Brevet FR3077448A1 (20190802)

REVENDICATIONS1. Procédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence (12 ; 32 ; 52 ; 72 ; 102 ;\n<CLM>\1\td'une charge utile de télécommunications, la charge utile étant incluse en totalité dans et embarquée à bord d'un satellite ou distribuée sur un satellite et une station sol de formation de faisceaux, la calibration ayant lieu pendant que la charge utile est en opération, le sous-système multivoies (12 ; 32 ; 52 ; 72 ; 102 ;\n<CLM>\1\tcomprenant : .- un premier nombre entier N, supérieur ou égale à 2, de voies d'accès en entrée, et .- un deuxième nombre entier M, supérieur ou égal à 1, de voies d'accès en sortie, et .- un ensemble (26 ; 46 ; 66 ; 96 ;\n<CLM>\1\td'au moins deux voies internes, formées chacune d'une chaine de composants radiofréquence de même architecture, soit distribuant un même signal d'entrée fourni par une voie d'accès en entrée sur plusieurs voies d'accès en sortie, soit concentrant plusieurs signaux d'entrée fournis respectivement par plusieurs voies d'accès en entrée sur une même voie d'accès en sortie, le procédé de calibration comportant : .- une première étape (304) de génération et d'injection d'un signal de calibration en un point d'injection prédéterminé d'une voie d'accès d'entrée ou en plusieurs points prédéterminés associés chacun à une voie d'accès d'entrée différente, puis .- une deuxième étape (306) d'extraction du signal de calibration injecté et propagé en un point de prélèvement prédéterminé d'une voie d'accès de sortie ou en plusieurs points de prélèvement prédéterminés associés chacun à une voie d'accès de sortie différente, puis .- une troisième étape (308) d'estimation des écarts d'amplitude et/ou 30 de phase entre les voies internes du sous-système multivoies à partir du signal de calibration injecté en entrée servant de référence et du ou des signaux de calibration extraits ; puis .- une quatrième étape (310) de correction des écarts d'amplitude et/ou phase par un ou plusieurs moyens de correction desdits écarts 35 lorsqu'un ou plusieurs de ces derniers dépassent un seuil prédéterminé ; 27 le procédé de calibration étant caractérisé en ce que : le signal de calibration injecté est un signal de type « CHIRP » ou gazouillis. 5\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon la revendication 1, dans lequel le signal de calibration injecté de type CHIRP est un signal complexe s(t) de la forme s(t) = a(t). exp U. (p(0) où a(t) 0 est une amplitude passe-bas dont l'évolution temporelle est lente par rapport aux oscillations de la phase cp(t). 10\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le signal de calibration injecté est un signal de type « CHIRP » linéaire complexe périodisé s(t) de la forme s(t) = A. exp {j. (t)}, la fréquence A- F2-F1 t) 15 instantanée : f (t) = 1 -27r * dcp( -d t = FI. T1 évoluant suivant une fonction périodique de type dent de scie répétant suivant une période temporelle T1 un motif de rampe de fréquence variant linéairement entre une première valeur de fréquence F1 et une deuxième valeur de fréquence F2, 20 La première valeur de fréquence F1 étant égale à Fce BWchirp et la 2 deuxième valeur de fréquence F2 étant égale à Fce BW c2hirp , Fce désignant une fréquence centrale prédéterminée et BWchjrp désignant la largeur de - bande du CHIRP. 25\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le positionnement fréquentiel du signal de calibration injecté de type CHIRP est indépendant du plan de fréquence (402) des porteuses de trafic.\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le spectre du signal de calibration injecté de type CHIRP comporte un lobe principal qui a une largeur de bande Bchirp et qui est inclus en totalité dans la bande d'une porteuse de trafic. 28\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le spectre du signal de calibration injecté de type CHIRP comporte un lobe principal qui a une largeur de bande Bchirp et qui est inclus partiellement 5 dans la bande d'une porteuse de trafic.\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le spectre du signal de calibration injecté de type CHIRP comporte un lobe principal qui 10 a une largeur de bande Bchirp et qui est inclus en totalité dans une bande de garde des porteuses de trafic.\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans 15 lequel la première étape (304) consiste à générer et injecter des signaux de calibration en un point d'injection prédéterminé d'une voie d'accès d'entrée ou en plusieurs points prédéterminés associés chacun à une voie d'accès d'entrée différente, et 20 les signaux de calibration injectés sont des signaux de type « CHIRP » ou gazouillis de même largeur de bande centrés à des fréquences centrales différentes réparties régulièrement sur la bande de communication des porteuses de trafic. 25\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au cours de la troisième étape (308) le procédé d'estimation des écarts d'amplitude et/ou de phase entre les voies internes du sous-système multivoies à partir du signal de calibration injecté en entrée servant de 30 référence et du ou des signaux prélevés en sortie ou un algorithme de deuxième type fondé sur un filtrage adapté par corrélation.