L'invention se rapporte à un terminal utilisateur bi-directionnel à fréquences d'émission configurables, notamment à un terminal satellite avec voie de retour susceptible de fonctionner dans une bande de fréquence telle que les bandes Ku, Ka ou autre.
La présente invention sera décrite en se référant à un terminal bi-directionnel fonctionnant en bande Ka.
Ainsi, la figure 1 illustre un exemple d'architecture classique d'un circuit de transposition de fréquences ou BUC (Block Up Conversion) en bande Ka placé dans une unité extérieure (ou ODU pour « Outdoor Unit ») de transmission. Le signal RF à une fréquence intermédiaire IF dans la bande 0.95-1.45GHz est issu de l'unité intérieure (ou IDU pour « indoor unit ») et est transposé en bande Ka en mettant en oeuvre un mélangeur sous-harmonique (X2) et un oscillateur local (ci-après OL) opérant en bande Ku. La sortie du mélangeur X2 est envoyée sur un filtre passe-bande 1. En effet, un filtrage passe bande très sélectif est nécessaire pour éliminer en particulier la composante résiduelle en bande Ka (2*OL) et qui se trouve à deux fois la fréquence de l'oscillateur local, qui ne doit pas être rayonnée par le terminal.
De manière connue, la sortie du filtre 1 est envoyée sur un amplificateur 2 dont la sortie est connecté à la source 3 d'une antenne 4.
Pour des raisons de mise en oeuvre, les opérateurs souhaitent une application en bande Ka avec une émission large bande sélectionnable dans deux bandes de fréquences, par exemple la bande 28.4-28.6GHz et la bande 29.5-30 GHz, l'une ou l'autre des bandes de fréquence étant affectée à l'utilisateur suivant son besoin et/ou sa situation géographique. Dans le cas d'un tel déploiement, les bandes d'émission correspondent à des fréquences de l'oscillateur local OL du BUC, respectivement de 13.725 GHz et 14.275 GHz. Les composantes gênantes à filtrer correspondant à 2*OL sont alors 27.45 et 28.55 GHz. Comme représenté sur la figure 2 qui illustre les plans de fréquence correspondant aux deux fréquences émises en bande Ka (respectivement en bande haute et en bande basse), les composantes 2*OL (28.55 GHz et 27,45 GHz) sont en dehors des plans. Une approche classiquement mise en oeuvre dans ce cas est de proposer deux types de terminaux distincts capables de couvrir l'une ou l'autre des bandes de fréquence, ceci au détriment du coût du terminal.
Le document
L'invention propose donc un produit évolutif capable de couvrir plusieurs bandes ou sous bandes, dont la configuration est aisée et peut être faite sur site sans l'intervention d'un professionnel afin de réduire sensiblement les coûts d'installation.
D'autre part, l'invention propose un seul type de terminal permettant de couvrir les différentes bandes, ce qui présente un intérêt économique important. De ce fait, la minimisation des coûts d'industrialisation et l'augmentation des volumes de production permettent de diminuer les coûts du terminal. De plus, un même produit peut être utilisé par plusieurs opérateurs.
L'invention concerne plus particulièrement une unité extérieure d'un terminal de réception incluant une voie de retour. Cette voie de retour (BUC) comporte :
Selon une caractéristique de l'invention, le capot du guide d'onde transforme le guide d'onde en filtre réjecteur de bande qui rejette une bande correspondant à une fuite de la fréquence de transposition dans la large bande.
Selon un premier mode de réalisation, le capot est soit un capot plat, soit un capot incluant des cavités résonantes couplées par fente.
Selon un autre mode de réalisation, le guide d'onde comporte des cavités résonantes couplées par fente, et le capot est soit un capot plat, soit un capot comportant des éléments venant électriquement boucher les fentes.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels :
La figure 3 illustre l'architecture radio d'un BUC conforme à la présente invention dans le cas d'un terminal bi-directionnel fonctionnant en bande Ka. Le BUC proposé est capable de couvrir les deux bandes de fréquence précitées, à savoir 28.4-28.6GHz et 29.5-30 GHz. Comme expliqué ci-après avec référence à la figure 7, le BUC met en oeuvre un filtrage passe bande large bande couvrant les deux bandes de fréquence, à savoir 28.4-30 GHz, et capable de rejeter la fréquence à 2*OL la plus basse (correspondant à la bande basse BB).
De manière plus spécifique, la voie de retour au BUC de la figure 3 comporte donc un mélangeur sous harmonique X2 recevant respectivement en entrée le signal RF à la fréquence intermédiaire IF dans la bande 0.95-1.45 GHz et le signal issu d'un oscillateur local 10 dont la fréquence d'oscillation OL est ajustable à 13.725 GHz ou 14.275 GHz en fonction de la bande de fonctionnement haute ou basse choisie.
