一种基于民用UHF频段的微纳卫星便捷测控通信系统技术方案

本发明专利技术介绍了一种基于民用UHF频段的微纳卫星便捷测控通信系统，它的星载UHF频段发射接收系统﹙1﹚有串联的UHF频段收发机﹙11﹚和UHF单偶极子天线﹙12﹚；地面UHF频段发射接收系统﹙2﹚有串联的UHF八木天线﹙21﹚、双向放大器﹙22﹚、FM调频电台﹙23﹚、调制解调器﹙24﹚；伺服系统﹙3﹚有串联的天线转向器﹙31﹚、天线转向控制器﹙32﹚、天线控制接口模块﹙33﹚；还有一个工控机﹙4﹚。该系统：1）占用民用UHF频段，提高了频点设置和使用的灵活性；2）其地面测控站便于布置，机动性强，成本低；3）节约了频谱资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测控通信系统，尤其涉及一种基于民用UHF（英文全称为“UltraHighFrequency”的缩写，其中文译文为“甚高频”。）频段的微纳卫星便捷测控通信系统。
技术介绍
众所周知，卫星的测控通信系统系用来实现对航天器的控制并接收卫星发射的遥测数据。目前已知的比较成熟的测控通信系统包括统一载波测控通信系统和扩频测控通信系统，两者都需在地面测控站配置较大口径的卡塞格伦发射天线和接收天线，这就使得其机动性和灵活性不够强；而且两者使用的通信频段都处于2.1GHz~2.3GHz之间的S波段，随着我国航天事业的发展，航天器数量不断增加，导致该频段的频谱资源日趋紧张，进而使得频谱管理机构对该频段频谱资源的管理也不得不更加严格，这样一来就需要寻求新的测控通信系统以扩展业务。随着微纳卫星技术的发展，空间微纳卫星数量亦急剧增加，如果它们也利用S频段的频谱资源实现测控，必将进一步加剧大卫星测控系统频谱资源的占用，导致该频段的频谱资源更加紧张。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术的缺陷，提供一种基于民用UHF频段的微纳卫星便捷测控通信系统，使用该系统应能解决现有测控通信系统中测控体制单一、测控地面站机动性不足的问题，同时，亦能立足于现有UHF频段设备，成本低，配置方便灵活，机动性强。。本专利技术的技术方案是，所述一种基于民用UHF频段的微纳卫星便捷测控通信系统，参见附图1，该系统如图1所示包括一个星载UHF频段发射接收系统1、一个地面UHF频段发射接收系统2、一个伺服系统3和一个工控机4。其中，所述星载UHF频段发射接收系统1包括有相互串联的UHF频段收发机11和UHF单偶极子天线12。其中所述UHF频段收发机11的射频端口连接UHF单偶极子天线12的射频端口。其中的UHF频段收发机11采用基带数字调制解调加射频前端模拟FM（英文全称为“FrequencyModulation”的缩写，其中文译文为“频率调制”。）调制解调的方式实现UHF频段信号的调制发射和接收解调，UHF单偶极子天线12完成接收自由空间中的UHF频段无线信号和将调制到UHF频段的射频信号辐射到自由空间。所述地面UHF频段发射接收系统2包括有依次串联的UHF八木天线21、双向放大器22、FM调频电台23、调制解调器24。其中所述UHF八木天线21的射频端口连接所述双向放大器22的天线端口。该双向放大器22的射频端口接所述FM调频电台23的射频端口，该FM调频电台23的中频端口接所述调制解调器24的中频端口，该调制解调器24的数据传递端口连接上述工控机4的数据传递端口。其中所述的UHF八木天线21为全向天线，实现将接收的无线UHF频段信号送往双向放大器22天线接口，或将双向放大器22天线接口输出的UHF频段信号向自由空间辐射；而所述双向放大器22在射频信号端口输入信号强度的控制下自动实现功率放大器和低噪声放大器的切换；所述FM调频电台23实现两个功能，一是对双向放大器22输出的UHF频段信号进行FM解调，并将解调后的信号经其中频输入输出端口送至调制解调器24的中频输入输出端口，二是对调制解调器24经中频输入输出端口输出的中频信号进行二次模拟FM调频，并将该调频信号经过发射接收端口送往双向放大器22；所述的调制解调器24亦实现两个功能，一是将工控机4数据传递端口A输入的调制数据调制至中频，二是对FM调频电台23输出的中频信号进行数字解调并将解调后的数据码流送至工控机4。所述伺服系统3包括有依次串联的天线转向器31、天线转向控制器32、天线控制接口模块33；其中所述天线转向器31的控制输入端口连接所述天线转向控制器32的控制输出端口；该天线转向控制器32的数据传递端口连接所述天线控制接口模块33的控制输出端口，该天线控制接口模块单元33的数据传递接口连接上述工控机4的另一数据传递端口。而所述天线转向器31的天线位姿调整装置装载上述地面UHF频段发射接收系统2的UHF八木天线21的固定装置。其中所述的天线转向器31在天线转向控制器32输入的俯仰角和方位角控制信号下完成对UHF八木天线21俯仰和方位指向的调整；其中所述的天线转向控制器32将天线控制接口模块33输出的控制数据转化为天线转向器31识别的俯仰角和方位角控制信号；而其中所述的天线控制接口模块33则将上述工控机4输入的控制指令转换为天线转向控制器32识别的模拟控制信号。