Brevet FR3049794A1 (20171006)
REVENDICATIONS1. Système de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite, le circuit radiofréquence RF (4 ;\n<CLM>\1\tcomprenant une première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer d'amplification et de filtrage avec ou sans transposition à une fréquence de transposition prédéterminée d'un premier signal d'entrée formé par la somme temporelle d'un deuxième signal de calibration et d'un troisième signal utile d'entrée, la première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer sur une bande utile de chaîne étant comprise entre en amont un premier port amont (8 ;\n<CLM>\1\tde réception du premier signal d'entrée et en aval un premier port aval (10 ;\n<CLM>\1\tde fourniture d'un premier signal de sortie, le premier signal de sortie étant la réponse fréquentielle et temporelle de la chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer au premier signal d'entrée ; et le système de calibration automatique comprenant : .- un dispositif d'injection (32 ; 132 ;\n<CLM>\1\tdu deuxième signal de calibration dont la forme d'onde est prédéterminée en amont de la première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer, le deuxième signal de calibration étant injecté directement sous forme numérique ou indirectement sous forme analogique au travers d'une deuxième chaine d'injection analogique (42) à partir d'un signal de calibration de référence, et la bande du deuxième signal de calibration étant incluse dans bande utile de la première chaîne à calibrer ; et .- un dispositif de compensation (34 ; 134 ;\n<CLM>\1\tde la réponse fréquentielle et temporelle de la première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer, comportant un filtre de compensation (66 ; 166 ;\n<CLM>\1\tsur la bande de fréquences utile de la première chaîne (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer, le filtre de compensation (66 ; 166 ;\n<CLM>\1\tétant disposé en amont ou en aval de la première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer et la compensation étant réalisée à partir de mesures d'un quatrième signal, observé en aval de la première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer et du filtre de compensation (66 ; 266), ou directement en aval de la première chaine (6) à calibrer ; 3049794 43 le système de calibration automatique étant caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'effacement temporel (36 ; 136 ;\n<CLM>\1\tdu deuxième signal de calibration injecté ayant un soustracteur analogique ou numérique 5 (38 ; 138 ; 238), connecté en aval de la première chaîne radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer.\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon la revendication 1, dans lequel 10 le soustracteur analogique ou numérique (38 ;\n<CLM>\1\test connecté en aval de la première chaîne radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer et en aval du filtre de compensation (66 ; 266), ou le soustracteur numérique (138) est connecté entre en amont la première chaîne radiofréquence (6) à calibrer et en aval le filtre de 15 compensation (166).\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel 20 le dispositif d'effacement temporel (36 ; 136 ;\n<CLM>\1\tcomporte également une troisième chaine numérique ou analogique (80 ; 182 ;\n<CLM>\1\tde fourniture d'une réplique du signal de calibration de référence à soustraire, adaptée en termes de fréquence de transposition compatible de la fréquence de sortie de la chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer, de retard 25 compatible des temps de propagation du signal au travers du dispositif d'injection (32 ; 132 ;\n<CLM>\1\tet de la première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer, ou au travers du dispositif d'injection, de la première chaine radiofréquence à calibrer et du filtre de compensation (66;\n<CLM>\1\t; et le dispositif d'effacement temporel (36 ; 136 ;\n<CLM>\1\test configuré pour 30 soustraire de manière cohérente la réplique adaptée du signal de calibration de référence au signal de sortie de la première chaîne radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer. 3049794 44\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant en outre un premier générateur d'un ou plusieurs signaux 5 d'oscillateur local OL (64 ;\n<CLM>\1\tidentiques à un déphasage près et synchronisés sur une première horloge de référence ; et dans lequel lorsque la première chaine radiofréquence à