Cada circuito integrado digital es, por ejemplo, un circuito integrado específico de aplicación (conocido también por el nombre inglés de ASIC, por “Application-Specific Integrated Circuit”), una matriz de puertas programables en campo (conocido también por el nombre inglés de FPGA por “Field-Programmable Gate Array”), una matriz de puertas lógicas, un procesador de señales o un procesador genérico.
El conjunto de circuitos integrados digitales PN comprende, por ejemplo, un filtro digital FIL1, FIL2 por canal de procesamiento y un circuito de formación de haces f Fc , que realiza una función de formación de haces común a todos los canales de procesamiento. Una función del circuito de formación de haces FFC es combinar linealmente las señales recibidas con un conjunto particular de ganancias complejas (amplitud y fase) para formar al menos un haz en la dirección deseada, en relación con un marco de referencia de antena, con el fin de recibir las señales deseadas. La combinación particular de señales recibidas con ganancias complejas se conoce como ley de combinación o ley de formación de haz.
El ejemplo mostrado en la figura 1 es puramente ilustrativo y no limitativo. En particular, el conjunto de circuitos integrados digitales puede tener una arquitectura modular diferente a la mostrada en la figura 1. Por ejemplo, puede comprender varios conjuntos de circuitos integrados digitales para cada canal o varios circuitos integrados de formación de haces que funcionen en paralelo y en cascada para subgrupos de canales.
En todas las realizaciones, los circuitos integrados digitales comprenden medios MEM para capturar o grabar coherentemente las señales digitales de cada canal en el último circuito integrado digital en completar la formación de haz en recepción, o en una sección de un subconjunto de circuitos integrados que funcionan coherentemente, cuyo subconjunto de circuitos incluye el último circuito en completar la formación de haz. El término "coherente" se refiere aquí a una iso-latencia entre los trayectos entre la sección de circuitos integrados que operan coherentemente y la salida del dispositivo completo que implementa la función de formación de haces. En otras palabras, el tratamiento efectuado a la salida del conjunto de circuitos integrados, del que se toman las señales digitales, tiene una iso-latencia entre los diferentes canales de recepción hasta que se finaliza la formación del haz. En el ejemplo de la Figura 1, el último circuito integrado digital que completa la formación del haz de recepción es el circuito único de formación del haces FFC. Los medios de captura pueden consistir en una memoria MEM para almacenar las señales digitales introducidas en el módulo FFC o cualquier otro medio equivalente. La función de los medios MEM es, por ejemplo, almacenar las señales de entrada de un circuito FFC, o almacenar las señales de salida de un conjunto de funciones de formación de haces que procesan simultánea y sincrónicamente las mismas señales para formar haces diferentes. Las leyes de formación de haces pueden programarse para propagar cualquier señal de entrada de un canal digital a una entrada del último circuito FFC o a una salida de una función de formación de haces. El almacenamiento coherente de señales de canales digitales puede lograrse para todos los canales, como en la Figura 1, o para subconjuntos de canales conservando el mismo canal de referencia.
El procedimiento de calibración según la invención se implementa en un dispositivo de calibración digital DCAL que recibe las señales digitales tomadas por los medios MEM. El dispositivo de calibración digital DCAL se implementa en el conjunto de circuitos integrados digitales PN a bordo del satélite o en una estación terrestre ST, que es la que se utiliza para generar y transmitir la señal de calibración, u otra.
El procedimiento de calibración comienza con la transmisión 201 de una señal de calibración Scal por una estación terrestre ST al satélite que recibe esta señal. La señal de calibración comprende portadoras, moduladas por una señal predefinida o no moduladas, en toda la banda útil de funcionamiento de la antena ANT de recepción de satélite. Por ejemplo, la señal de calibración se compone de varias portadoras espaciadas, preferiblemente de forma regular, en la banda útil de funcionamiento del sistema.
La modulación de la señal de calibración mediante una secuencia conocida (utilizando una técnica de ensanchamiento de espectro) permite separar la señal de calibración en presencia de la señal deseada, con la posibilidad de reducir la potencia de la señal de calibración para que no afecte a la señal deseada.
Ventajosamente, el paso de frecuencia Af entre dos portadoras adyacentes de la señal de calibración es inferior o igual a un umbral correspondiente a una rotación de fase de n para un retardo relativo máximo A<t>y dado por la siguiente relación:
[Ecuación 1]
^ 2n* A<t>2A<t>
La señal de calibración es recibida por la antena ANT, pasa por las cadenas de procesamiento analógico y digital de cada canal y es captada 202 por la memoria MEM a la entrada (o salida) del último circuito integrado digital FFC, de forma coherente para todos los canales o por subconjuntos.
