WO1999054958A1 - Agencement de convertisseur de frequences pour antennes paraboliques - Google Patents

Agencement de convertisseur de frequences pour antennes paraboliques Download PDF

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    • H01Q5/45—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more feeds in association with a common reflecting, diffracting or refracting device

Definitions

  • the invention relates to a frequency converter arrangement for parabolic antennas for receiving signals with vertical and horizontal linear polarizations, emitted by two geostationary satellites at close distance from each other, of the type comprising two frequency converter devices intended for reception of the signal from a satellite, each device carrying means for orienting the receiving antenna elements in the plane of the received signal and means for adapting to the different elevations of the two satellites, by adjusting the support of the converter devices
  • each low-noise universal converter is produced, with its signal reception elements with vertical or horizontal polarization, in the form of an autonomous unit and the two converters are mounted on the support, orientable so to be able to be placed in the plane of the signals to be received, the support itself being mobile to adapt to the elevation differences of the two satellites
  • the arrangement according to the invention is characterized in that the outlet parts of the two converter devices are produced in the form of a single piece while the inlet parts are separated and selectively mounted on the workpiece. monobioc, the arrangement being rotatably mounted about an axis parallel to the two inlet parts 2
  • each input part comprises means for converting the linearly polarized signals received into signals with circular polarization and the output part of each device comprises means for converting the circularly polarized signals into signals with 5 linear polarization
  • each input part comprises a waveguide element mounted on an output waveguide element secured to the single piece, in axial alignment with and angularly movable relative to it.
  • FIG. 1 is a perspective view of a parabolic antenna equipped with a one-piece converter arrangement according to the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of the one-piece arrangement according to the invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of the arrangement according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the reception waveguide of a converter according to the invention.
  • FIG. 5 is a sectional view along the line V-V of Figure 3
  • FIG. 1 shows a parabolic antenna 1 equipped with a low noise source arrangement 2 according to the present invention
  • This arrangement is designed to allow the reception of signals with linear, horizontal or 3 vertical, transmitted by two geostationary satellites from a relatively short distance from each other
  • Each satellite can transmit on two frequency bands, a low band ranging from 10.7 GHz to 11.7 GHz and a high band going from 1 1, 7 GHz to 12.75 GHz
  • the converter arrangement converts the total band from 1 1, 7 to 12.75 GHz in a band from 0.950 to 2, 150 GHz
  • the signals thus converted are transmitted to a receiver 3
  • the latter can therefore receive signals transmitted by satellite A1 (not shown), with linear horizontal or vertical polarization, situated either in the low band or in the high band and signals from the second satellite A2 (not shown).
  • the arrangement comprises two low noise converters 5 and 6, commonly called in the LNB technique (Low Black Block) each comprising a waveguide 7 and 8 respectively.
  • waves 7 and 8 comprises an input waveguide element 9 forming a source and an output waveguide element 10
  • the elements 10 are fixedly mounted on a support housing 12 which houses the electronic device mounted on a plate printed circuit 13 It is the output 14 of this plate which is connected by a coaxial cable 15 to the receiver 3
  • Each input waveguide element 9 is axially aligned with the output element 10 and is angularly mounted thereon.
  • the element 10 carries at its front end a flange 17 and the end rear of element 9 is provided with a flange 1 8
  • the two elements are assembled by connecting the two flanges 17, 18 using screws 19
  • the screw opening 19 is made in the flange 18 in the form of an arcuate oblong hole 20
  • Each input waveguide element 9 is provided with means for converting signals with linear vertical or horizontal polarization into circular polarization signals in either direction of rotation.
  • These converting means are formed by a Teflon strip 22 which extends inside the element 9 in the longitudinal direction thereof
  • the blade 22 is fixed diagonally in the element 9 by engaging by its longitudinal edges in grooves 23 in the internal face of the element 9
  • the ends of the Teflon blade 22 are configured in dovetail
  • the two output waveguide elements 10 also house a Teflon blade indicated at 25 which has substantially the same shape as the blade 22 and is mounted in the same way but angularly offset by 90 °
  • This blade 25 constitutes a means for converting signals with circular polarization produced by the wave element 9 into signals with linear linear polarization wedge or horizontal
  • At the rear end of the output waveguide element 1 0 are provided, as can be seen more clearly in FIG.
  • two antenna elements 27, 28 produced in the form of points projecting radially towards the inside of the internal face of the element 10, while being angularly offset by 90 °
  • the element 27 extends horizontally and is used for receiving signals with horizontal polarization while the element 28 is oriented vertically to reception of vertically polarized signals
  • each converter device 5, 6 are connected via an amplifier 30 to an input of a polarization switch 32 whose output is connected via an amplifier 33 to one of the two inputs of a position switch 35
  • An amplifier 36 connects the output of the latter to the input of a divider 37 which has a first output circuit comprising a mixer 38 with which is associated a local oscillator 39 and an amplifier 40 and a second output circuit which includes a mixer 41 - local oscillator 42 TRACK of an amplifier 43
  • Each output circuit is connected to one of the two inputs of a frequency band switch 44 whose output is connected to the output terminal 14 of the arrangement which, on the other hand, is connected by the coaxial cable 15 to the receiver 3
  • the signal plane of the satellite A1 or A2 coincides with the orientation of the antenna elements 27, 28 of the converter 5 or 6
  • the adjustment is made by rotation according to the appropriate angle of the element input waveguide 9 of each converter
  • the angular position of the support box 12 is also adjusted according to the different elevations of the two antennas, by rotation of the arrangement around an axis parallel to the input parts 9
  • each program is identified by the satellite A1 or A2 which transmits it, by the type of polarization which is vertical or horizontal. and by the low or high frequency band that the program occupies
  • the receiver 3 switches the polarization switch 32 of the appropriate converter to the type of polarization of the program signals. This switching is effected by sending the appropriate polarization selection signal SP, namely d '' a continuous signal of 12 volts if the polarization is vertical or of a signal of 18 volts if the polarization is horizontal Then, after a predetermined delay the receiver selects the satellite A1, A2 This selection is made by sending or not sending of a certain number of successive bursts of oscillations, constituting the signal 6
  • the arrangement of the universal converter block according to the invention is particularly suitable for the reception of satellite distant from each other by 6 degrees.
  • the arrangement can be used with antennas with a diameter of 80 cm and an F / D ratio of 0.6
  • the source arrangement is mounted on the antenna arm to allow adjustment of the relative elevation of a converter relative to to the other of +/- 4 degrees