calibrer comporte un ou plusieurs circuits de transposition de fréquences ; et/ou lorsque la deuxième chaine d'injection est analogique et comporte un 10 ou plusieurs circuits de transposition de fréquences ; et/ou lorsque la troisième chaine de fourniture de la réplique adaptée est analogique et comporte un ou plusieurs circuits de transposition de fréquence, le ou les premiers circuits de transposition, et/ou le ou les deuxièmes 15 circuits de transposition, et/ou le ou les troisièmes circuits de transposition sont configurés pour utiliser le même signal OL d'oscillateur local (64 ;\n<CLM>\1\tà un déphasage près et réaliser les transpositions de fréquences montantes ou descendantes. 20\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel lorsque l'injection du signal de calibration est numérique, le dispositif d'injection (232) du signal de calibration comporte un générateur numérique 25 d'un signal de calibration de référence numérique (240) et un sommateur numérique (244) du signal de calibration de référence à un signal de trafic numérique, et lorsque l'injection du signal de calibration est analogique, le dispositif d'injection (32 ;\n<CLM>\1\tdu signal de calibration comporte un générateur 30 numérique (39) d'un signal de calibration de référence numérique, un convertisseur numérique-analogique (40), et une deuxième chaine d'injection analogique incluant un coupleur analogique (44) fonctionnant en sommateur de deux signaux analogiques, et le dispositif d'injection (32 ; 132 ;\n<CLM>\1\tdu signal de calibration est configuré pour ajuster la puissance du deuxième signal de calibration 3049794 45 dynamiquement relativement à celle du troisième signal utile au niveau le plus élevé possible compatible d'une absence de saturation d'un convertisseur analogique-numérique ou numérique-analogique de la première chaîne radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer, disposé respectivement 5 en sortie ou en entrée de ladite première chaîne (6 ; 206).\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, 10 la première chaine radiofréquence (6) à calibrer est une chaine analogique d'un récepteur de communication comportant un premier circuit de transposition abaisseur (12) de fréquences, un premier étage amont d'amplification (14) disposé en amont du premier circuit de transposition (12), un premier étage aval d'amplification (16) disposé en aval du premier circuit 15 de transposition (12), et un premier convertisseur analogique-numérique de sortie (18), connecté en sortie de la première chaine (6) à calibrer ; et le dispositif d'injection (32) du signal de calibration comporte, mis en série, un générateur numérique (39) d'un signal de calibration de référence numérique, un convertisseur numérique-analogique (40), et une deuxième 20 chaine d'injection analogique (42) incluant un coupleur analogique (44) fonctionnant en sommateur de deux signaux analogiques ; et le dispositif d'injection (32) est configuré pour injecter un ou plusieurs signaux de calibration d'une séquence temporelle couvrant la bande utile de fréquences sur laquelle la première chaîne (6) est à calibrer, et additionner le 25 ou les signaux de calibration au troisième signal utile de trafic ; et le dispositif d'effacement temporel (36) comporte le générateur numérique (39) du signal de calibration de référence numérique en partage avec le dispositif d'injection (32), un soustracteur numérique (38), et une troisième chaine numérique (80) de fourniture d'une réplique du signal de 30 calibration de référence à soustraire, adaptée en termes d'une fréquence de transposition compatible de la fréquence de sortie de la chaine radiofréquence à calibrer et d'un retard compatible des temps de propagation du signal le long du chemin de propagation traversant successivement le dispositif d'injection (32), la première chaine radiofréquence (6) à calibrer et 35 le filtre de compensation (66). 3049794 46\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon la revendication 6, dans lequel, le dispositif de compensation (34) de la réponse fréquentielle et 5 temporelle de la première chaine radiofréquence (6) à calibrer, comporte un filtre de compensation (66) et un optimiseur adaptatif ou en bloc (68) des coefficients du filtre de compensation (66), le filtre de compensation (66) étant disposé directement en aval de la première chaine radiofréquence (6) à calibrer et directement en amont du 10 soustracteur numérique (38) du dispositif d'effacement temporel (36), et l'optimiseur adaptatif (68) est configuré pour déterminer des commandes des coefficients du filtre de compensation (66) à partir de mesures d'un quatrième signal observé, prises directement en aval du soustracteur numérique (38), et à partir du signal de calibration de référence 15 issu du générateur de référence (39).