Los siguientes pasos en el procedimiento de calibración implican la estimación de los desajustes entre los canales de procesamiento en base a las señales digitales capturadas. En otras palabras, se trata de estimar los errores relativos entre cada canal y un canal de referencia, estimándose estos errores en términos de ganancia, fase y retardo. Las etapas para estimar estas desviaciones pueden llevarse a cabo a bordo del satélite, mediante un circuito integrado digital u ordenador adicional, o mediante una estación terrestre ST (que puede ser la misma estación responsable de transmitir la señal de calibración, o una estación diferente no mostrada en la Figura 1). En este segundo caso, las señales digitales capturadas en la memoria MEM se transmiten a la estación terrestre ST a través de un enlace digital LS protegido, por ejemplo mediante un código de corrección de errores. En todos los casos, las señales digitales se muestrean durante el mismo intervalo de tiempo. En una realización, las señales digitales se muestrean en el mismo intervalo de tiempo para un subgrupo de canales. Por ejemplo, el conjunto de canales se descompone en varios subgrupos de canales y las señales digitales se toman sucesivamente de cada uno de los subgrupos de canales, para diferentes intervalos de tiempo sucesivos.
Entre todos los canales de procesamiento, se establece arbitrariamente un canal de referencia, por ejemplo el primer canal. En lo sucesivo, Gk/1, Tk/1, d9k/1 se denotan respectivamente como la ganancia relativa, el retardo relativo y la desviación de fase relativa introducidos entre el canal de procesamiento de índice k y el canal de procesamiento de referencia. En una etapa 203, para cada canal de procesamiento k distinto del canal de referencia, se estima primero una ganancia compleja relativa Gk/rej<pk/1, caracterizando este canal con respecto al canal de referencia. La etapa 203 se realiza para cada frecuencia portadora de la señal de calibración. Para ello, primero se filtra la señal digital alrededor de cada frecuencia portadora. La ganancia compleja relativa se determina realizando un cálculo de intercorrelación entre la señal digital del canal de referencia y la señal digital de otro canal. Dado que la señal de calibración se propaga de forma idéntica en cada canal, el resultado de la intercorrelación de las señales permite obtener una ganancia relativa que contiene la ganancia y la fase relativas, para cada frecuencia, entre los dos canales de procesamiento. Esta ganancia relativa es el resultado de las diferencias de ganancia, fase y retardo inducidas por los componentes analógicos y digitales de los dos canales. El cálculo de la intercorrelación se realiza, por ejemplo, directamente en el dominio del tiempo mediante el cálculo de la correlación, o indirectamente en el dominio de la frecuencia mediante dos transformadas de Fourier directas, una conjugación compleja, una multiplicación compleja y una transformada de Fourier indirecta, utilizando técnicas conocidas por el experto.
Al final de la etapa 203, para cada frecuencia portadora de la señal de calibración y para cada canal de procesamiento (distinto del canal de referencia), se obtiene una ganancia compleja relativa con respecto al canal de referencia.
A continuación, en una etapa 204, las ganancias relativas se corrigen para el diferencial de ganancia de antena entre el canal de referencia y el canal de procesamiento. Obsérvese que esta etapa de corrección también puede realizarse antes de la etapa 203, directamente sobre las señales digitales. La ganancia de la antena se determina, para cada elemento de antena, a partir de la dirección de llegada de la señal con respecto a un punto de referencia de la antena y de la frecuencia. La ganancia de antena para cada elemento de antena se determina, por ejemplo, a partir de un modelo de la función de transferencia de la antena en función de la frecuencia y la dirección de llegada de la señal.
Después de la etapa 204, se obtiene un conjunto de ganancias complejas relativas que caracterizan el comportamiento de los diferentes canales analógicos y digitales para cada frecuencia portadora de la señal de calibración. La respuesta de ganancia en frecuencia de un canal de índice k con respecto al canal de referencia se define por el módulo de la ganancia compleja Gk/i para las diferentes frecuencias de la señal de calibración.
En el resto del procedimiento, 205, 206 entonces el retardo relativo Tk,i, común a todas las frecuencias de la señal de calibración, y el desplazamiento de fase relativo específico dpk/i para cada frecuencia de la señal de calibración, se estiman para cualquier canal de índice k relativo al canal de referencia. El retardo relativo corrector Tk,i se determina a partir del conjunto de valores de fase (obtenidos a partir de las ganancias complejas y tras el desenrollado) para cada frecuencia portadora de la señal de calibración. Este principio se ilustra en la figura 3, que traza la fase relativa cpk/i de un canal de índice k frente al canal de referencia en función de la frecuencia f. La fase relativa se desenrolla a partir de las fases de las ganancias complejas relativas que se expresan en módulo 2n. El término "desenrollado de fase" o “phase unwrapping” en inglés, se refiere aquí al procedimiento de expandir la fase a partir de su valor módulo 2 n. Esto produce una curva de fase que puede aproximarse mediante una línea recta D cuya ecuación viene dada por la siguiente relación, donde Tk,i es el retardo relativo entre el canal k y el canal de referencia y p0k,i es la fase relativa a frecuencia cero.