\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel 29 le signal de calibration injecté est un signal de type « CHIRP » linéaire complexe périodisé s(t) de la forme s(t) = A. exp {j. cp(t)} la fréquence instantanée f(t), exprimée par les équations : 1 4(0 F2 - F1 f (t) = * = F1 + t 2n- dt T1 évoluant suivant une fonction périodique de type dent de scie répétant 5 suivant une période temporelle T1 un motif de rampe de fréquence variant linéairement entre une première valeur de fréquence F1 et une deuxième valeur de fréquence F2, La première valeur de fréquence F1 étant égale à Fce BW chirp et la 2 deuxième valeur de fréquence F2 étant égale à Fce BW chirp , Fce désignant 10 une fréquence centrale prédéterminée et Bw - chirp désignant la largeur de bande du CHIRP ; et au cours de la troisième étape (308), les écarts d'amplitude Ail et/ou de phase APhi entre les voies internes du sous-système multivoies sont estimés à partir du signal de calibration injecté en entrée servant de 15 référence et du ou des signaux prélevées en sortie, en extrayant (452) pour chaque voie interne le signal de calibration du signal de trafic par un filtrage adapté qui maximise le rapport signal sur bruit du signal de calibration et qui maximise une fonction de corrélation entre les échantillons du signal prélevé en sortie et les échantillons du signal de 20 calibration comme réplique de référence, et en estimant (454) l'amplitude A et la phase Phi de chaque voie interne à partir du maximum de corrélation donnant le gain complexe et retard de propagation du signal de calibration depuis son point d' injection numérique jusqu'en sortie du filtrage adapté ; puis 25 en calculant (456) les écarts APhi des voies internes relativement à une voie de référence prédéterminée à partir des amplitude et phase estimés A/Phi de chaque voie.\n<CLM>\1\tProcédé de calibration d'un sous-système multivoies 30 radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel lorsque la charge utile de télécommunication est incluse en totalité dans et embarquée à bord d'un satellite, le système multivoies radiofréquence est 30 un MPA comportant deux matrices de Butler, avec la matrice de Butler d'entrée numérique ou analogique, sans réseau de formation de faisceaux BFN, intégré dans une antenne active ou pas ; ou un MPA avec un réseau de formation de faisceaux BFN en entrée 5 numérique ou analogique et une matrice de Butler en sortie, intégré au sein d'une antenne active ou pas ; ou un amplificateur multiport parallélisé MPPA comportant des amplificateurs parallélisés à l'intérieur d'un MPA, intégré au sein d'une antenne active ou pas ; ou 10 une antenne semi-active dite « Multimatrix » avec réflecteur, avec ou sans MPA ; ou une antenne active de type réseau à rayonnement direct DRA ou une antenne à sous-réflecteur alimenté par un réseau de sources AFSRA ou une antenne à réflecteur alimenté en son point focal par un réseau de sources 15 FAFR avec un BFN analogique ou numérique ; ou une fonction à bord nécessitant l'appairage en amplitude/phase de plusieurs voies entre elles ; et lorsque la charge utile de télécommunication est distribuée sur un 20 satellite et une station sol de formation de faisceaux, le système multivoies radiofréquence est une antenne active satellitaire en mode réception Rx avec formation effective de faisceaux au sol GBBF; ou une antenne active satellitaire en mode émission Tx avec formation 25 effective de faisceaux au sol GBBF, avec ou sans une fonction MPA ou MPPA entièrement à bord ou avec ou sans une fonction MPA ou MPPA dont la matrice de Butler d'entrée est distribuée au sol. 12 Procédé de calibration d'un sous-système multivoies 30 radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel la quatrième étape (310) est exécutée directement à bord du satellite ou au sol.\n<CLM>\1\tSystème de calibration d'un sous-système multivoies 35 radiofréquence (12 ; 32 ; 52 ; 72 ; 102 ;\n<CLM>\1\td'une charge utile de 31 télécommunications, la charge utile étant incluse en totalité dans et embarquée à bord d'un satellite ou distribuée sur un satellite et une station sol de formation de faisceaux, la calibration ayant lieu pendant que la charge utile est en opération, 5 le sous-système multivoies (12 ; 32 ; 52 ; 72 ; 102 ;\n<CLM>\1\tcomprenant : .- un premier nombre entier N, supérieur ou égal à 2, de voies d'accès en entrée, et .- un deuxième nombre entier M, supérieur ou égal à 2, de voies d'accès en sortie, et 10 .