本发明专利技术公开一种侧音提取模块，该模块包含：锁相环，其接收并跟踪卫星接收的正弦测距音信号，获取并输出正弦测距音信号的频率和相位；数字频率综合器，其电路连接锁相环的输出端；数字频率综合器根据锁相环输出的频率和相位，再生并输出正弦测距音信号。本发明专利技术采用环路带宽窄，环路噪声小，跟踪精度高的数字科斯塔斯环跟踪地面站发出的正弦测距音信号，得到测距正弦波信号的频率和相位，进而采用数字频率综合器复制出此信号，送到下行链路调制器中对下行载波进行调相，系统稳定性高，消耗资源少，减小了系统复杂度，又进一步减小了资源消耗；具有小跟踪带宽，具有更高的跟踪精度，从而实现了测距信号的高精度转发。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种侧音提取模块，该模块包含：锁相环，其接收并跟踪卫星接收的正弦测距音信号，获取并输出正弦测距音信号的频率和相位；数字频率综合器，其电路连接锁相环的输出端；数字频率综合器根据锁相环输出的频率和相位，再生并输出正弦测距音信号。本专利技术采用环路带宽窄，环路噪声小，跟踪精度高的数字科斯塔斯环跟踪地面站发出的正弦测距音信号，得到测距正弦波信号的频率和相位，进而采用数字频率综合器复制出此信号，送到下行链路调制器中对下行载波进行调相，系统稳定性高，消耗资源少，减小了系统复杂度，又进一步减小了资源消耗；具有小跟踪带宽，具有更高的跟踪精度，从而实现了测距信号的高精度转发。【专利说明】
本专利技术公开一种卫星测控应答机中测距音信号高精度转发技术，具体涉及一种S 波段统一测控系统及其侧音提取模块和测距音转发方法。
技术介绍
S波段统一（USB)测控系统对卫星测距，采用的是侧音轮发的测距体制，其基本原 理是：地面站向卫星发出1组特定频率的正弦波信号，经卫星应答机转发后再由地面站接 收，测出发送信号与接收信号之间的相位差并折算出电磁波传输的距离。 在这一处理流程中，星上应答机主要负责转发地面站发送的测距信号，传统的USB 测控应答机一般采用带通滤波的方法来转发测距侧音。卫星应答机首先通过16kHz、20kHz、 IOOkHz的带通滤波器将侧音副载波信号分离出来，然后将遥测副载波和分离出来的测距副 载波通过调相器调制在下行载波上经过功放后发射出去。 侧音信号因为要进行比相测距，有精度的要求，所以对滤波器的性能要求就比较 高，8沾^(遥控副载波)、16沾^、20沾^、100沾^频率相距较近，要彼此滤除需要较大的代价， 这些特点决定了用于侧音转发的滤波器的阶数会比较高，所以传统的窄带滤波转发方法需 要消耗的资源大；另外，在卫星测控领域，卫星距离从几百千米到几十万千米不等，造就了 卫星测距系统通信距离远，传播损耗大，信号高动态等特点，因此卫星应答机所接收的上行 信号信噪比很低，并伴有较大的多普勒频移，带通滤波转发的方法没有对信号进行深度处 理，使得转发的测距信号的信噪比较低，无法保证地面站的测距精度。
技术实现思路
本专利技术提供一种，比传 统方法减小了资源消耗，同时提高了转发侧音信号的质量。 为实现上述目的，本专利技术提供一种侧音提取模块，其特点是，该模块包含： 锁相环，其接收并跟踪卫星接收的正弦测距音信号，获取并输出正弦测距音信号的频 率和相位； 数字频率综合器，其电路连接锁相环的输出端；数字频率综合器根据锁相环输出的频 率和相位,再生并输出正弦测距音信号。 上述锁相环采用数字科斯塔斯环。 上述锁相环包含： 形成环路的第一混频器、电路连接第一混频器输出端的第一低通滤波器、第二混频器、 环路滤波器； 形成环路的第三混频器、电路连接第三混频器输出端的第二低通滤波器、第二混频器、 环路滤波器； 其中，环路滤波器输出端电路连接数字频率综合器，第一混频器和第三混频器的输入 端连接输入信号与数字频率综合器的输出；第二混频器输入端电路连接第一低通滤波器和 第二低通滤波器的输出端。 -种S波段统一测控系统，其包含地面站及与地面站通信连接的卫星测控应答 机；其特点是，该卫星测控应答机包含： 载波跟踪环路，其接收地面向卫星的输入信号，恢复出载波信号； 第四混频器，其输入端电路连接载波跟踪环路的输出端，第四混频器接收载波信号以 及卫星的输入信号，混频输出基带信号； 精测音提取模块，其输入端电路连接第四混频器输出端，接收基带信号提取出精测音 并输出； 第五混频器，其输入端接收精测音提取模块输出的精测音及该精测音的调制指数信 号，进行混频加权后输出第一调相信号； 次侧音提取模块，其输入端电路连接第四混频器输出端，接收基带信号提取出次侧音 并输出； 第六混频器，其输入端接收次侧音提取模块输出的次侧音及该次侧音的调制指数信 号，进行混频加权后输出第二调相信号； 下行载波相位调制输出模块，其输入端电路连接第五混频器和第六混频器的输出端， 接收第一调相信号和第二调相信号对下行载波信号进行调相，并输出下行载波信号至地 面； 上述精测音提取模块和次侧音提取模块采用如权利要求1至3中任意一项权利要求所 述的侧音提取模块。 一种上述S波段统一测控系统的测距音转发方法，其特点是，该方法包含： S波段统一测控系统中卫星测控应答机接收由地面站发出的一组不同频率的正弦测距 音信号； 卫星测控应答机转发正弦测距音信号返回地面站； 地面站根据其发送的正弦测距音信号与经过卫星测控应答机转发的正弦测距音信号 之间的相位差，得出电磁波传输的距离； 其中，卫星测控应答机的转发方法采用锁相环跟踪转发的方法。 上述卫星测控应答机转发正弦测距音信号返回地面站包含： 载波跟踪环路接收地面站发出的一组不同频率的正弦测距音信号，并恢复出正弦测距 音信号的载波信号； 第四混频器将卫星测控应答机接收的正弦测距音信号与载波信号混频，输出正弦测距 音信号的基带信号； 精测音提取模块接收正弦测距音信号的基带信号提取出精测音，精测音经过其调制指 数加权后输出； 次侧音提取模块接收正弦测距音信号的基带信号提取出次侧音，次侧音经过其调制指 数加权后输出； 下行载波相位调制输出模块根据经过调制指数加权的精测音与次侧音，对下行载波进 行调相后发回至地面站，其中下行载波为卫星测控应答机转发的正弦测距音信号。 上述精测音提取模块提取精测音与次侧音提取模块提取次侧音都采用锁相环跟 踪转发的方法，其具体包含： 精测首提取1旲块或次侧首提取1旲块中的锁相环跟踪精测首或次侧首的相位和频率； 精测音提取模块或次侧音提取模块中的数字频率综合器根据相位和频率，分别再生出 精测音或次侧音。 本专利技术和现有技术相 t匕，其优点在于，本专利技术针对卫星通信距离远，传播损耗大，接收信号信噪比低的问题，本发 明采用环路带宽窄，环路噪声小，跟踪精度高的数字科斯塔斯环跟踪地面站发出的正弦测 距音信号，得到测距正弦波信号的频率和相位，进而采用数字频率综合器（DDS)复制出此信 号，送到下行链路调制器中对下行载波进行调相；这一方案中科斯塔斯环跟踪环路和再生 信号的频率综合器都采用全数字电路实现，系统稳定性高；数字科斯塔斯环路节省了传统 滤波器的乘累加单元，消耗资源少；对侧音采用数字DDS再生的方式，转发的实现不依赖于 系统采样率，从而避免了传统实现方法的插值和插值滤波，减小了系统复杂度，又进一步减 小了资源消耗；科斯塔斯环跟踪环路具有小很多的跟踪带宽，因而较传统方法具有更高的 跟踪精度，从而实现了测距信号的高精度转发。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术S波段统一测控系统中卫星测控应答机的原理图； 图2为本专利技术侧音提取模块的原理框图； 图3为本专利技术数字科斯塔斯环原理框图； 图4为本专利技术测距音转发方法的流程图； 图5为精测音跟踪效果图； 图6为次侧音跟踪效果图。 【具体实施方式】 以下结合附图，进一步说明本专利技术的具体实施例。 S波段统一测控系统的工作原理为地面测控站向卫星发出一组不同频率的正弦测 距音信号，然后经过卫星应答机接收转发回地面，测出发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种侧音提取模块，其特征在于，该模块包含：锁相环，其接收并跟踪卫星接收的正弦测距音信号，获取并输出正弦测距音信号的频率和相位；数字频率综合器，其电路连接锁相环的输出端；数字频率综合器根据锁相环输出的频率和相位，再生并输出正弦测距音信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：费聚锋，董国英，顾杰，王召利，陈宇贤，刘剑，马少飞，邹兴，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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