\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, 20 la première chaine radiofréquence (6) à calibrer est une chaine analogique d'un récepteur de communication comportant un premier circuit de transposition abaisseur (12) de fréquences, un premier étage amont d'amplification (14) disposé en amont du premier circuit de transposition (12), un premier étage aval (16) d'amplification disposé en aval du premier circuit 25 de transposition (12) , et un premier convertisseur analogique-numérique (18) de sortie, connecté en sortie de la première chaine (6) à calibrer ; et Le dispositif d'injection (132) du signal de calibration comporte, mis en série, le générateur numérique (39) d'un signal de calibration de référence numérique, le convertisseur numérique-analogique (40), et une deuxième 30 chaine d'injection analogique (42) incluant un coupleur analogique (44) fonctionnant en sommateur de deux signaux analogiques ; et le dispositif d'injection (132) est configuré pour injecter un ou plusieurs signaux de calibration d'une séquence temporelle couvrant la bande utile de fréquences sur laquelle la première chaîne (6) est calibrée, et additionner le 35 ou les signaux de calibration au troisième signal utile de trafic ; et 3049794 47 le dispositif d'effacement temporel (136) comporte le générateur numérique (39) des signaux de calibration de référence numériques de la séquence temporelle en partage avec le dispositif d'injection (132), le soustracteur numérique (138), et une troisième chaine numérique (182) de 5 fourniture des répliques des signaux de calibration de référence de la séquence à soustraire, adaptée en termes d'une fréquence de transposition compatible de la fréquence de sortie de la chaine radiofréquence à calibrer, de gains et de retards compatibles respectivement des gains et des temps de propagation des signaux de calibration le long du chemin de propagation 10 traversant successivement le dispositif d'injection (132) et la première chaîne radiofréquence (6) à calibrer.\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon la revendication 8, dans lequel 15 La troisième chaine numérique (182) comporte : .- le contrôleur de calibration (168), configuré pour estimer paramètres caractéristiques des signaux de calibration de la séquence temporelle à partir du quatrième signal courant observé, et configuré pour déterminer des paramètres caractéristiques de répliques adaptées aux signaux de 20 calibration de la séquence à partir des signaux de calibration de la séquence générés par le générateur (39) de signal de calibration de référence et des paramètres caractéristiques estimés ; et .- un générateur numérique (184) des répliques adaptées aux signaux de calibration observés et à soustraire. 25\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon la revendication 8, dans lequel, le dispositif de compensation (134) de la réponse fréquentielle et temporelle de la première chaine radiofréquence (6) à calibrer, comporte un 30 filtre de compensation (166) et un circuit de contrôle (168) des coefficients du filtre de compensation (166), le filtre de compensation (166) étant connecté directement en aval du soustracteur numérique (138), ledit soustracteur (138) étant disposé directement en aval de la première chaine radiofréquence (6) à calibrer ; et 3049794 48 le circuit de contrôle (168) étant configuré pour déterminer des commandes des coefficients du filtre de compensation (166) à partir de plusieurs mesures d'un quatrième signal observé prises directement en aval de la première chaine à calibrer (6) et à partir du signal de calibration de 5 référence issu du générateur de référence (39).