La sortie du mélangeur X2 est envoyée sur un filtre passe-bande 11 couvrant les deux bandes, à savoir 28.4-30 GHz, dans le mode de réalisation représenté. La sortie du filtre passe-bande 11 est envoyée sur un filtre réjecteur 12. Conformément à l'invention, le filtre réjecteur 12 est un filtre configurable et est capable de rejeter efficacement la fréquence à 2*OL la plus haute (correspondant à la bande haute BH). Le filtre réjecteur 12 est, par exemple, un filtre réjecteur en guide d'onde qui peut être aisément raccordé à un filtre passe bande présentant lui-même des accès guide. Le filtre réjecteur 12 est connecté à la source de l'antenne 4.
Un exemple de filtre réjecteur ou filtre stop-bande est représenté sur la figure 4a. Il s'agit dans ce cas d'un filtre à trois pôles, à savoir d'un guide d'onde rectangulaire 20 couplé par des fentes 21 à trois cavités résonnantes 22 accordées sur la fréquence à rejeter. De manière plus spécifique, les cavités résonnantes 20 qui forment des éléments résonnants LC ont une longueur sensiblement égales à λg/2 où λg est la longueur d'onde guidée calculée à la fréquence de réjection. Les cavités sont couplées au guide principal par des fentes inductives 21. La distance entre deux fentes est égale, de préférence, à 3λg/4 pour éviter des effets de couplage entre les fentes, bien que théoriquement, elle pourrait être de λg/4.
Le terminal ainsi décrit peut être configuré de manière très simple en modifiant la fréquence de l'oscillateur local 10 et en activant /désactivant le filtre réjecteur 12. La modification de la fréquence de l'oscillateur local 10 se fait par exemple de manière 'mécanique' par action sur un interrupteur accessible par l'opérateur. En variante, la modification de la fréquence de l'oscillateur local peut aussi se faire par l'intermédiaire de l'unité intérieure ou IDU qui commande alors l'unité externe ou ODU par un bus de type Disecq par exemple.
On considère que le filtre réjecteur fait partie intégrante de la source (feed) de l'antenne, afin que le surcoût apporté par cette fonction reste minime. Pour activer ou désactiver un filtre réjecteur du type de celui représenté à la figure 4, à savoir pour rendre ce filtre configurable, deux modes de réalisation suivants sont possibles :
Le premier mode de réalisation, représenté sur les figures 5a et 5b, consiste en structure guidée 30 dont le capot 31 est plat si aucun filtrage stop-bande n'est requis, comme représenté sur la figure 5a. Dans le cas contraire, ce capot est remplacé par un capot 32 qui contient les fentes 33 de couplage ainsi que les cavités résonnantes 34, comme représenté sur la figure 5b.
Le deuxième mode de réalisation, représenté sur les figures 6a et 6b, consiste en une structure guidée 40 incluant les fentes de couplage 41 et les cavités résonnantes 42 mais ouvertes sur leur partie supérieure. Dans le cas d'un guide non-filtrant le capot 43 comprend des éléments profilés 44 permettant de boucher les ouvertures que sont les fentes 41 et les cavités ouvertes 42 comme montré sur la figure 6a. Dans le cas inverse, le guide devient filtrant en fixant simplement un capot plat 45 par-dessus la structure guidée 40.
La figure 7 illustre les deux plans de fréquence sur la figure 6b (bande basse et bande haute) avec commutation de l'oscillateur local à la fréquence OL et activation/désactivation d'un filtre réjecteur à 28.55GHz.
Ce terminal évolutif peut être aisément configuré par l'utilisateur sans intervention d'un professionnel, grâce à un interrupteur manuel (ou automatique commandé par l'IDU) et par une modification du filtrage en changeant le capot d'un guide d'onde. Ce système permet de diminuer sensiblement le coût d'installation. Dans le même soucis de réduction des coûts d'installation des terminaux, cette technique peut être sur étendue à tout autre dispositif émission multi-bandes.
La présente invention a été décrite en se référant à un terminal fonctionnant en bande Ka avec un filtre réjecteur constitué par un guide d'onde rectangulaire à 3 pôles, il est évident pour l'homme de l'art qu'elle peut être utilisée dans des terminaux fonctionnant dans d'autres bandes et avec des filtres réjecteurs en guide d'ondes différents. Par exemple, la présente invention peut également mise en oeuvre dans des terminaux utilisateur multi-bandes haute fréquence pour des applications de type MMDS (Microwave Multipoint Distribution System) opérant dans les bandes 40GHz.
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