El retardo relativo Tk,i entre el canal k y el canal de referencia resulta de la suma del retardo relativo inducido por la cadena de radiofrecuencia analógica y la latencia relativa inducida por el procesamiento digital. Se determina estimando la pendiente de la línea recta D obtenida realizando una regresión lineal sobre las mediciones de la fase desenrollada.
A continuación, las diferencias de fase relativa dpk/i(f), en función de la frecuencia, entre el canal k y el canal de referencia, se determinan, en una etapa 206, determinando los residuos entre la fase relativa desenrollada, obtenida a partir de las mediciones de ganancia compleja, y su aproximación por la línea recta D obtenida por regresión lineal de la fase relativa desenrollada. Dicho de otro modo, se calculan las fases correspondientes a la recta D cuya pendiente es igual al retardo relativo y luego se restan de las fases pk/i(f), para cada componente de frecuencia f de la señal de calibración. Así se obtienen las desviaciones de fase relativas dpk/i(f), en función de la frecuencia, como se muestra en la figura 4. Estas son las diferencias de fase relativa tras la compensación del retardo relativo.
Después de la etapa 206, se obtienen las siguientes desviaciones para cada canal k con respecto al canal de referencia: un retardo relativo Tk,i, una ganancia relativa dependiente de la frecuencia Gk/i(f), una fase relativa dependiente de la frecuencia dpk/i(f).
Las etapas 203-206 son realizadas por un medio de cálculo a bordo del satélite o por un medio de cálculo en tierra interconectado con la estación terrestre ST
En un último paso 207, se determinan correcciones a partir de las desviaciones estimadas para corregir todos los canales de procesamiento, excepto el canal de referencia, con el fin de hacer coincidir todos los canales con el canal de referencia.
La ganancia correctiva relativa que debe aplicarse a un canal con respecto al canal de referencia se determina a partir de los módulos de las ganancias complejas relativas determinadas para todas las frecuencias portadoras. Por ejemplo, puede ser igual a la inversa de la media de los módulos si la ganancia es invariante en frecuencia. Alternativamente, en lugar de determinar una única ganancia relativa correctiva para aplicar a cada canal, también es posible conservar los valores de las ganancias correctivas para cada frecuencia y aplicar un filtro correctivo dependiente de la frecuencia a cada canal, siendo la función de este filtro correctivo aplicar a la señal una ganancia correctiva variable en función de la frecuencia que sea la inversa de Gwi(f).
Si las etapas 203-206 son realizadas por una estación terrestre ST, las correcciones relativas son transmitidas al satélite a través de un enlace digital protegido.
Las correcciones relativas se aplican a cada canal, excepto al canal de referencia, dentro del conjunto de circuito integrado digital PN a través de los circuitos de corrección COR1, COR2. Se implementa un circuito de corrección utilizando uno o más filtros digitales configurados para corregir las señales digitales en ganancia y fase, utilizando las ganancias relativas corregidas y las desviaciones de fase relativas corregidas. Estos mismos filtros digitales pueden utilizarse para interpolar la señal y conseguir una corrección de retardo con un valor de retardo inferior al periodo de muestreo. También se implementa un circuito de corrección que utiliza una o más líneas de retardo o registros de desplazamiento FIFO para corregir el retardo digital de cada canal con respecto al canal de referencia, con una granularidad igual al periodo de muestreo. La figura 1 ofrece una representación puramente esquemática de la implementación del conjunto de circuitos integrados digitales PN En una implementación real, la disposición y el número de circuitos correctores pueden ser diferentes de los mostrados en la figura 1.
Las Figuras 5 y 6 ilustran la implementación de un sistema y un procedimiento de calibración de una carga útil de un satélite en órbita según una segunda realización de la invención para la cual la antena del satélite opera en modo de transmisión.
La figura 5 representa esquemáticamente un sistema de calibración según la segunda realización de la invención. La calibración se refiere a una carga útil CU para un satélite en órbita, que funciona al menos en modo de transmisión, es decir, transmitiendo una señal a una estación terrestre ST La carga útil CU comprende elementos similares a los descritos en la figura 1, es decir, un conjunto de circuitos integrados digitales PN y varios canales de procesamiento correspondientes a varios elementos de antena de una antena ANT que funciona en modo de transmisión. El conjunto de circuitos integrados digitales PN incluye, por ejemplo, un circuito formador de haces FFC común a todos los canales de procesamiento, y un filtro digital FIL1, FIL2 por canal de procesamiento. Una de las funciones del circuito de formación de haces FFC es generar las señales digitales a transmitir con una determinada ley de combinación de ganancia y fase para formar los haces en la dirección deseada en relación con un marco de referencia de antena, con el fin de transmitir las señales útiles a una estación terrestre ST.