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Abstract

Agencement de convertisseur de fréquences pour antennes paraboliques de réception de signaux à polarisations linéaires verticale et horizontale, émis par deux satellites géostationnaires à faible distance l'un de l'autre. L'agencement est du type comprenant deux dispositifs convertisseurs (5, 6) destinés à la réception du signal provenant d'un satellite, chaque dispositif portant des moyens assurant que les éléments d'antenne de réception soient orientés dans le plan du signal reçu et des moyens adaptateurs aux élévations différentes des deux satellites, par rotation du support des dispositifs convertisseurs. L'agencement est caractérisé en ce que les parties de sortie (10) des deux dispositifs convertisseurs (5, 6) sont réalisés sous forme d'une pièce monobloc (12), tandis que les parties d'entrée (9) sont séparées et montées sélectivement orientables sur la pièce monobloc (12), l'agencement étant monté rotatif autour d'un axe parallèle aux deux parties d'entrée (9).

Description

Agencement de convertisseur de fréquences pour antennes paraboliques
L'invention concerne un agencement de convertisseur de fréquences pour antennes paraboliques de réception de signaux à polarisations linéaires verticale et horizontale, émis par deux satellites géostationnaires à faible distance l'un de l'autre, du type comprenant deux dispositifs convertisseurs de fréquence destinés à la réception du signal provenant d'un satellite, chaque dispositif portant des moyens d'orientation des éléments d'antenne de réception dans le plan du signal reçu et des moyens adaptateurs aux différentes élévations des deux satellites, par ajustement du support des dispositifs convertisseurs
Dans les agencements connus de ce type, chaque convertisseur universel à faible bruit est réalisé, avec ses éléments de réception des signaux à polarisation verticale ou horizontale, sous forme d'une unité autonome et les deux convertisseurs sont montés sur le support, orientables de façon à pouvoir être placés dans le plan des signaux devant être reçus, le support étant lui- même mobile pour assurer l'adaptation au différences d'élévation des deux satellites
Ces agencements connus présentant l'inconvénient d'avoir une structure complexe et d'être d'un coût de fabrication élevé
L'invention a pour but de proposer un agencement de convertisseur qui pallie les inconvénients de l'état de la technique
Pour atteindre ce but, l'agencement selon l'invention est caractérisé en ce que les parties de sortie des deux dispositifs convertisseurs sont réalisées sous forme d'une pièce monobloc tandis que les parties d'entrée sont séparées et montées sélectivement orientables sur la pièce monobioc, l'agencement étant monté rotatif autour d'un axe parallèle aux deux parties d'entrée 2
Selon une caractéristique de l'invention, chaque partie d'entrée comporte des moyens de conversion des signaux à polarisation linéaire reçus en signaux à polarisation circulaire et la partie de sortie de chaque dispositif comporte des moyens de conversion des signaux à polarisation circulaire en signaux à 5 polarisation linéaire
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque partie d'entrée comporte un élément guide d'ondes monté sur un élément guide d'ondes de sortie solidaire de la pièce monobloc, en alignement axial avec et angulairement 10 mobile par rapport à celui-ci
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés 15 donnés uniquement à titre d'exemples illustrant un mode de réalisation de l'invention et sur lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective d'une antenne parabolique équipée d'un agencement de convertisseur monobloc selon la présente invention ,
20
- la figure 2 est une vue en perspective de l'agencement monobloc selon l'invention ,
- la figure 3 est une vue schématique de l'agencement selon l'invention ,
25
- la figure 4 est une vue schématique en perspective du guide d'ondes de réception d'un convertisseur selon l'invention, et
