一种通信卫星转发器功放备份环级联方法技术

一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，利用两个功放备份环级联的方式，将不同舱板上功放备份环连接起来，实现了两个备份环中备份功放的共用，提高了备份使用效率，提高了转发器可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种通信卫星转发器功放备份环级联方法
本专利技术涉及一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，属于通信卫星有效载荷

技术介绍
在转发器可靠性设计中，对关键信道上的接收机、功放均要进行备份考虑，这样就要在关键设备的输入端和输出端设计一定数量的微波开关组成的备份环开关矩阵。为了保证在任何失效组合下都能完成切换，需要用特殊的微波开关(如T型、R型等)按照一定的排列，并进行必要的内部连接而组成的开关矩阵备份环。近年来随着卫星平台能力的提升，转发器路数从几路跃升至几十路，通信卫星运营商出于经济效益考虑，普遍要求不同功放备份环中的备份功放尽量共享使用，提高备份效率(卫星通信(原书第四版)，罗迪，机械工业出版社)。传统的功放备份环设计主要针对小规模备份情况，如3：2(2个主份功放，1个备份功放)和6：4等，同时由于卫星平台的空间和布局限制，例如东方红四平台一个舱板最多支持14个功放，备份功放无法在不同舱板的备份环中实现共用。降低了功放的使用效率，无法满足用户需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，利用两个功放备份环级联的方式，将不同舱板上功放备份环连接起来，实现了两个备份环中备份功放的共用，提高了备份使用效率，提高了转发器可靠性。本专利技术的技术解决方案是：一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，包括如下步骤：S1，取若干四个端口的微波开关，分别作为连接开关、节点开关和传递开关，将不与备份功放相连的传递开关作为主传递开关，将与备份功放相连的传递开关作为备传递开关；S2，将所述主传递开关的两个端口、连接开关的两个端口和节点开关用传输线连接，形成功放备份环；将所述备传递开关的一个端口连接在所述节点开关的一个端口上，所述备传递开关的另一个端口上连接备份功放；所述节点开关的其余未与所述备传递开关连接的端口连接所述功放备份环内的主传递开关、备传递开关或其它节点开关；所述连接开关的两个端口通过传输线与一个功放备份环相连，另外两个端口通过传输线与另一个功放备份环相连，且在连接时与功放备份环中的主传递开关或节点开关相连；S3，在所述主传递开关和备传递开关的其余两个端口上连接输出多工器和主份功放。进一步地，所述功放备份环中两个节点开关之间的主传递开关个数不超过两个。进一步地，所述连接开关与节点开关之间的主传递开关个数不超过两个。进一步地，所述的连接不同功放备份环的传递开关或节点开关的连接开关个数为1。进一步地，所述微波开关为T型或R型。进一步地，所述功放备份环有两个，分别为第一功放备份环和第二功放备份环，两个功放备份环通过连接开关相连；所述连接开关的两个端口分别通过传输线与第一功放备份环中的两个主传递开关的一个端口连接，所述连接开关的另外两个端口分别通过传输线与第二功放备份环中的两个主传递开关的一个端口连接。进一步地，所述第一功放备份环包括两个备份功放、连接开关、两个节点开关、四个主传递开关和两个备传递开关，其中，两个节点开关、连接开关和四个主传递开关连接构成第一环状通路，两个备传递开关分别连在两个节点开关上，将两个备份功放分别连在两个备传递开关上。进一步地，所述第二功放备份环包括两个备份功放、连接开关、第一节点开关、第二节点开关、第三节点开关、十个主传递开关和两个备传递开关；将十个主传递开关分为三组，第一组有两个，第二组有六个，第三组有两个；将连接开关、第一节点开关和第一组主传递开关连接构成第二环状通路；所述第一节点开关、第二节点开关、第三节点开关和第二组主传递开关连接构成第三环状通路；所述第二节点开关、第三节点开关、第二节点开关和第三节点开关之间的主传递开关与第三组主传递开关连接构成第四环状通路；在所述第二节点开关和第三节点开关上分别连接一个备传递开关，将两个备份功放分别连在两个备传递开关上。进一步地，所述的连接不同功放备份环的传递开关或节点开关的连接开关个数为1。进一步地，所述微波开关为T型或R型。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术方法解决了备份功放利用率问题，将不同备份环连接起来，实现了备份功放在不同功放备份环中的共享使用，具有较强的工程应用价值。(2)本专利技术方法在未增加备份功放总数量情况下，支持一个备份环中的备份功放作为主份功放使用，而备份功能由其他备份环中的备份功放实现，同时不降低系统可靠度。为用户带来的显著经济效益。(3)本专利技术方法利用一个连接开关连接不同备份环，且支持两个备份功放在不同备份环中的共享，实现了微波开关的最大利用效率，节省了开关数量，降低了卫星转发器设计成本。(4)本专利技术方法满足了卫星用户的最新设计需求，提高了国产卫星转发器系统的市场竞争力。(5)本专利技术方法可以推广至所有需要共用备份的通信卫星转发器产品，提高了通信卫星在轨服务质量。附图说明图1为级联前的8：6备份环的结构；图2为级联前的14：12备份环的结构；图3为8：6备份环与14：12备份环级联后的结构；图4为两个10：8的备份环级联后的结构。具体实施方式本专利技术利用两个功放备份环级联的方式，将不同舱板上功放备份环连接起来，实现了两个备份环中备份功放的共用，提高了备份使用效率，提高了转发器可靠性。具体有以下步骤：1、根据卫星通信舱布局确定不同舱板的主用和备用功放数量：根据通信舱布局空间，将不同舱板的功放分别进行备份设计，如通信舱北板设计8:6(8个功放，其中6个是主用功放)备份设计，南板14:12(14个功放，其中12个是主用功放)功放备份设计等。确定备份环的级联：2利用微波R开关或者T开关作为连接开关，利用波导或电缆分别连接两个不同功放备份环中的开关，完成备份环的级联设计，实现不同备份环中的备份共用。为使本专利技术方法的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参考附图1，图2和图3，对本专利技术方法进一步详细说明。通信卫星转发器中功放一般采用行波管功放，普遍要求具有100W以上的输出功率，500MHz以上的工作带宽和15年的连续开机使用寿命。在功放可靠性设计中，利用微波开关，电缆或者波导连接功放形成开关备份环矩阵，微波开关一般采用高可靠性，宽带，低插损的T型，R型开关等。T型开关是有4个端口3种位置的开关，R型开关是有4个端口4种位置的开关。例如T型开关的4个端口，分别设为J1、J2、J3和J4。T开关有四种位置：位置l，代表J1-J2通，J3-J4通；位置2，代表Jl-J3通，J2-J4通；位置3，代表J1-J4通，J2-J3通。微波开关的技术要求主要有：工作带宽为1000MHz～22000MHz；插损小于0.12dB；重量小于300g等。功放备份环，包括微波开关、功放和波导、电缆。所有功放需通过电缆或波导连接在微波开关上。开关之间也用电缆或波导连接。备份环中微波开关又分为传递开关，节点开关和连接开关。传递开关为连接功放的开关：当功放故障时，可以通过连接在传递开关的功放切换到备份功放上。节点开关为不连接功放只连接电缆或波导的开关：在备份环结构中作为连接支点。连接开关为连接两种功放备份环的开关。由于卫星布局的限制，转发器载荷主要分布在通信舱的南板和北板上。由于舱板空间有限，一个舱板通常只支持一套大功率备份环的布局，如图1中的8：6(8个功放，其中6个是主用功放)功放备份环，布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，取若干四个端口的微波开关，分别作为连接开关、节点开关和传递开关，将不与备份功放相连的传递开关作为主传递开关，将与备份功放相连的传递开关作为备传递开关；S2，将所述主传递开关的两个端口、连接开关的两个端口和节点开关用传输线连接，形成功放备份环；将所述备传递开关的一个端口连接在所述节点开关的一个端口上，所述备传递开关的另一个端口上连接备份功放；所述节点开关的其余未与所述备传递开关连接的端口连接所述功放备份环内的主传递开关、备传递开关或其它节点开关；所述连接开关的两个端口通过传输线与一个功放备份环相连，另外两个端口通过传输线与另一个功放备份环相连，且在连接时与功放备份环中的主传递开关或节点开关相连；S3，在所述主传递开关和备传递开关的其余两个端口上连接输出多工器和主份功放。