A la salida de cada canal de procesamiento digital se conecta un canal de procesamiento analógico que comprende un convertidor digital-analógico DAC1, DAC2y una cadena de radiofrecuencia RF1, RF2.
El ejemplo mostrado en la figura 5 es puramente ilustrativo y no limitativo. En particular, el conjunto de circuitos integrados digitales PN puede tener una arquitectura modular diferente a la mostrada en la Figura 5. Por ejemplo, puede comprender varios conjuntos de circuitos integrados digitales para cada canal o varios circuitos de formación de haces que funcionen en paralelo y en cascada para subgrupos de canales.
En todos los casos de arquitectura, la circuitería integrada digital comprende medios GEN para generar señales digitales de calibración de forma sincrónica para todos los canales, en el primer circuito integrado digital que inicia el procesamiento de formación de haces de transmisión, o en una sección de circuitería de funcionamiento coherente, cuya circuitería incluye el primer circuito que inicia la formación de haces. En el ejemplo de la Figura 5, el primer circuito integrado digital es el único formador de haces FFC. Los medios GEN pueden consistir en una memoria en la que se almacenan señales de calibración predefinidas.
El procedimiento de calibración de una carga útil CU de satélite que opera en transmisión hacia tierra se detalla en el diagrama de flujo de la figura 6.
En un primer paso 601, la señal de calibración se genera digitalmente de forma sincrónica para todos los canales, en relación con la entrada de la función de conformación del haz de transmisión, en el conjunto de circuitos integrados digitales PN, y luego se transmite, a través de los canales de procesamiento de la carga útil CU y la antena ANT a la estación terrestre ST La señal de calibración Scal es similar a la descrita para el procedimiento de la figura 2, es decir, una señal que comprende varias portadoras de frecuencia, moduladas por una señal predefinida o no moduladas, distribuidas en la banda útil. La diferencia de frecuencia entre dos portadoras adyacentes de la señal S<cal>es inferior a un umbral Af relacionado con el retardo relativo máximo entre los canales, del mismo modo que para el caso de recepción. Para un retardo relativo máximo At, el umbral Af es el dado por la relación [Ecuación1] introducida anteriormente.
Cuando la estación terrestre ST recibe la señal, primero realiza una etapa 602 de separación de las señales transmitidas en los diferentes canales de transmisión de la carga útil CU. Este paso 602 se describirá con más detalle más adelante.
Al final de la etapa 602, la estación terrestre dispone de un conjunto de secuencias temporales digitales de la señal de calibración correspondientes a la recepción de las diferentes señales transmitidas en los diferentes canales de transmisión simultáneamente.
Las etapas 603-607 del procedimiento de calibración son entonces idénticas a las etapas 203-207 descritas en la Figura 2. Se efectúan mediante un dispositivo de calibración digital DCAL presente en la estación terrestre para determinar las correcciones relativas de cada canal de emisión de la carga útil, correcciones que se aplican a continuación en el conjunto de circuitos integrados digitales mediante los circuitos de corrección COR1, COR2. Las correcciones se transmiten al satélite a través de un enlace LS seguro.
Se describe ahora la etapa 602 de separación de las señales transmitidas en los diferentes canales de transmisión de la carga útil CU.
Para poder aplicar las etapas 603-606 para estimar las diferencias entre cada canal y un canal de referencia, primero debe ser posible separar las señales transmitidas en los diferentes canales de transmisión de la señal recibida por la estación terrestre ST que resulta de combinar o superponer las señales transmitidas en los diferentes canales.
Las soluciones conocidas se basan en técnicas de acceso múltiple, del tipo CDMA que utilizan códigos ortogonales o secuencias PN cuasi ortogonales, o del tipo TDMA con transmisiones secuenciales.
Una primera solución, del tipo CDMA síncrono, para llevar a cabo la etapa 602 consiste en modular cada portadora de la señal digital de calibración en el conjunto de circuitos integrados digitales PN con diferentes códigos ortogonales de propagación, por ejemplo del tipo Walsh-Hadamard, para cada canal de procesamiento. De este modo, cada elemento de antena emite una señal con un código de dispersión diferente. Cuando la señal se recibe en tierra, una etapa de des-esparcimiento con una réplica local de cada uno de los códigos de propagación utilizados en la transmisión permite recuperar las señales transmitidas en los diferentes canales de transmisión. Una desventaja de este procedimiento es que los diversos canales de procesamiento de la carga útil CU no son estrictamente sincrónicos, ya que pueden introducir retrasos diferentes. Esto significa que la ortogonalidad de los códigos ya no está garantizada en la transmisión y, por tanto, en la recepción. La separación de la señal de tierra se degradará por la interferencia de otras señales codificadas.
