一种测量通信一体化天基测控终端制造技术

本发明专利技术公开一种测量通信一体化天基测控终端，采用功放和中继终端一体化集成设计技术，以及模块化设计方式，包括基带模块、射频模块、电源模块和功放模块，终端具有S中继信号收、发功能，接收前向S中继遥控射频信号，经射频模块对射频信号进行放大、滤波处理，基带模块解调、解扩将指令或数据传送至上面级进行处理；另外，基带模块接收飞行器上各类遥测数据，经射频模块变频、功放模块放大和滤波处理后输出S中继遥测射频信号。本方案通过测量通信一体化天基测控终端设计技术，实现了上面级的中继在轨测控功能和在轨测距功能，通过中继终端与功放的一体化设计，实现了减少了设备数量，降低了系统重量、体积、功耗，提高了效率与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种测量通信一体化天基测控终端
本专利技术属于卫星通信
，具体涉及一种测量通信一体化天基测控终端。
技术介绍
随着空间飞行器通信技术的发展，卫星通信在航天器上得到广泛应用，上面级作为新兴的空间飞行器，作用介于运载火箭和航天器之间，具有自主在轨机动能力，上面级没有装备天基测控终端时，无法实现天基在轨测控，在轨测控只能依靠测量船，限制了上面级的测控范围和机动范围，而传统天基测控一般采用中继终端、功放独立设置形式，互不关联，设备数量多，资源浪费且效率较低。
技术实现思路
本专利技术针对上面级天基测控问题，提出一种测量通信一体化天基测控终端，实现了上面级的中继在轨测控功能和在轨测距功能，减少了设备数量，降低了系统重量、体积和功耗，并提高了效率与可靠性。本专利技术是采用以下的技术方案实现的：一种测量通信一体化天基测控终端，终端具有S中继信号收、发功能，所述终端包括基带模块、射频模块、电源模块和功放模块，电源模块为基带模块、射频模块和功放模块提供对应电源；射频模块接收前向S中继遥控射频信号，经放大、滤波处理和基带模块解调与解扩，将指令或数据传送至上面级进行处理，采用伪码相干体制，使用前向同步后的返向长码对返向遥测进行扩频处理；前向捕获采用了并行捕获方法，缩短了前向短码和长码捕获时间，降低了错捕概率，同时可以适应中继星多种工作模式；返向采用了相位传递技术，返向数据始终采用前向长码调制，不会因为前向链路中断后导致地面站重捕，保证了返向遥测数据的连续性；基带模块接收上面级各类遥测数据，经射频模块变频、功放模块放大和滤波处理后输出返向S中继遥测射频信号。进一步的，所述基带模块包括422接口电路和S基带信号处理单元，所述422接口电路与S基带信号处理单元相连，S基带信号处理单元接收来自射频模块的前向遥控中频信号并解扩解调输出指令信息，将本机自身遥测输出给上面级信息采集系统，同时接收来自上面级的遥测数据，进行返向遥测组帧、编码、调制输出零中频遥测信号。进一步的，所述射频模块包括射频接收模块和射频发射模块：所述射频接收模块包括依次连接的第一滤波器、低噪声放大单元、下变频单元和中频放大单元，第一滤波器的输入端接收前向S中继遥控射频信号，中频放大单元的输出端通过AD模块与S基带信号处理单元的输入端相连；射频模块接受的前向S中继遥控射频信号经射频模块的射频接收模块进行放大、滤波处理后传输至基带模块，由S基带信号处理单元分析处理后将自身遥测数据传输至上面级进行处理；所述射频发射模块包括依次连接的低通滤波器、调制单元、π衰单元、第一放大器和第一隔离器，S基带信号处理单元的输出端通过DA模块与低通滤波器的输入端相连，第一隔离器的输出端与功放模块的输入端相连，其中，所述下变频单元和调制单元均与其对应的本振单元相连；S基带信号处理单元接收上面级各类遥测数据，经过处理由DA模块输出至射频模块，经射频模块的射频发射模块进行变频处理后传输至功放模块进行放大和滤波处理，输出返向S中继遥测射频信号。进一步的，所述功放模块包括依次连接的第一衰减器、驱动放大电路、第二衰减器、第二滤波器、功率放大电路和第二隔离器，第一衰减器的输入端与第一隔离器相连，将射频模块送来的射频信号放大至终端所需的功率电平。进一步的，所述电源模块包括依次连接的熔断器电路、浪涌抑制电路、EMI滤波电路和DC-DC转换电路，熔断器电路接输入电源，经过处理后输出对应的电压为基带模块、射频模块和功放模块提供对应的电压。进一步的，所述前向捕获采用并行捕获方法的具体原理如下：a)前向短码采用伪码8路并行、载波并行的搜索方式，大大缩短了短码的捕获时间；b)改进错锁退出机制，采用噪声码辅助验证的方式，降低误锁、错锁的概率；采用环路锁定状态跟踪反馈的方式，使环路因错锁能够及时退出；短码跟踪过程中，载波和伪码锁定状态下，若检测到解调数据符号翻转，但是限定时间仍无法位同步成功，则退出跟踪，返回初始的短码捕获态；c)利用复合高阶环路跟踪技术，实现了扩频体制下高动态数字扩频接收机，动态跟踪能力提高了2个数量级以上。进一步的，由于箭载设备载波多普勒等动态较大，限制相干伪码测距功能的应用，采用伪码相干体制时，需要做以下处理：a)终端前向长/短PN码属于等速率/倍周期的情况，前向在进行长码捕获的时候充分利用短码的捕获信息进行捕获引导，以加快长码的捕获速度；b)长码转发时机为短码译码同步后；通过改进长码转发时机由载波伪码锁定后改为短码译码同步，避免了天基测控终端因链路锁定不稳定而导致长码搜索时间增加，同时大大提高长码捕获成功概率，降低错误概率；c)对相关累积后的数据进行2048点FFT运算，提高捕获精度，使长码测距精度达到1.5米以下；d)前向短码断开时，将前向捕获跟踪的码相位锁定后，提供给返向长码产生链路，保证返向链路不会因为码相位的跳变，导致返向链路断开重捕。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：本方案通过测量通信一体化天基测控终端设计技术，实现了上面级的中继在轨测控功能和在轨测距功能，通过中继终端与功放的一体化设计，实现了减少了设备数量，降低了系统重量、体积、功耗，提高了效率与可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例所述一体化天基测控终端的原理框图。具体实施方式为了能够更加清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开的具体实施例。本方案提出一种测量通信一体化天基测控终端，采用功放和中继终端一体化集成设计技术，以及模块化设计方式，如图1所示，主要包括基带模块、射频模块、电源模块和功放模块，终端具有S中继信号收、发功能，接收前向S中继遥控射频信号，经射频模块对射频信号进行放大、滤波处理，基带模块解调、解扩将指令或数据传送至上面级进行处理，采用伪码相干体制，使用前向同步后的返向长码对返向遥测进行扩频处理；基带模块接收飞行器上各类遥测数据，经射频模块变频、功放模块放大和滤波处理后输出S中继遥测射频信号。本方案中，终端自动实时将内部的工程遥测信息采集后插入遥测帧下传，接收和响应飞行器各种指令；地面接收到中继返向信号后提取返向码相位信息，与前向码相位信息联合解算，实现上面级在轨测距功能。本专利技术测量通信一体化天基测控终端具有S频段中继功能，按照一体化、组合化设计思路，将S中继功能分解到多种模块实现；S中继功能接收采用中频采样、发射采用零中频直接调制设计方案，继续参考图1：所述基带模块包括422接口电路和S基带信号处理单元，所述422接口电路与S基带信号处理单元相连，S基带信号处理单元接收来自射频模块的前向遥控中频信号并解扩解调输出指令信息，将本机自身遥测输出给上面级信息采集系统，同时接收来自上面级的遥测数据，进行返向遥测组帧、编码、调制输出零中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量通信一体化天基测控终端，终端具有S中继信号收、发功能，其特征在于，所述终端包括基带模块、射频模块、电源模块和功放模块，电源模块为基带模块、射频模块和功放模块提供对应电源；/n射频模块接收前向S中继遥控射频信号，经放大、滤波处理和基带模块解调与解扩，将指令或数据传送至上面级进行处理，采用伪码相干体制，使用前向同步后的返向长码对返向遥测进行扩频处理；前向捕获采用并行捕获方法，返向采用相位传递技术，返向数据始终采用前向长码调制；/n基带模块接收上面级各类遥测数据，经射频模块变频、功放模块放大和滤波处理后输出返向S中继遥测射频信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量通信一体化天基测控终端，终端具有S中继信号收、发功能，其特征在于，所述终端包括基带模块、射频模块、电源模块和功放模块，电源模块为基带模块、射频模块和功放模块提供对应电源；
射频模块接收前向S中继遥控射频信号，经放大、滤波处理和基带模块解调与解扩，将指令或数据传送至上面级进行处理，采用伪码相干体制，使用前向同步后的返向长码对返向遥测进行扩频处理；前向捕获采用并行捕获方法，返向采用相位传递技术，返向数据始终采用前向长码调制；
基带模块接收上面级各类遥测数据，经射频模块变频、功放模块放大和滤波处理后输出返向S中继遥测射频信号。