而所述地面UHF频段发射接收系统2的FM调频电台23则由其另一射频端口与所述工控机4的第三数据传递端口遥控连接。故该工控机4负责完成上述伺服系统3控制指令的生成、与地面UHF频段发射接收系统2之间的数据交互及实现对FM调频电台23的远程控制。本专利技术的有益效果是：由以上构成的一种基于民用UHF频段的微纳卫星便捷测控通信系统与现有USB测控通信系统和扩频测控通信系统相比：1）本测控通信系统占用的频谱资源为民用UHF频段，提高了频点设置和使用的灵活性；2）本测控通信系统的地面测控站便于布置，机动性强，且成本低，极大提高了地面测控站的生存能力；3）该测控通信系统采用半双工通信方式，节约了频谱资源。附图说明：图1为本专利技术一种基于民用UHF频段的微纳卫星便捷测控通信系统一个具体实施例的结构框图，图中标示为：1——星载UHF频段发射接收系统，11——UHF频段收发机，12——UHF单偶极子天线，2——地面UHF频段发射接收系统，21——UHF八木天线，22——双向放大器，23——FM调频电台，24——调制解调器，3——伺服系统，31——天线转向器，32——天线转向控制器，33——天线控制接口模块，4——工控机。具体实施方式：参见图1，图1所示实施例的一种基于民用UHF频段的微纳卫星便捷测控通信系统，包括一个星载UHF频段发射接收系统1、一个地面UHF频段发射接收系统2、一个伺服系统3和一个工控机4。其中工控机4采用市售具有3路串口总线输入输出接口的中国产610L型工控机。该机可安装卫星跟踪软件Oribitron和FM调频电台23的控制软件及伺服系统3的控制软件，并由所装软件完成伺服系统3控制指令的生成、与地面UHF频段发射接收系统2之间的数据交互以及实现对FM调频电台23的控制。其中星载UHF频段发射接收系统1的UHF频段收发机11采用市售TCM2型商用UHF频段收发机，工作范围430~440MHz频段，基带数字调制为MSK（英文全称为“MinimumShiftK本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于民用UHF频段的微纳卫星便捷测控通信系统，其特征在于，该系统包括一个星载UHF频段发射接收系统﹙1﹚、一个地面UHF频段发射接收系统﹙2﹚、一个伺服系统﹙3﹚和一个工控机﹙4﹚，其中，所述星载UHF频段发射接收系统﹙1﹚包括有相互串联的UHF频段收发机﹙11﹚和UHF单偶极子天线﹙12﹚，其中所述UHF频段收发机﹙11﹚的射频端口连接UHF单偶极子天线﹙12﹚的射频端口，所述地面UHF频段发射接收系统﹙2﹚包括有依次串联的UHF八木天线﹙21﹚、双向放大器﹙22﹚、FM调频电台﹙23﹚、调制解调器﹙24﹚，其中所述UHF八木天线﹙21﹚的射频端口连接所述双向放大器﹙22﹚的天线端口，该双向放大器﹙22﹚的射频端口接所述FM调频电台﹙23﹚的射频端口，该FM调频电台﹙23﹚的中频端口接所述调制解调器﹙24﹚的中频端口，该调制解调器﹙24﹚的数据传递端口连接上述工控机﹙4﹚的数据传递端口，所述伺服系统﹙3﹚包括有依次串联的天线转向器﹙31﹚、天线转向控制器﹙32﹚、天线控制接口模块﹙33﹚；其中所述天线转向器﹙31﹚的控制输入端口连接所述天线转向控制器﹙32﹚的控制输出端口；该天线转向控制器﹙32﹚的数据传递端口连接所述天线控制接口模块﹙33﹚的控制输出端口，该天线控制接口模块﹙33﹚的数据传递接口连接上述工控机﹙4﹚的另一数据传递端口，而所述天线转向器﹙31﹚的天线位姿调整装置装载上述地面UHF频段发射接收系统﹙2﹚的UHF八木天线﹙21﹚的固定装置，而所述地面UHF频段发射接收系统﹙2﹚的FM调频电台﹙23﹚则由其另一射频端口与所述工控机﹙4﹚的第三数据传递端口遥控连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于民用UHF频段的微纳卫星便捷测控通信系统，其特征在于，该系统包括一个
星载UHF频段发射接收系统﹙1﹚、一个地面UHF频段发射接收系统﹙2﹚、一个伺服系统﹙3﹚和一
个工控机﹙4﹚，其中，所述星载UHF频段发射接收系统﹙1﹚包括有相互串联的UHF频段收发机﹙
11﹚和UHF单偶极子天线﹙12﹚，其中所述UHF频段收发机﹙11﹚的射频端口连接UHF单偶极子天
线﹙12﹚的射频端口，所述地面UHF频段发射接收系统﹙2﹚包括有依次串联的UHF八木天线﹙
21﹚、双向放大器﹙22﹚、FM调频电台﹙23﹚、调制解调器﹙24﹚，其中所述UHF八木天线﹙21﹚的射
频端口连接所述双向放大器﹙22﹚的天线端口，该双向放大器﹙22﹚的射频端口接所述FM调频
电台﹙23﹚的射频端口，该FM调频电台﹙23﹚的中频端口接所述调...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁福，税海涛，吴国福，韩大鹏，李志军，曾国强，项军华，高玉东，连一君，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43