Otra solución, del tipo CDMA asíncrono, consiste en modular cada portadora de la señal de calibración con secuencias PN pseudoaleatorias, que permiten un nivel intermedio de ortogonalidad, sin restricciones de sincronización. Esta solución es menos sensible a los problemas de sincronización, pero sigue provocando interferencias entre las señales.
Como resultado, las soluciones CDMA síncronas y asíncronas para la separación de señales tienen un rendimiento degradado.
Otra solución, del tipo TDMA, consiste en transmitir señales de calibración en cada canal de transmisión durante intervalos de tiempo sucesivos. De este modo, las señales se separan en el tiempo. Sin embargo, esta solución tiene el inconveniente de comparar las señales generadas a lo largo de diferentes intervalos de tiempo durante los cuales es probable que cambien las condiciones de propagación en el enlace descendente entre el satélite y la estación terrestre. Además, cualquier medición de fase requiere una señal de referencia de la misma frecuencia que la señal que se está midiendo. Las técnicas convencionales para generar una señal de referencia de la misma frecuencia consisten en estimar la frecuencia y sintetizarla, o bloquear un bucle de enganche de fase (PLL) en la señal recibida que se va a medir. Cualquier error en la estimación de la frecuencia, la síntesis de frecuencia o la deriva del bucle PLL en ausencia de una señal piloto, provoca la deriva de fase de la señal de referencia, lo que degrada la precisión de las mediciones de fase. Este tipo de solución TDMA para separar las señales no es lo suficientemente precisa.
Se propone otra solución para realizar la etapa 602. Se describe en las figuras 7 a 10.
Esta solución se basa en la generación de señales auxiliares además de la señal de calibración, de forma que se pueda generar una señal de referencia en tierra a partir de las señales auxiliares exactamente a la misma frecuencia que la señal de calibración.
La figura 7 muestra un diagrama de flujo de los principales pasos implicados en la implementación de la etapa de separación de señales 602.
En esta realización de la invención, la señal de calibración se considera siempre constituida por varias portadoras de frecuencia distribuidas en la banda útil. Además, se generan dos señales auxiliares, una de las cuales se basa en la señal de calibración.
La generación de señales auxiliares se muestra en la Figura 8. En una primera variante, cada una de las dos señales auxiliares consta de tantas portadoras de frecuencia como la señal de calibración, determinándose cada una de las portadoras de una señal auxiliar a partir de una portadora respectiva de la señal de calibración. En una segunda variante, cada una de las dos señales auxiliares consiste en un conjunto de portadoras, posiblemente reducido a una sola portadora. Las portadoras de la señal de calibración y de las dos señales auxiliares no se solapan, por lo que pueden ser filtradas por separado por la estación terrestre ST
La figura 8 muestra una representación esquemática de una portadora SigTest en la señal de calibración y dos portadoras Ref,SigTestDual correspondientes en las dos señales auxiliares. La separación de frecuencias entre las portadoras Ref y SigTestDual de las dos señales auxiliares es idéntica a la separación entre las portadoras Ref y SigTest de la señal de calibración.
Sin ir más allá del alcance de la invención, pueden generarse otras señales auxiliares en lugar de las dos señales auxiliares descritas en la figura 8. La relación general entre las frecuencias portadoras correspondientes de las dos señales auxiliares y la señal de calibración es: N.FSigTestDuaFM.FRef P.FSigTest, siendo FSigTest la frecuencia portadora de la señal de calibración y FSigTestDual, Fref las frecuencias portadoras de las señales auxiliares. N, M y P son números enteros relativos. La invención también puede generalizarse a más de dos señales auxiliares.
Un caso particular de la relación anterior permite evitar la generación de productos de intermodulación en la frecuencia de la señal de calibración, debido por ejemplo a las no linealidades de un amplificador. Este caso particular se refiere a un valor par de P y a valores impares de N y M.
Las señales auxiliares se generan en el conjunto de circuitos integrados digitales con la señal de calibración o se calculan previamente y se guardan en una memoria con la señal de calibración.
En un primer paso 701, las dos señales auxiliares y la señal de calibración se transmiten únicamente en el canal de referencia de carga útil. Las recibe la estación terrestre, que realiza una operación de filtrado para separar las tres portadoras respectivas de las tres señales. En otras palabras, para cada portadora de la señal de calibración, se recuperan por filtrado las portadoras correspondientes de las dos señales auxiliares.