- un ensemble (26 ; 46 ; 66 ; 96 ,\n<CLM>\1\td'au moins deux voies internes, formées chacune d'une chaine de composants radiofréquence de même architecture, soit distribuant un même signal d'entrée fourni par une voie d'accès en entrée sur plusieurs voies d'accès en sortie, soit concentrant plusieurs signaux d'entrée fournis respectivement par plusieurs voies d'accès 15 en entrée sur une même voie d'accès en sortie ; et Le système de calibration comprenant un premier dispositif (212) d'injection d'un signal de calibration analogique ou numérique en un point d'injection prédéterminé d'une voie d'accès d'entrée ou en plusieurs points prédéterminés associés chacun à 20 une voie d'accès d'entrée différente ; et un deuxième dispositif (214) de prélèvement du signal de calibration injecté et propagé en un point de prélèvement prédéterminé d'une voie d'accès de sortie ou en plusieurs points de prélèvement prédéterminés associés chacun à une voie d'accès de sortie différente ; 25 un troisième dispositif (216) de calcul numérique, formé d'un ou plusieurs calculateurs électroniques, et configuré pour : .- générer un signal de calibration numérique correspondant à la version numérique ou analogique du signal de calibration injecté par le premier dispositif ; et 30 .- extraire le signal de calibration injecté à partir du ou des signaux prélevés en le point de prélèvement prédéterminé d'une voie d'accès de sortie ou en les points de prélèvement prédéterminés associés chacun à une voie d'accès de sortie différente et du signal de calibration généré ; .- estimer des écarts d'amplitude et/ou de phase entre les voies 35 internes du sous-système multivoies à partir du signal de calibration injecté 32 en entrée servant de référence et du ou des signaux de calibration extraits ; et .- corriger des écarts d'amplitude et/ou phase en commandant un ou plusieurs moyens de correction desdits écarts lorsqu'un ou plusieurs de 5 desdits écarts dépassent un seuil prédéterminé ; le système de calibration étant caractérisé en ce que le signal de calibration injecté est un signal de type « CHIRP » ou gazouillis.\n<CLM>\1\tSystème de calibration d'un sous-système multivoies 10 radiofréquence selon la revendication 13 dans lequel le signal de calibration injecté est un signal de type « CHIRP » linéaire complexe périodisé s(t) de la forme s(t) = A. exp (j. (p(t)}, la fréquence instantanée f(t), définie par les équations : 1.(t) = * de(t) = F1 + F2-F1 * t , 2n dt T1 15 évoluant suivant une fonction périodique de type dent de scie répétant suivant une période temporelle T1 un motif de rampe de fréquence variant linéairement entre une première valeur de fréquence F1 et une deuxième valeur de fréquence F2, la première valeur de fréquence F1 étant égale à Fce BWchirp et la 2 20 deuxième valeur de fréquence F2 étant égale à Fce BWc2hirp ,FCe désignant une fréquence centrale prédéterminée et BWchirp désignant la largeur de - bande du CHIRP ; et le positionnement fréquentiel du signal de calibration injecté de type CHIRP est indépendant du plan de fréquence des porteuses de trafic. 25\n<CLM>\1\tSystème de calibration d'un sous-système multivoies radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 13 à 14 dans lequel les premier et deuxième dispositifs (212 ;\n<CLM>\1\tsont configurés pour 30 générer et injecter des signaux de calibration en un point d'injection prédéterminé d'une voie d'accès d'entrée ou en plusieurs points prédéterminés associés chacun à une voie d'accès d'entrée différente, et les signaux de calibration injectés sont des signaux de type « CHIRP » ou gazouillis de même largeur de bande centrés à des fréquences centrales 33 différentes réparties régulièrement sur la bande de communication des porteuses de trafic.\n<CLM>\1\tSystème de calibration d'un sous-système multivoies 5 radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 13 à 15 dans lequel lorsque la charge utile de télécommunication est incluse en totalité dans et embarquée à bord d'un satellite, le système multivoies radiofréquence est 10 un MPA comportant deux matrices de Butler, avec la matrice de Butler d'entrée numérique ou analogique, sans réseau de formation de faisceaux BFN, intégré au sein d'une antenne active ou pas ; ou un MPA avec un réseau de formation de faisceaux BFN en entrée numérique ou analogique et une matrice de Butler en sortie, intégré au sein 15 d'une antenne active ou pas ; ou un amplificateur multiport parallélisé MPPA comportant des amplificateurs parallélisés à l'intérieur d'un MPA, intégré au sein d'une antenne active ou pas ; ou une antenne semi-active dite « Multimatrix » avec réflecteur, avec ou 20 sans MPA ; ou une antenne active de type réseau à rayonnement direct DRA ou une antenne à sous-réflecteur alimenté par un réseau de sources AFSRA ou une antenne à réflecteur alimenté en son point focal par un réseau de sources FAFR avec un BFN analogique ou numérique ; ou 25 une fonction à bord nécessitant l'appairage en amplitude/phase de plusieurs voies entre elles ; et lorsque la charge utile de télécommunication est distribuée sur un satellite et une station sol de formation de faisceaux, le système multivoies 30 radiofréquence est une antenne active satellitaire en mode réception Rx avec formation effective de faisceaux au sol GBBF, ou une antenne active satellitaire en mode émission Tx avec formation effective de faisceaux au sol GBBF, avec ou sans une fonction MPA ou 34 MPPA entièrement à bord ou avec ou sans une fonction MPA ou MPPA dont la matrice de Butler d'entrée est distribuée au sol.