一种天地基一体化应答机微波网络制造技术

本实用新型专利技术公开了一种天地基一体化应答机微波网络，属于宇航系统测控技术领域。该微波网络包括接收微波网络和发射微波网络，接收微波网络接收两路地面测控信号进行放大、滤波和合路处理，同时接收天基中继卫星测控信号进行放大滤波，之后，天基信号和地基信号经耦合器合路再分路到天地基一体化应答机；发射微波网络采用耦合器对应答机射频信号分路为天基射频信号和地基射频信号，天基发射信号经滤波放大输出到天基发射天线，地基射频信号经分路器分成两路发送到两个地基发射天线。本实用新型专利技术采用耦合器替换对外接口端的合路、分路器，节省了射频接口和射频电缆数量，有效减轻了测控系统重量、空间开销，有利于天地基一体化应答机的集成化、小型化设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天地基一体化应答机微波网络，属于宇航系统测控

技术介绍
梳理近20年来的局部战争、民用航空航海、应急救灾等，就会发现，隐藏在胜利、高效、保障等背后的太空因素十分突出。从海湾战争、科索沃战争到阿富汗战争、伊拉克战争，从日本地震到我国汶川地震，从船只遇险到马航班机，利用天基信息系统已经实现了天、空、地、海多位一体。并在战争中实现了多纵深多层次的战略战术打击，最终使战争呈现出“三非”——非线性、非对称、非接触的特点。但是，目前只有美国在天地基一体化方面走在了世界前列。天基地基一体化测控技术采用中继和地基两种测控工作模式，为飞行器提供实时测控通道。天基测控模式可采用高轨道通信卫星链路，地基测控模式可采用地面测控站。天基、地基两种工作模式采用时分复用方式，飞行器在测控地面站覆盖的区域采用地基测控模式，实现上、下行测控信号的传输，及测距、测速功能；飞行器在地面站未覆盖的区域采用天基测控模式，实现前、返向测控信号的传输。针对飞行器载天地基测控系统，国内外大多设计独立的天基应答机、地基应答机。图1为常规天地基微波网络示意图。从图中可以看出，常规天地基微波网络与单独的天基应答机(含备份)和地基应答机(含备份)相连接，射频信号相互独立，导致天地基测控子系统包含的射频电缆较多，对飞行器空间、重量资源的开销较大。为了降低飞行器天地基测控系统的电缆数量，减轻飞行器相关设计资源的开销，在天地基一体化测控应答机设计的基础上，有必要研究设计相应的低资源占用微波网络。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是：克服现有技术的上述不足，提供一种降低飞行器天地基测控系统射频电缆及接口数量、集成化程度高的小型化天地基一体化应答机微波网络。本专利技术的技术方案是：一种天地基一体化应答机微波网络，该网络包括接收微波网络和发射微波网络，其中：接收微波网络，包括三个发阻滤波器、三个低噪放大器、一个合路器和第一耦合器，其中，两个发阻滤波器分别接收外部两路地面测控信号，之后，分别发送到低噪声放大器中放大，滤波和放大后的射频信号输入到合路器合路，合路后的信号输入到第一耦合器的其中一个输入端；同时，另一个发阻滤波器接收外部天基中继卫星测控信号，之后发送到低噪声放大器放大，滤波和放大后的射频信号输入到第一耦合器的另一个输入端，第一耦合器完成对两路射频信号的合路后，分成两路分别输出到外部两个天地基一体化应答机；发射微波网络，包括第二耦合器、功率放大器、收阻滤波器、分路器；第二耦合器接收外部两个天地基一体化应答机发送的射频信号，合路后分成两路，一路经功率放大器放大和收阻滤波器滤波，放大和滤波之后的射频信号通过外部天基发射天线发射出去，另一路经分路器分成两路，直接通过外部两个独立的地基收发一体化天线发射出去。所述第一耦合器的内部两个通道耦合比例为：与两个通道相连的应答机接收通道信号功率插损比的倒数。所述分路器和合路器功率均按等比例方式分配。所述低噪声放大器噪声系数低于2dB，放大倍数大于20dB。所述功率放大器输出功率大于30dBm，转换效率优于40％。所述功率放大器可根据外部控制信号独立关断。所述发阻滤波器为带通滤波器，带外抑制度大于50dB。所述收阻滤波器为带通滤波器，带外抑制度大于50dB。所述接收微波网络集成封装。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术天地基一体化应答机微波网络相比常规天地基微波网络，采用耦合器替换对外接口端的合路、分路器，节省了4个射频接口，射频电缆数量降低了约1/4，有效减轻了测控系统重量、空间的开销，有利于天地基一体化应答机的集成化、小型化设计；(2)本专利技术通过合理控制发射通道耦合器的两个通道耦合比例，即功率分配比例，将射频信号大部分功率分配给地基通道，节省了微波网络中地基功放模块，从而降低了微波网络的功耗；(3)本专利技术通过合理控制接收通道耦合器的两个通道耦合比例，即功率合成比例，将天基接收信道增益合理提高，从而达到对整个测控系统链路余量的优化，提高飞行器测控信息传输的可靠性；(4)本专利技术接收通道的合路器对每路接收的射频信号进行等比例合成，发射通道的分路器将发射信号功率进行等比例分配，可实现测控系统的准全向测控覆盖；(5)本专利技术采用的低噪声放大器工作在S频段低频段、噪声系数1.5dB，放大倍数25dB，与合路器、耦合器配合可实现地基接收净增益15dB，天基接收净增益24dB；(6)本专利技术功率放大器工作在S频段高频段，输出功率5W，转换效率优于40％，并受外部信号控制，可独立关断输出功率，结合带外抑制度大的带通和带阻滤波器分析，微波网络天基输出口功率可达6dBW；(7)本专利技术将接收微波网络部分采用集成封装设计，将第一耦合器、合路器、3路接收通道(低噪声放大器和发阻滤波器)集成封装在一起，进一步地降低微波网络的体积、重量。附图说明图1为常规天地基微波网络组成框图；图2为本专利技术天地基一体化应答机微波网络组成框图；图3为本专利技术天地基一体化应答机微波网络实施例组成框图；图4为本专利技术天线安装示意图；图5为本专利技术集成接收通道组成框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。图2为本专利技术实施例天地基一体化应答机微波网络组成框图。图3为本专利技术提供的一个较佳实例。如图所示，天地基一体化应答机微波网络包括接收微波网络和发射微波网络。其中：接收微波网络，包括第一低噪声放大器、第一发阻滤波器、第二低噪声放大器、第二发阻滤波器、第三低噪声放大器、第三发阻滤波器、合路器和第一耦合器；接收外部两路地基收发一体化天线接收的地面测控站信号，第一路地面测控站信号经第一发阻滤波器滤波，之后经过第一低噪声放大器放大，第二路地面测控站信号经第二发阻滤波器滤波，之后经过第二低噪声放大器放大，两路地面测控信号滤波和放大处理之后送入合路器合路，合路后的射频信号输入到第一耦合器的其中一个输入端；同时，接收外部天基天线接收的中继卫星测控信号，中继卫星测控信号经过第三发阻滤波器滤波和第三低噪声放大器，滤波和放大后的射频信号输入到第一耦合器的另一个输入端，第一耦合器完成对两路射频信号的合路后，再分成两路输出到外部两个独立的天地基一体化应答机。发射微波网络，包括第二耦合器、功率放大器、收阻滤波器、分路器；第二耦合器接收外部两个独立的天地基一体化应答机发送的射频信号，合路后分成两路输出，一路经过功率放大和滤波，通过外部天基发射天线发射出去，另一路经分路器分成两路通过外部两个独立的地基收发一体化天线发射出去。由于应答机信道接收天基信号灵敏度与接收地基信号的灵敏度不同，为了防止信道间的相互干扰，使进入到应答机的中频处理模块中的中频信号能量相当，第一耦合器两个通道耦合比例为与两个通道相连的应答机接收通道信号功率插损比的倒数。本实施例中，应答机信道接收天基信号灵敏度比接收地基信号的灵敏度高9dB，所以，第一器的耦合比例分配为1:4，即地基信号接收信道插损是天基接收信道功率插损的4倍。通过合理控制接收通道耦合器的两个通道耦合比例，即功率合成比例，将天基接收信道增益合理提高，从而达到对整个测控系统链路余量的优化，提高飞行器测控信息传输的可靠性。第二耦合器的两个通道耦合比例分配为1:8，其中送入功放的信号插损是未送入功放的信号插损的1/8。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天地基一体化应答机微波网络，其特征在于包括接收微波网络和发射微波网络，其中，接收微波网络，包括三个发阻滤波器、三个低噪放大器、一个合路器和第一耦合器，其中，两个发阻滤波器分别接收外部两路地面测控信号，之后，分别发送到低噪声放大器中放大，滤波和放大后的射频信号输入到合路器合路，合路后的信号输入到第一耦合器的其中一个输入端；同时，另一个发阻滤波器接收外部天基中继卫星测控信号，之后发送到低噪声放大器放大，滤波和放大后的射频信号输入到第一耦合器的另一个输入端，第一耦合器完成对两路射频信号的合路后，分成两路分别输出到外部两个天地基一体化应答机；发射微波网络，包括第二耦合器、功率放大器、收阻滤波器、分路器；第二耦合器接收外部两个天地基一体化应答机发送的射频信号，合路后分成两路，一路经功率放大器放大和收阻滤波器滤波，放大和滤波之后的射频信号通过外部天基发射天线发射出去，另一路经分路器分成两路，直接通过外部两个独立的地基收发一体化天线发射出去。