A continuación, para cada portadora de la señal de calibración, la estación terrestre ST genera, en una etapa 702, una señal de referencia RefSigTest a la misma frecuencia que la portadora de la señal de calibración recibida SigTest, a partir de las señales auxiliares recibidas SigTestDual y Ref. Dado que una de las dos señales auxiliares se ha generado a partir de la señal de calibración y la otra señal auxiliar, es posible, en la recepción, generar una señal a la misma frecuencia que la señal de calibración a partir de las dos señales auxiliares, filtrando, mezclando, multiplicando y dividiendo la frecuencia.
A continuación, la estación terrestre determina 703 una primera ganancia compleja relativa Gi/reti ei9l/ref1 entre la señal de calibración recibida SigTest y la señal de referencia generada en tierra RefSigTest de la misma frecuencia. La ganancia compleja relativa se obtiene calculando la intercorrelación entre las dos señales del mismo modo que se describe para la etapa 203.
Esta ganancia compleja relativa Gi/refi.ei9l/ref1 lleva las diferencias de ganancia y de fase generadas por la cadena de referencia de la carga útil en las frecuencias de las señales auxiliares y en la frecuencia de la señal de calibración. El comportamiento de las cadenas de radiofrecuencia analógicas no es idéntico para todas las frecuencias.
En una realización alternativa, las etapas antes mencionadas 701-703 se hacen opcionales si se desprecia el efecto de las cadenas de radiofrecuencia analógicas dependientes de la frecuencia.
A continuación, en un nuevo paso 704, la carga útil transmite simultáneamente, en un nuevo intervalo de tiempo, la señal de calibración SigTest en un canal k distinto del canal de referencia y las señales auxiliares SigTestDual y Ref en el canal de referencia.
La estación terrestre ST genera 705 la señal de referencia RefSigTest a partir de las dos señales auxiliares recibidas SigTestDual y Ref.
Se determina entonces una segunda ganancia compleja relativa Gk/refrej<pk/ref1706 entre la señal de calibración recibida SigTest y la señal de referencia generada en tierra RefSigTest, de nuevo calculando la intercorrelación entre las dos señales.
La segunda ganancia compleja relativa comprende las contribuciones de ganancia y fase del canal k con respecto al canal de referencia, pero en otras frecuencias, ya que la señal de referencia se genera a partir de señales auxiliares transmitidas en el canal de referencia. Las dos señales auxiliares están sujetas a las mismas condiciones de propagación que la señal de calibración. El efecto de las condiciones de propagación en el enlace descendente entre el satélite y tierra se compensa naturalmente calculando la intercorrelación entre la señal de calibración recibida SigTest y la señal de referencia generada en tierra RefSigTest, que se ven afectadas de la misma manera por las condiciones de propagación, produciendo así una medición relativa.
En un último paso 707, la ganancia compleja relativa introducida en la etapa 603 del procedimiento de calibración se determina tomando la relación de la primera y segunda ganancias complejas determinadas en las etapas 703 y 706 para corregir los efectos de las cadenas de radiofrecuencia analógicas en las señales auxiliares. Si no se realiza la etapa 703, la ganancia compleja relativa final de la etapa 603 es igual a la segunda ganancia Gk/refrej<pk/ref1.
Las etapas 701 a 707 se realizan para todas las frecuencias de la señal de calibración.
Las etapas 704-707 se iteran para todos los canales de procesamiento distintos del canal de referencia, es decir, variando, en cada iteración, el índice k del canal en el que se transmite la señal de calibración en la etapa 704. El procedimiento descrito en las figuras 7 y 8 tiene la ventaja de permitir comparar una señal de calibración transmitida en un canal de transmisión k y una señal de referencia de exactamente la misma frecuencia generada en tierra a partir de la recepción de señales auxiliares transmitidas en un canal de referencia a frecuencias diferentes. De este modo, es posible comparar señales en la misma frecuencia sin que se transmitan simultáneamente, lo que no sería posible sin interferencias mutuas.
La figura 9 muestra un diagrama esquemático de un ejemplo de dispositivo para generar la señal auxiliar SigTestDual a partir de una señal auxiliar Ref y la señal de calibración SigTest.
El dispositivo 900 de la figura 9 genera la señal de calibración SigTest y la primera señal auxiliar Ref a partir de una señal a una frecuencia de reloj Fe y dos multiplicadores de frecuencia fraccionaria 901, 902. Un mezclador 903 seguido de un filtro 904 genera una señal de batido en la diferencia Fref -Fsigtest entre las frecuencias respectivas de las dos señales mencionadas. Este batido de diferencia se mezcla con la primera señal auxiliar Ref a través de un segundo mezclador 905 seguido de un filtro 907, para generar un batido de suma correspondiente a la señal SigTestDual a la frecuencia 2Fref -Fsigtest. El dispositivo 900 también incluye líneas de retardo o registros de desplazamiento 906,908 para alinear las latencias para generar las señales auxiliares Ref,SigTestDual y la señal de calibración SigTest a la salida del dispositivo 900.