- la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 3
3 J0
La figure 1 montre une antenne parabolique 1 équipée d'un agencement de source à faible bruit 2 selon la présente invention Cet agencement est conçu pour permettre la réception des signaux à polarisation linéaire, horizontale ou 3 verticale, émis par deux satellites géostationnaires d'une distance l'un de l'autre relativement faible Chaque satellite peut émettre sur deux bandes de fréquence, une bande basse allant de 10,7 GHz à 1 1 ,7 GHz et une bande haute allant de 1 1 ,7 GHz à 12,75 GHz L'agencement convertisseur convertit la bande totale de 1 1 ,7 à 12,75 GHz en une bande de 0,950 à 2, 150 GHz Les signaux ainsi convertis sont transmis à un récepteur 3 Celui-ci peut donc recevoir des signaux émis par le satellite A1 (non représenté), à polarisation linéaire horizontale ou verticale, se situant soit dans la bande basse, soit dans la bande haute et des signaux en provenance du deuxième satellite A2 (non représenté), à polarisation linéaire horizontale ou verticale et se trouvant soit dans la bande basse soit dans la bande haute Lorsque l'utilisateur souhaite sélectionner un programme, il actionne un organe sélecteur du récepteur 3 qui assure alors la sélection du satellite A1 ou A2, la polarisation verticale ou horizontale et de la bande basse ou haute par envoi d'un signal de sélection approprié, respectivement SA, SP et SB Ces signaux de sélection commandent des commutateurs prévus dans l'agencement, comme on le verra lors de la description de la structure de celui-ci
Comme on le voit sur les figures 2 et 3, l'agencement comporte deux convertisseurs à faible bruit 5 et 6, communément appelés dans la technique LNB (Low Noire Bloc) comportant chacun un guide d'ondes respectivement 7 et 8 Chaque guide d'ondes 7 et 8 comporte un élément guide d'ondes d'entrée 9 formant source et un élément guide d'ondes de sortie 10 Les éléments 1 0 sont montés fixes sur un boîtier de support 12 qui loge le dispositif électronique monté sur une plaque à circuit imprimé 13 C'est la sortie 14 de cette plaque qui est reliée par un câble coaxial 15 au récepteur 3
Chaque élément guide d'ondes d'entrée 9 est axialement aligné avec l'élément de sortie 10 et est monté angulairement mobile sur celui-ci A cette fin, l'élément 1 0 porte à son extrémité avant une bride 17 et l'extrémité arrière de l'élément 9 est pourvue d'une bride 1 8 L'assemblage des deux éléments se fait par liaison des deux brides 17, 18 à l'aide de vis 19 Pour assurer la rotation de l'élément de guide d'ondes 9 par rapport à l'élément de sortie 10, selon un 4 angle prédéterminé, l'ouverture de passage des vis 19 est réalisée dans la bride 18 sous forme d'un trou oblong arqué 20
Chaque élément guide d'ondes d'entrée 9 est pourvu de moyens convertisseurs de signaux a polarisation linéaire verticale ou horizontale en signaux de polarisation circulaire dans l'un ou l'autre sens de rotation Ces moyens convertisseurs sont formés par une lame de Téflon 22 qui s'étend à l'intérieur de l'élément 9 dans la direction longitudinale de celui-ci La lame 22 est fixée diagonalement dans l'élément 9 en s'engageant par ses bords longitudinaux dans des rainures 23 dans la face interne de l'élément 9 Les extrémités de la lame de Téflon 22 sont configurées en queue d'aronde Les deux éléments guide d'ondes de sortie 10 logent également une lame de Téflon indiquée en 25 qui présente sensiblement la même forme que la lame 22 et est montée de la même manière mais angulairement décalée de 90° Cette lame 25 constitue un moyen convertisseur des signaux à polarisation circulaire produit par l'élément d'ondes 9 en signaux à polarisation linéaire verticale ou horizontale A l'extrémité arrière de l'élément guide d'ondes de sortie 1 0 sont prévus, comme on le voit plus clairement sur la figure 4, deux éléments d'antenne 27, 28 réalisés sous forme de pointes faisant saillie radialement vers l'intérieur de la face intérieure de l'élément 10, tout en étant angulairement décalés de 90° L'élément 27 s'étend horizontalement et sert à la réception des signaux à polarisation horizontale tandis que l'élément 28 est orienté verticalement pour la réception des signaux à polarisation verticale
