Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 6.19
Definition and application of the S switch, which is used to switch in redundant
equipment.

---

6.4
Standard Repeater Elements
221
second S switch is reversed to connect from two paths back to a single output.
Two-for-one redundancy with S switches is required whenever the devices must
cover the same frequency range or when full redundancy is needed to meet reliability
requirements.
The S switch can be implemented with two different technologies. The most
common approach is to use coaxial input and output connections and a mechanical
wiper arm, similar to the A-B switch used to connect a TV receiver to either of
two cables. Mechanical motion is produced by an electronically driven actuator
controlled by ground command. A type of nonmechanical S switch uses ferrimagne-
tism to direct microwave energy from the input to the selected output. It operates
similarly to a circulator and is controlled by pulsing a magnetic coil to reverse the
direction of the internal magnetic field. Ferrite switches often are used at the input
to C- and Ku-band receivers because the ferrite cannot fail as an open circuit even
if the cotrol circuit stops in midposition. That failure mode introduces a 3-dB loss
on both switch outputs, requiring only that one of the two units not be active.
6.4.2.2
2/3 Switch
As shown in Figure 6.20, two S switches can be packaged together to provide a
versatile switch with two ports on one side and three on the other. If the two-port
side is the input, it is called a 2/3 switch; with the three ports, it is a 3/2 switch
(it depends only on how the switch is used in the repeater). The fundamental
application, shown at the bottom of Figure 6.20, is to allow three-for-two redun-
dancy, where one spare unit can back up two operating units. An extension of this
method uses a pair of 2/3s and 3/2s along with a pair of S switches to implement
a five-for-four redundancy scheme. Many C-band satellites use five-for-four
Figure 6.20
Definition and application of the 2/3 switch, which is used to share redundant
equipment.

---

222
Spacecraft and Repeater
redundancy for sparing of TWTAs. The spare amplifier in such cases must be
capable of operating over the bandwidth of each of the transponders that it is
sparing.
6.4.2.3
C Switch
One of the more useful arrangements is the cross (C) switch, shown in Figure 6.21.
The schematic diagram in the upper right corner shows how the two inputs and
two outputs can be connected. In the straight-through position, the upper input
goes to the upper output and likewise for the lower input. However, if the switch
is commanded into the cross-over position, the upper input goes to the lower output
and the lower input goes to the upper output, the only two positions in this