\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, 10 la première chaine radiofréquence (206) à calibrer est une chaine analogique d'un émetteur de communication comportant un premier circuit de transposition (212) élévateur de fréquences, un premier étage amont d'amplification (214) disposé en amont du premier circuit de transposition, un premier étage aval d'amplification (216) disposé en aval du premier circuit de 15 transposition (212), et un premier convertisseur numérique-analogique d'entrée (218), connecté en sortie du filtre de compensation (266); le dispositif d'injection (232) du signal de calibration comporte, mis en série, un générateur numérique (240) d'un signal de calibration de référence numérique, et une deuxième chaine d'injection numérique (242) comportant 20 un sommateur numérique (244) de deux signaux numériques ; et le dispositif d'effacement temporel (236) comporte le générateur numérique (240) du signal de calibration de référence numérique en partage avec le dispositif d'injection (232), le soustracteur analogique (238), et une troisième chaine hybride numérique-analogique (300) de fourniture d'une 25 réplique du signal de calibration de référence à soustraire, adaptée en termes d'une fréquence de transposition compatible de la fréquence de sortie de la première chaine radiofréquence à calibrer et d'un retard compatible des temps de propagation du signal le long du chemin de propagation traversant successivement le dispositif d'injection (232), le filtre de compensation (266) 30 et la première chaine radiofréquence (206) à calibrer.\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon la revendication 11, dans lequel 3049794 49 la troisième chaine hybride (300) comporte mise en série une troisième sous-chaine numérique (302) et une troisième sous-chaine analogique (304), la troisième sous-chaine numérique (302) incluant en série : un circuit 5 numérique (306) de reproduction d'un modèle de référence numérique d'une réponse temporelle et fréquentielle de la première chaîne radiofréquence (206) et du filtre de compensation (266) de la première chaine lorsque la compensation effectuée par le filtre de compensation (266) est optimale, et de correction des dispersions en amplitude et en phase causés par la 10 troisième sous-chaine analogique (304), et un troisième convertisseur numérique-analogique (308); et La troisième sous-chaine analogique (304) incluant un troisième circuit de transposition (312) élévateur de fréquences, un troisième étage amont d'amplification (314) disposé en amont du troisième circuit de 15 transposition (312), un troisième étage aval d'amplification de puissance (316) disposé en aval du troisième circuit de transposition (312).\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon la revendication 12, dans lequel, 20 le dispositif de compensation (234) de la réponse fréquentielle et temporelle de la première chaine radiofréquence (206) à calibrer, comporte un filtre de compensation numérique (266) et un optimiseur adaptatif ou en bloc (268) des coefficients du filtre de compensation numérique, le filtre de compensation (266) étant disposé directement en amont de 25 la première chaine radiofréquence (206) à calibrer, et directement en aval du sommateur numérique (244), et l'optimiseur adaptatif (268) est configuré pour déterminer des commandes des coefficients du filtre de compensation (266) à partir de mesures d'un quatrième signal observé, prises directement en aval du 30 soustracteur analogique (238) et à partir du signal de calibration de référence issu du générateur de référence (240).\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon la revendication 13, dans lequel 3049794 50 le dispositif de compensation comporte en outre une quatrième chaine de mesure (270) d'acheminement de mesures du quatrième signal observé prises directement en aval du soustracteur analogique (238) à l'optimiseur adaptatif (268), 5 la quatrième chaine de mesure (270) incluant un quatrième circuit de transposition (286) abaisseur de fréquences, un quatrième étage amont d'amplification (288) disposé en amont du quatrième circuit de transposition abaisseur (286), un quatrième étage aval d'amplification (290) disposé en aval du quatrième circuit de transposition (286). 