[发明专利]一种通信卫星转发器双频带功放备份环及切换方法

说明书

一种通信卫星转发器双频带功放备份环及切换方法，根据通信卫星转发器功放备份环设计要求和特点，将有频带重叠部分的两种不同工作频带的功放利用环形微波开关矩阵连接，完成宽频带内功放备份环可靠性设计。本发明主要针对利用备份环方式提高可靠性设计的通信卫星载荷，通过本发明提供的方法，可以实现两种工作频带功放在轨故障时的不中断备份，提高了转发器设计可靠度；扩展了卫星转发器工作带宽，将原有支持500MHz工作频带的功放备份环扩展到支持800MHz频带带宽，保证了卫星服务带宽要求。

技术领域

本发明涉及一种通信卫星转发器双频带功放备份环及切换方法，属于通信卫星有效载荷技术领域。

背景技术

在通信卫星载荷转发器可靠性设计中，对关键信道上的接收机、功放均要进行备份考虑，这样就要对关键设备设计一定数量的微波开关组成备份环开关矩阵。在通信卫星服务频段3400MHz～4200MHz带宽范围内，卫星转发器功放最大工作带宽是500MHz，无法满足使用需求。通常需要采用两种不同工作带宽的功放覆盖整个服务带宽。

为了满足卫星可靠性设计，需要对两种工作带宽的功放进行备份设计。但是目前并没有成熟的双频带功放备份环设计方法，通常采用独立的两个不同工作频带功放备份环完成设计，导致备份功放利用率不高，设计复杂度高，转发器可靠性低。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服了目前通信卫星转发器不同工作频带功放备份环需要独立设计导致设计效率低，备份功放利用率低的缺点，提供一种双频带功放备份环，实现了两种工作频带功放在轨故障时的不中断备份，提高了转发器设计可靠度。扩展了卫星转发器工作带宽，将原有支持500MHz工作频带的功放备份环扩展到支持800MHz频带带宽，保证了卫星服务带宽要求。

本发明解决的技术方案为：一种通信卫星转发器双频带功放备份环，包括C开关、T开关和不同的两种工作频带的功放，不同的两种工作频带的功放需要覆盖设定的整个带宽，两种工作频带有重叠的频率部分；

T开关，包括：传递T开关、节点T开关和普通T开关；节点T开关作为环的中心，其余节点T开关和部分普通T开关连接形成圆环；C开关通过一个传递T开关连接到环上的节点T开关上，其余普通T开关均匀分布连接在位于环中心的节点T开关与环上节点T开关之间。

不同的两种工作频带的功放需要覆盖设定的整个带宽为3400MHz～4200MHz。

普通T开关连接的功放作为主份的功放，C开关连接的功放作为备份的功放，备份的功放的频率设置在同一个工作频带内。

设定两种工作频带中的低端频带功放的数量为m，工作频率为两种工作频带重叠部分的功放数量为n；两种工作频带中高端频带功放的数量为k；mn，kn，m+k-2n为备份环中功放总数。

两种工作频带中低端频带的频率范围为3400MHz～3900MHz，高端频带的频率范围为3700MHz～4200MHz。

备份环中的1个功放需要连接在T开关或C开关上，T开关连接的功放为主份功放；C开关连接的功放为备份功放，相邻两个T开关之间通过电缆连接。

传递T开关为连接工作频率为两种工作频带重叠部分的功放的T开关。

节点T开关为不连接功放只连接电缆的T开关。

普通T开关为连接工作频率为两种工作频带之一的功放的T开关。

其余普通T开关均匀分布连接在位于环中心的节点T开关与环上节点T开关之间具体为：其余普通T开关分为三组，每组串联一端连接在位于环中心的节点T开关，另一端连接在环上节点T开关。

一种通信卫星转发器双频带功放备份环的切换方法，步骤如下：