【技术特征摘要】
1.一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，取若干四个端口的微波开关，分别作为连接开关、节点开关和传递开关，将不与备份功放相连的传递开关作为主传递开关，将与备份功放相连的传递开关作为备传递开关；S2，将所述主传递开关的两个端口、连接开关的两个端口和节点开关用传输线连接，形成功放备份环；将所述备传递开关的一个端口连接在所述节点开关的一个端口上，所述备传递开关的另一个端口上连接备份功放；所述节点开关的其余未与所述备传递开关连接的端口连接所述功放备份环内的主传递开关、备传递开关或其它节点开关；所述连接开关的两个端口通过传输线与一个功放备份环相连，另外两个端口通过传输线与另一个功放备份环相连，且在连接时与功放备份环中的主传递开关或节点开关相连；S3，在所述主传递开关和备传递开关的其余两个端口上连接输出多工器和主份功放。2.根据权利要求1所述的一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，其特征在于：所述功放备份环中两个节点开关之间的主传递开关个数不超过两个。3.根据权利要求1所述的一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，其特征在于：所述连接开关与节点开关之间的主传递开关个数不超过两个。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，其特征在于：所述的连接不同功放备份环的传递开关或节点开关的连接开关个数为1。5.根据权利要求1～3任一项所述的一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，其特征在于：所述微波开关为T型或R型。6.根据权利要求1～3任一项所述的一种通信卫星转发器功放备份环级联方法，其特征在于：所述功放备份环有两个，分别为第一功放备份环...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚楠，张睿奇，马海虹，蔡明圭，吴红卫，李胜先，周颖，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61