Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

4.3.3
Definition of a Transponder
The satellite communication industry has long used the term
transponder
in refer-
ence to a defined RF channel of communication within the communication payload.

---

4.3
Microwave Transmitters and Receivers
141
The term itself is a contraction of
transmitter-responder
, originally referring to a
single-frequency repeating device found on aircraft. The purpose of the aircraft
transponder is to add the identification of the aircraft and actively enhance the
power to be reflected back to the radar transmitter. A satellite transponder is
entirely different because it is more of a transparent microwave relay channel, also
taking into account the need to translate the frequency from the uplink range to
the downlink range.
We can better define a transponder by examining the two different payload
configurations shown in Figure 4.27. The single-channel repeater (shown in A)
does just what its name implies: provide a single channel of transmission within
the satellite. As shown at the top of the figure, the entire uplink band is translated
in the downconverter and applied to a single power amplifier. As a consequence, this
amplifier must accommodate the entire uplink bandwidth, which would amount to
500 MHz at C- or Ku-band. That tends to limit the power-handling capability,
particularly if multiple carriers are amplified by the common output stage. The
first generation of LEO and GEO satellites like Telstar and Syncom, respectively,
had repeaters of this type, capable of carrying one TV channel each.
The transponderized design (shown in B in Figure 4.27) breaks up the downlink
range into individual frequency channels. Figure 4.28 suggests how eight transpon-
ders would be divided from the uplink bandwidth, indicating the usable transponder
bandwidth and a guard band. Note that the uplink section still carries the entire
bandwidth of 500 MHz and is shared by all transponders. After the downconverter,
there is a bank of RF filters, called the input multiplexer (IMUX), that separates
the transponder channels on a frequency basis. The output of each IMUX filter
contains one transponder bandwidth, to be amplified in an individual power ampli-
fier (PA), either a TWTA or SSPA, depending on the frequency and power required.
On the output side, the RF power of the PAs is summed in a passive power combiner
called the output multiplexer (OMUX); it is composed of specially designed low-