El dispositivo 900 puede ser implementado en el circuito integrado digital PN de la carga útil CU o puede ser usado en tierra para generar las señales que luego son tabuladas en memorias programables a bordo de la carga útil. La figura 10 muestra un ejemplo del procesamiento realizado en la estación terrestre ST e ilustrado en la figura 7. La estación terrestre ST comprende un número de bancos de filtros 1001, 1002, 1003 configurados para filtrar la señal recibida S alrededor de las frecuencias respectivas de las señales auxiliares Ref y SigTestDual y la señal de calibración SigTest.
La señal de referencia RefSigTest se deriva de las dos señales auxiliares filtradas Ref y SigTestDual, dos mezcladores 1004,1005, un filtro 1006 a la frecuencia del latido de diferencia entre las dos señales auxiliares y otro filtro 1007 a la frecuencia de la señal de calibración SigTest.
Una línea de retardo o registro de desplazamiento 1008 permite alinear la latencia para extraer la señal de calibración SigTest con la latencia para generar la señal de referencia RefSigTest y luego compararlas mediante un estimador de ganancia compleja 1009 configurado para realizar las etapas 703 y 706 para determinar las ganancias complejas relativas por correlación
Finalmente, uno o más módulos 1010, 1011 están configurados para determinar las desviaciones relativas en ganancia Gwi(f), fase d^ k/1 (f), y retardo Tk,1 a partir de las ganancias complejas calculadas por el módulo 1009.
Estas desviaciones estimadas del terreno se utilizan para determinar las correcciones de ganancia, fase y retardo, que se transmiten a la carga útil a través de un enlace digital protegido.
Las correcciones se realizan dentro del conjunto de circuitos integrados digitales PN.
Claims (10)
1. Sistema de calibración de una carga útil de un satélite, comprendiendo el sistema la carga útil (CU) que comprende un receptor multicanal que comprende una antena (ANT) por canal, una cadena de procesamiento analógico (RF-<i>,RF2) por canal y un conjunto de circuitos integrados digitales (PN), el sistema comprende además una estación terrestre (ST) configurada para transmitir (201) una señal de calibración que comprende una pluralidad de frecuencias, el sistema comprende además un dispositivo de calibración (DCAL) implementado en la carga útil (CU), o en la estación terrestre (ST), estando el dispositivo de calibración (DCAL) configurado para :
-Adquirir (202) la señal de calibración digitalizada para todos los canales del receptor,
- Establecer un canal de referencia y, para cada uno de los demás canales,
- determinar (203) una ganancia compleja relativa entre el canal y el canal de referencia, para una pluralidad de frecuencias de la señal de calibración,
- corregir (204) la ganancia compleja relativa de una ganancia de la antena relativa (ANT) de la carga útil (CU) entre el canal y el canal de referencia,
- estimar (205), a partir de la fase de la ganancia compleja relativa evaluada para un conjunto de frecuencias, un retardo de propagación relativo de la señal de calibración,
- estimar (206), a partir de la fase de la ganancia compleja relativa evaluada para un conjunto de frecuencias y del retardo relativo, una desviación de fase relativa para el conjunto de frecuencias, - proporcionar (207) una corrección de la ganancia relativa, la desviación de fase y el retardo del canal con respecto al canal de referencia para un conjunto de frecuencias.
2. Sistema de calibración de una carga útil de un satélite, comprendiendo el sistema la carga útil (CU) que comprende un transmisor multicanal que comprende una antena (ANT) por canal, una cadena de procesamiento analógico (RF-i,RF2) por canal y un conjunto de circuitos integrados digitales (PN), estando configurada la carga útil (CU) para transmitir (601) una señal de calibración que comprende una pluralidad de frecuencias, comprendiendo además el sistema una estación terrestre (ST), comprendiendo además el sistema un dispositivo de calibración (DCAL) implementado en la estación terrestre (ST), estando configurado el dispositivo de calibración (DCAL) para :
- Separar (602) la señal de calibración recibida en tierra en varios canales correspondientes a los canales de transmisión de la carga útil (CU),
- Adquirir (602) la señal de calibración digitalizada para todos los canales del transmisor,
- Establecer un canal de referencia y, para cada uno de los demás canales,
- determinar (603) una ganancia compleja relativa entre el canal y el canal de referencia, para una pluralidad de frecuencias de la señal de calibración,
- corregir (604) la ganancia compleja relativa de una ganancia de la antena relativa (ANT) de la carga útil (CU) entre el canal y el canal de referencia,
- estimar (605), a partir de la fase de la ganancia compleja relativa evaluada para un conjunto de frecuencias, un retardo de propagación relativo de la señal de calibración,
- estimar (606), a partir de la fase de la ganancia compleja relativa evaluada para un conjunto de frecuencias y del retardo relativo, una desviación de fase relativa para el conjunto de frecuencias, - proporcionar (607) una corrección de la ganancia, la desviación de fase y el retardo relativos del canal con respecto al canal de referencia para un conjunto de frecuencias.