2.根据权利要求1所述的测量通信一体化天基测控终端，其特征在于：所述基带模块包括422接口电路和S基带信号处理单元，所述422接口电路与S基带信号处理单元相连，S基带信号处理单元接收来自射频模块的前向遥控中频信号并解扩解调输出指令信息，将本机自身遥测输出给上面级信息采集系统，同时接收来自上面级的遥测数据，进行返向遥测组帧、编码、调制输出零中频遥测信号。


3.根据权利要求1所述的测量通信一体化天基测控终端，其特征在于：所述射频模块包括射频接收模块和射频发射模块：
所述射频接收模块包括依次连接的第一滤波器、低噪声放大单元、下变频单元和中频放大单元，第一滤波器的输入端接收前向S中继遥控射频信号，中频放大单元的输出端通过AD模块与S基带信号处理单元的输入端相连；
所述射频发射模块包括依次连接的低通滤波器、调制单元、π衰单元、第一放大器和第一隔离器，S基带信号处理单元的输出端通过DA模块与低通滤波器的输入端相连，第一隔离器的输出端与功放模块的输入端相连，其中，所述下变频单元和调制单元均与其对应的本振单...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，李春海，王永，史晓飞，张举，刘崇辉，公衍增，
申请(专利权)人：山东航天电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37