【技术特征摘要】
1.一种天地基一体化应答机微波网络，其特征在于包括接收微波网络和发射微波网络，其中，接收微波网络，包括三个发阻滤波器、三个低噪放大器、一个合路器和第一耦合器，其中，两个发阻滤波器分别接收外部两路地面测控信号，之后，分别发送到低噪声放大器中放大，滤波和放大后的射频信号输入到合路器合路，合路后的信号输入到第一耦合器的其中一个输入端；同时，另一个发阻滤波器接收外部天基中继卫星测控信号，之后发送到低噪声放大器放大，滤波和放大后的射频信号输入到第一耦合器的另一个输入端，第一耦合器完成对两路射频信号的合路后，分成两路分别输出到外部两个天地基一体化应答机；发射微波网络，包括第二耦合器、功率放大器、收阻滤波器、分路器；第二耦合器接收外部两个天地基一体化应答机发送的射频信号，合路后分成两路，一路经功率放大器放大和收阻滤波器滤波，放大和滤波之后的射频信号通过外部天基发射天线发射出去，另一路经分路器分成两路，直接通过外部两个独立的地基收发一体化天线发射出去。2.根据权利要求1所述的一种天地基一体化应答机微波...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彬，曹明亮，杜玲，
申请(专利权)人：北京遥测技术研究所，航天长征火箭技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11