3. Sistema de calibración según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de calibración (DCAL) está configurado para recibir, para cada canal de recepción, una secuencia temporal digitalizada de la señal de calibración recibida por la carga útil (CU), siendo la secuencia tomada del conjunto de circuitos integrados digitales (PN) sobre todos los canales, siendo la secuencia tomada en el mismo intervalo de tiempo para al menos un subconjunto de los canales.
4. Sistema de calibración según la reivindicación 3, en el que el dispositivo de calibración (DCAL) está implementado en la estación terrestre (ST), estando configurada la carga útil (CU) para recibir la señal de calibración, estando configurado el conjunto de circuitos integrados digitales (PN) para tomar, para cada canal, la secuencia temporal digital de la señal de calibración y corregir la ganancia, la fase y el retardo relativos del canal con respecto al canal de referencia.
5. Sistema de calibración según la reivindicación 4, en el que el conjunto de circuitos integrados digitales (PN) comprende un subconjunto de circuitos integrados digitales (FILi,FIL2, FFC) que realizan una función de formación de haces para al menos algunos de los canales, estando configurado el conjunto de circuitos integrados digitales (PN) para tomar la secuencia temporal digital de la señal de calibración en el último circuito integrado digital (FFC) del subconjunto en la dirección de propagación de la señal.
6. Sistema de calibración según la reivindicación 2, en el que la carga útil está configurada para
- Generar la señal de calibración en el conjunto de circuitos integrados digitales (PN),
- Transmitir (601) la señal de calibración desde el satélite a la estación terrestre (ST),
- Corregir (607), en el conjunto de circuitos integrados digitales (PN), la ganancia, la fase y el retardo relativos del canal con respecto al canal de referencia.
7. Sistema de calibración según la reivindicación 6, en el que el conjunto de circuitos integrados digitales comprende un subconjunto de circuitos digitales (FFC, FILi, FIL2) que realizan una función de formación de haces para al menos algunos de los canales, estando configurado el conjunto de circuitos integrados digitales (PN) para generar la señal de calibración en el primer circuito integrado digital (FFC) del subconjunto en la dirección de propagación de la señal.
8. Sistema de calibración según una de las reivindicaciones 6 a 7, en el que :
- la carga útil (CU) está configurada además para generar al menos dos señales auxiliares (Ref, SigTestDual) cada una de las cuales comprende al menos una portadora de frecuencia diferente de las frecuencias de la señal de calibración (SigTest) y diferente de las frecuencias de las otras señales auxiliares, generándose una señal auxiliar (SigTestDual) a partir de la señal de calibración (SigTest) y otra señal auxiliar (Ref),
- el dispositivo de calibración (DCAL) está configurado para:
- para cada canal distinto del canal de referencia, recibir las al menos dos señales auxiliares (Ref, SigTestDual) transmitidas en el canal de referencia y la señal de calibración transmitida en el canal (SigTest), generar una señal de referencia (RefSigTest) con frecuencias idénticas a las frecuencias de la señal de calibración (SigTest), generándose la señal de referencia a partir de las al menos dos señales auxiliares recibidas (Ref, SigTestDual) y determinar una ganancia compleja relativa (Gk/refi.ej<pk/ref1) entre la señal de calibración recibida (SigTest) y la señal de referencia (RefSigTest).
9. Sistema de calibración según la reivindicación 8, en el que el dispositivo de calibración (DCAL) está configurado además para, en una etapa preliminar:
- Recibir las al menos dos señales auxiliares (Ref,SigTestDual) y la señal de calibración (SigTest) transmitida en el canal de referencia,
- generar una primera señal de referencia (RefSigTest) con frecuencias idénticas a las frecuencias de la señal de calibración (SigTest), generándose la señal de referencia a partir de las al menos dos señales auxiliares recibidas (Ref,SigTestDual),
- determinar una ganancia compleja relativa correctiva (Gi/reti.ej<p1/ref1) entre la señal de calibración (SigTest) recibida en la etapa anterior y la primera señal de referencia (RefSigTest),
- Para cada canal que no sea el de referencia, corregir la ganancia compleja relativa a partir de la ganancia compleja relativa correctiva (Gi/refrej<p1/ref1).
10. Sistema de calibración según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la señal de calibración está compuesta por una pluralidad de portadoras de frecuencia.
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