En se référant à la figure 3, on constate que les éléments d'antenne 27 et 28 de chaque dispositif de convertisseur 5, 6 sont reliés par l'intermédiaire d'un amplificateur 30 à une entrée d'un commutateur de polarisation 32 dont la sortie est reliée par l'intermédiaire d'un amplificateur 33 à une des deux entrées d'un commutateur de position 35 Un amplificateur 36 relie la sortie de ce dernier à l'entrée d'un diviseur 37 qui comporte un premier circuit de sortie comprenant un mélangeur 38 auquel est associé un oscillateur local 39 et un amplificateur 40 et un deuxième circuit de sortie qui comprend un ensemble mélangeur 41 - oscilateur local 42 SUIVI d'un amplificateur 43 L'oscillateur local 5
39 produit un signal de 9,75 GHz et l'oscillateur 42 un autre signal de 10,6 GHz Chaque circuit de sortie est relié à l'une des deux entrées d'un commutateur de bande de fréquence 44 dont la sortie est reliée à la borne de sortie 14 de l'agencement qui en revanche est connecté par le câble coaxial 15 au récepteur 3
On décrira ci-après le fonctionnement de l'agencement de convertisseur qui vient d'être décrit On suppose que le convertisseur 5 est destiné a la réception des signaux du satellite A1 et le convertisseur 6 à la réception des signaux du satellite A2
Tout d'abord on assure que le plan des signaux du satellite A1 ou A2 coïncide avec l'orientation des éléments d'antenne 27, 28 du convertisseur 5 ou 6 L'ajustage se fait par rotation selon l'angle approprié de l'élément guide d'ondes d'entrée 9 de chaque convertisseur On ajuste également la position angulaire du boîtier support 12 en fonction des élévations différentes des deux antennes, par rotation de l'agencement autour d'un axe parallèle aux parties d'entrée 9
Après cette opération de réglage, l'agencement est prêt pour la réception des programmes que transmettent les deux satellites Dans le récepteur 3, chaque programme est identifié par le satellite A1 ou A2 qui le transmet, par le type de polarisation qui est vertical ou horizontal et par la bande de fréquence basse ou haute que le programme occupe
Lorsque l'utilisateur sélectionne un programme, le récepteur 3 commute le commutateur de polarisation 32 du convertisseur approprié sur le type de polarisation des signaux du programme Cette commutation s'effectue par l'envoi du signal de sélection de polarisation SP approprié, à savoir d'un signal continu de 12 volts si la polarisation est verticale ou d'un signal de 18 volts si la polarisation est horizontale Puis, après un délai prédéterminé le récepteur sélectionne le satellite A1 , A2 Cette sélection se fait par l'envoi ou non envoi d'un certain nombre de salves successives d'oscillations, constituant le signal 6
SA de 22 kHz selon que le programme est émis par l'un ou l'autre satellite Ensuite, après le délai de temps de sélection du satellite, le récepteur s'accorde sur la bande de fréquence, en envoyant le signal de sélection de bande de fréquence SB au commutateur 43 sous forme d'un signal de modulation de 0 ou 22 kHz La commande, qui vient d'être décrite, est connue sous les termes des DiSEqC (contrôle numérique des périphériques en réception satellite)
A titre d'exemple, l'arrangement du bloc de convertisseur universel selon l'invention, qui vient d'être décrite, est particulièrement approprié pour la réception de satellite éloigné l'un de l'autre de 6 degrés L'agencement peut être utilisé avec des antennes d'un diamètre de 80 cm et d'un rapport F/D de 0,6 L'agencement de source est monté sur le bras d'antenne pour permettre un ajustage d'élévation relative d'un convertisseur par rapport à l'autre de +/- 4 degrés