10\n<CLM>\1\tSystème de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, comportant en outre un deuxième générateur d'un ou plusieurs 15 signaux d'horloge d'échantillonnage, dérivés d'un signal d'horloge de référence commun fourni par une deuxième horloge de référence ; et dans lequel lorsque la première chaine radiofréquence à calibrer comporte un convertisseur analogique-numérique ADC et/ou un convertisseur digital-20 analogique DAC, et/ou lorsque la deuxième chaine d'injection est analogique et comporte un convertisseur numérique - analogique DAC ; et/ou lorsque la troisième chaine de fourniture de la réplique adaptée est analogique et comporte un convertisseur numérique-analogique DAC ; et/ou 25 lorsque la quatrième chaîne de mesure est analogique et comporte un convertisseur analogique-numérique ADC ; et/ou le(s) convertisseur(s) numérique-analogique, et/ou le(s) convertisseur(s) numérique-analogique sont synchronisés entre eux au travers de l'horloge locale ou de l'oscillateur local, partagé et considéré 30 comme maître, tous les convertisseurs analogique-numériques ADC et numérique-analogiques DAC sont configurés pour utiliser le ou les signaux d'horloge d'échantillonnage, dérivés du signal d'horloge de référence commun fourni par la deuxième horloge de référence. 35 3049794 51\n<CLM>\1\tProcédé de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite, le circuit radiofréquence (4 ;\n<CLM>\1\tcomprenant une première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer d'amplification et de filtrage avec ou sans 5 transposition à une fréquence de transposition prédéterminée d'un premier signal d'entrée formé par la somme temporelle d'un deuxième signal de calibration et d'un troisième signal utile d'entrée, la première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer sur une bande utile de chaîne étant comprise entre en amont un premier port amont (8 ; 10\n<CLM>\1\tde réception du premier signal d'entrée et en aval un premier port aval (10 ;\n<CLM>\1\tde fourniture d'un premier signal de sortie, le premier signal de sortie étant la réponse fréquentielle et temporelle de la première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer au premier signal d'entrée; le procédé de calibration dynamique comprenant les étapes consistant 15 en ce que : .- dans une première étape (564), un dispositif d'injection injecte un deuxième signal de calibration dont la forme d'onde est prédéterminée en amont de la première chaine radiofréquence (6 ;\n<CLM>\1\tà calibrer, le deuxième signal de calibration étant injecté directement sous forme numérique ou 20 indirectement sous forme analogique au travers d'une deuxième chaine d'injection analogique à partir d'un signal de calibration de référence ; puis .- dans une deuxième étape (566), un dispositif de compensation compense, sur la bande utile de fréquences de la première chaîne à calibrer, des disparités en amplitude et en phase causées par la première 25 chaine à calibrer, à l'aide d'un filtre de compensation, disposé en amont ou en aval de la première chaine radiofréquence à calibrer, la compensation étant réalisée à partir de mesures d'un quatrième signal, observé en aval de la première chaine radiofréquence à calibrer et du filtre de compensation, ou directement en aval de la première chaine à calibrer ; et 30 le procédé de calibration dynamique étant caractérisé en ce qu'il comprend une troisième étape (568), exécutée après la première étape, au cours de laquelle un dispositif d'effacement temporel efface temporellement le signal de calibration injecté à l'aide d'un soustracteur analogique (238) ou numérique (38 ; 138), connecté en aval de la première chaîne à calibrer. 35 3049794 52\n<CLM>\1\tProcédé de calibration dynamique d'un circuit radiofréquence d'une charge utile de satellite selon la revendication 16, dans lequel, .- la troisième étape (568) est exécutée après la deuxième étape (566), le soustracteur (238) est un soustracteur analogique, connecté 5 directement en aval de la première chaîne (206) à calibrer, et le filtre de compensation (266) est un filtre de compensation numérique disposé en amont de la chaine radiofréquence (206) à calibrer, lorsque la première chaine (206) est la chaine d'un émetteur ; ou .- la troisième étape (568) est exécutée après la deuxième étape 10 (566), le soustracteur (38) est un soustracteur numérique, connecté directement en aval du filtre de compensation (66), et le filtre de compensation (66) est un filtre de compensation numérique, disposé directement en aval de la première chaine (6) à calibrer, lorsque la première chaine (6) à calibrer est la chaine d'un récepteur ; ou 15 .- la troisième étape (568) est exécutée avant la deuxième étape (566), le soustracteur (138) est un soustracteur numérique connecté directement entre en amont la première chaine (6) à calibrer et en aval le filtre de compensation (166), et le filtre de compensation (166) est un filtre de compensation numérique, disposé directement en aval du soustracteur 20 numérique (138), lorsque la première chaine (6) à calibrer est la chaine d'un récepteur.