Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

6.4.2
Redundancy Switching
The active components of the repeater are the most likely parts to fail and thereby
reduce or cease service performance. Included are the receivers just described, along
with transponder amplifier and gain control devices. To counter that, all repeater
designs include backup in the form of redundant components and subsystems.
They usually are turned off and held in reserve until needed, at which time they
are individually switched on by ground command. Manual commanding operation
of redundant equipment has been the practice but viable approaches for automatic
restoration are available. In the following discussion, we review the RF switching
devices that are used to replace a failed active unit by an appropriate spare unit.

---

220
Spacecraft and Repeater
Techniques for switching active and spare units consider three important attri-
butes. First, the switches must pass microwave signals with the minimum amount
of loss and distortion. Second, the switching scheme must permit the repeater to
be reconfigured to allow access to spare units without disrupting the remaining
operating equipment. Switches also must be reliable because a given switch often
represents a potential single-point failure mode (i.e., failure of a switch could
render a transponder or group of transponders useless). Switches that use coaxial
connectors (similar to those used for interconnecting video equipment) are appro-
priate for RF power levels under 50W and where some measurable loss is acceptable.
Waveguide switches, although heavier and bulkier than coaxial switches, are neces-
sary for high power levels and low-loss applications, particularly at Ku- and
Ka-bands.
The following paragraphs review the currently accepted switching devices and
redundancy configurations, showing how they are used in the repeater. Because
this subject is important but usually ignored in the literature, readers may find the
discussion valuable. The illustration that is provided with each switch shows the
symbol, the schematic diagram, and a typical application of the particular switch
installed in a repeater.
6.4.2.1
S Switch
The S switch, shown in Figure 6.19, is the simplest and most basic form of a
redundancy switch. The single coaxial input can be routed to either of two coaxial
outputs; thus, it is a single pole–double throw switch. The application drawing
with two amplifiers (or perhaps receivers) shows how a backup unit can be used
to replace a failed or degraded oprating unit. This scheme is often called two-
for-one redundancy, meaning that two identical units are carried to provide one
operating channel of service (not to be confused with the designation ‘‘one for
one’’ used in terrestrial radio systems for the same configuration). Note how the