Claims

7Revendications
1 . Agencement de convertisseur de fréquences pour antennes paraboliques de réception de signaux à polarisations linéaires verticale et horizontale, émis par deux satellites geostationnaires à faible distance l'un de l'autre, du type comprenant deux dispositifs convertisseurs destinés à la réception du signal provenant d'un satellite, chaque dispositif portant des moyens assurant que les éléments d'antenne de réception soient orientés dans le plan du signal reçu et des moyens adaptateurs aux élévations différentes des deux satellites, par rotation du support des dispositifs convertisseurs, caractérisé en ce que les parties de sortie (10, 13) des deux dispositifs convertisseurs (5, 6) sont réalisés sous forme d'une pièce monobloc (12), tandis que les parties d'entrée (9) sont séparées et montées sélectivement orientables sur la pièce monobloc (12), l'agencement étant monté rotatif autour d'un axe parallèle aux deux parties d'entrée (9).
2. Agencement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque partie d'entrée d'un dispositif convertisseur (5, 6) comporte des moyens (22) de conversion des signaux à polarisation linéaire reçus en signaux à polarisation circulaire et la partie de sortie (10) comporte des moyens (25) de conversion des signaux à polarisation circulaire en signaux à polarisation linéaire.
3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque partie d'entrée (9) comporte un élément guide d'ondes monté sur un élément guide d'ondes de sortie (10), solidaire de la pièce monobloc (12), en alignement axial avec et angulairement mobile par rapport à l'élément de sortie.
4. Agencement selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de conversion sont formés par une lame avantageusement en Téflon (22, 25) montée dans un plan diamétral de l'élément guide d'ondes d'entrée ou de sortie (9, 10), ce dernier étant du type à section transversal circulaire. 8
5 Agencement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque élément guide d'ondes de sortie (10) comporte des éléments d'antenne (27, 28) pour la réception des signaux à polarisation linéaire horizontale et verticale, que chaque élément d'antenne est relié à une entrée d'un commutateur de polarisation (32), que les sorties des commutateurs (32) sont reliées aux deux entrées d'un commutateur de sélection de satellite (35) dont la sortie et relié à deux circuits parallèles comportant chacun un mélangeur (38, 41 ) auquel est associé un oscillateur local (39, 42) et relié à un commutateur de sélection de bande de fréquence (44) dont la sortie est relié à la sortie (14) de connexion au récepteur (3), de l'agencement, les commutateurs (32, 35 et
44) étant commandés par le récepteur (3)
PCT/FR1999/000918 1998-04-20 1999-04-19 Agencement de convertisseur de frequences pour antennes paraboliques Ceased WO1999054958A1 (fr)

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