[发明专利]可连接冗余信道的C型交换网络

说明书

本发明涉及的是为了允许在多信道处理线路中有冗余量而专门设计的交换网络，比如在通信卫星有效加载中所用的那些多信道线路。

由于不可能对进入轨道时的卫星进行修理，其某些设备都增加一些备用设备；这些备用设备也称为冗余设备，它们只是在标准设备有故障的情况下才起动。为此必须在并联安装的标准或冗余设备的上游方和下游方设计一些交换网络(也称为交换器矩阵)，它们有不同数量的输入端和输出端，它们彼此是对称的而且适合同步控制，因而它们的配置任何时候都是彼此对称的并且使有效加载余量对当时真正可使用设备的一致性关系不大。

人们很容易理解到，出现故障的危险性对于有效装置来说比对于一些无源元件来说就更加重要了。

这些故障的危险尤其是可在通信卫星的有效加载中出现，这些通信卫星典型地包括一个或多个接收天线；一个接收电路；一个信息分离级，对应各信道的信号可在该信息分离级中分离；一个处理级，主要用于对这些信号进行放大；一个多路转换传输级和一个与发射天线相连的发射电路。

实际经验表明：放大装置可能易受损坏并因此而主要作了这样的考虑，可用于放大信号的信道数相应地要大于待处理的信号数(或大于标准信道数)，这才发展了交换网络。

同样可表明的是：接收电路和发射电路，它们都带有与要进行信息分离或多路转换的信号有相同数量的处理线路，就它们本身来说也容易出现故障；在那儿设计一些备用的处理线路相当有用。

如果n是标准设备数，而p是备用设备数，则上游(或下游)交换网络就应该有n个输入端和n＋p个输出端(或者相反)。

显然地：这些上游及下游网络都是指定用来利用n个设备保持一种正常功能，直到总的故障数为p。这也只是根据卫星任务受到影响而出现一种故障时的情况。

因此就提出了构思交换网络的问题，这些交换网络允许从一系列n个标准设备开始应付在工作状态下这些标准设备或冗余设备中所相继出现的任何连续的p项损坏性故障。

大家都容易理解：这个问题比n和p为大数目时更复杂。

也可以这样理解：解决的办法与所用交换器的类型有关。这里所限定的是有四个引线的交换(接线)器。

其实大家都知道下列三大类交换(接线)器：

-C型交换器(有时也叫作DPDT)适合于以90°的转距旋转并适于把任何指定的引线连接到邻近引线的一个或另一个上，但从来不会连接到与其相对的引线上；这些交换(接线)器事实上只有两种不同的连接配置；

-R型交换(接线)器适合于以45°的转距旋转并适于把任何一个指定的引线连接到其它三个引线中的任何一个上，只有相对引线间的连接情况导致了每个另外引线的绝缘；这些交换(接线)器都有四种不同的连接配置(包括两种C型交换器的连接配置)；

-T型交换(接线)器适合于以45°的转距旋转并且适合于把任何一个指定的引线与任何一个另外的引线连接，同时还连接了另外两个引线，在相对引线之间的连接情况导致了一种其它引线的交叉连接；这些交换(接线)器有三种不同的连接配置(两种移相90°的配置对应沿直线的连接，在这里确定了四个引线的相同连接方式，与R型交换(接线)器的情况不同)。

这些不同的交换(接线)器在波导工艺及同轴型工艺方面得到应用。

最常用的交换(接线)器是R型和T型的交换器，主要是在电信有效加载处理(放大)级的上游及下游。

本发明相反地还涉及了C型交换(接线)器的情况。到目前为止、这些C型交换器都已经用在接收级或发射级的上游和下游，因而选取很小的n值及p值(n小于或等于3；p小于或等于2)。

对于较大的n值或p值来说，本技术领域的专业人员都倾向于认为：C型交换(接线)器先天地根本不如R型或T型交无器更适合：既然C型交换器只有两种配置，那么合乎逻辑的推测是：对于给定的一些n和p值来说，无疑C型交换(接线)器比T型或R型交换器更加需要。这可解释为，对于分别大于3和2的n和p值来说目前人们只熟悉T型和/或R型交换网络至于对具有n个输入端和n＋p个输出端(或相反)的交换网络所要给出的结构也完全缺乏信息，这种结构可保证人们能够把n个输入端的任何一种组合与在n个标准输出端及p个冗余输出端之间所选择的n个输出端的任何一种组合相连接，因而也就保证了人们能够确保每个输入端与一个输出端的连接直到出现可使p个输出端不能使用的故障。