综合测控设备可靠性提升方法技术

本发明专利技术公开了一种综合测控设备可靠性提升方法，所述方法包括：采用并联冗余备份设置，包括电源冗余设置和时钟晶振冗余设置；将不同功能的硬件进行隔离，包括将外测与导航分开、将连续波外测与脉冲外测分开、将遥测与中继分开、将遥控安控与姿态安控分开，使得上行通道和下行通道均不止一路且均位于两个以上模块。本发明专利技术对结合电源、时钟、功能三个方面，考虑并联冗余备份，采取电源冗余、时钟晶振冗余、将互为备份的功能软硬件相互分开，实现遥测、中继、导航、外测、安控等至少四个频段七类产品的整合及功能的灵活配置组合，可避免遥测、外测、安控某一大类功能的整体失效，完成系统可靠性提升设计。升设计。升设计。

【技术实现步骤摘要】
综合测控设备可靠性提升方法


[0001]本公开实施例涉及航天测控通信设备
，特别涉及一种综合测控设备可靠性提升方法。

技术介绍

[0002]近年来，综合射频技术迅速发展，应用领域已由地面雷达、导弹武器、航天测控扩展到箭上测量系统，并在小型化、通用化方面有了一定研究进展，但在可靠性设计等方面仍有待进一步提升，距离型号工程化应用仍有一定距离。
[0003]《一种航天器通用化综合射频测控系统》(专利号CN109245833A公开实施例人：姚国伟王倩等)提出了一种航天器通用化综合射频测控系统，实现了遥测、安控、外测、导航和中继等功能的高度集成，但其可靠性设计方面仍然存在一定的局限性：综合射频接收信道中包含四个频段接收信道，发射信道中包含两个频段发射信道，虽可以避免收发信道间的相互干扰，但对于同频段不同频点的接收/发射信号，可能会因位于同一信道而产生相互干扰；同时不同功能的硬件位于同一个模块，可能会造成某一大类功能的整体失效，系统可靠性设计不够充分。
[0004]《一种晶振备份方法及电路》(专利号200410049496.8公开实施例人：姚益民)提出了一种晶振冗余备份方法并通过电路实现，设计不引入第三个时钟，保证了检测的独立性，但其冗余设计方面仍存在一定的局限性，小型化程度也可进一步提高：其电路使用前提是两个晶振需始终加电工作，才能满足在其中一个出现故障时，切换至另外一个晶振工作，若两个晶振均没有出现故障，则备份晶振将一直加电并产生无用功耗；设计由较多门电路搭建，结构复杂，不利于提高电路的集成化水平。r/>[0005]《一种在飞控计算机内实现晶振双冗余的方法》(专利号201310224005.8公开实施例人：朱旭峰；马骉；李婷)实现了双晶振时钟是否停振的互检测，但是互检测模块通过FPGA实现，而FPGA的时钟由受检测晶振提供，晶振与检测模块相互牵制，冗余设计不具有独立性。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术中的不足，本公开实施例提供一种综合测控设备可靠性提升方法，以解决现有综合测控设备可靠性无法保证的问题。
[0007]针对这一问题，本文提出了一种综合测控设备可靠性提升方法，结合电源、时钟、功能三个方面，考虑并联冗余备份，采取电源冗余、时钟晶振冗余、将互为备份的功能软硬件相互分开，实现遥测、中继、导航、外测、安控等至少4个频段7类产品的整合及功能的灵活配置组合，可避免遥测、外测、安控某一大类功能的整体失效，完成系统可靠性提升设计。
[0008]为了达到上述公开实施例目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：
[0009]一种综合测控设备可靠性提升方法，通过采用并联冗余备份，并将不同功能的硬件进行隔离，实现综合测控设备的可靠性提升。其中：
[0010]所述并联冗余备份方法，包括电源冗余和时钟晶振冗余，用于减少单点故障模式，提高系统可靠性设计；
[0011]所述将不同功能的硬件进行隔离方法，将外测与导航分开，连续波外测与脉冲外测分开，遥测与中继分开，遥控安控与姿态安控分开，上行、下行通道均不止一路且均位于两个以上模块，用于避免遥测、外测、安控某一大类功能的整体失效，进一步提高系统可靠性设计。
[0012]进一步的，所述电源模块包括5V电源电压及28V电源电压，用于实现各模块所需二次电源的电压变换，其输出电压、功率满足各应用模块实际使用需求，输出功率留有一定余量，同时两电源模块效率均大于85％，能够有效减小整机功耗。
[0013]较佳的，所述5V电源模块采用并联冗余设计，用于其中一个模块出现故障时，另一个模块可满功率输出，满足整机5V供电需求，同时具备28V电源模块的检测功能，出现故障时及时隔离，保障末级功放以外所有电路的正常工作，提高可靠性。
[0014]进一步的，所述晶振为整机提供基准参考频率及数字时钟，采用晶振冗余的设计方法，通过检波电路将工作晶振输出信号检出，利用T触发器对检出信号进行下降沿监控，可同时控制主、备份晶振供电及输出微波开关的通断，用于主份晶振出现故障时，实时切换备份晶振工作，对开机特性要求较高的备份晶振，可选择温补晶振。冗余设计、检测切换的方式，保障了系统可靠性。
[0015]较佳的，所述检波电路由工作在晶振输出频率下的检波二极管及运算放大器组成，检波信号经过运算放大器进行放大比较，输出检波电平。
[0016]较佳的，所述T触发器具有下降沿翻转功能，将运算放大器输出连接至T触发器的CLK引脚，用于在工作晶振输出电平下降至规定门限外时，产生下降沿，触发T触发器，输出电平翻转。
[0017]较佳的，所述主、备份晶振供电分别通过一个开关电路与电源连接，T触发器输出端与开关控制端进行连接，由于T触发器两个输出互为反相，则仅有一个开关导通，仅一个晶振工作。
[0018]较佳的，所述微波开关将正在工作的晶振信号输出，主、备份晶振输出作为开关的射频输入，T触发器的输出连接开关的控制端，可选通正在工作的晶振并对应输出。
[0019]进一步的，所述不同功能的硬件进行隔离方法，包括将(地基)遥测与(天基)中继分开，位于两个不同的模块；将(地基)外测与(天基)导航分开，导航功能独立且复杂，设计单独模块实现；将地基连续波外测与脉冲外测分开，位于两个不同的模块；将遥测安控与姿态安控分开，位于两个不同的模块。通过将遥测、外测、安控某一大类功能中互为备份的功能实现相互分开，上行、下行通道均不止一路且均位于两个以上模块，以避免某一大类功能的整体失效，进一步提升系统的可靠性。
[0020]本公开实施例所提供的一种综合测控设备可靠性提升方法主要从电源、时钟、功能三方面考虑，与传统的综合测控设备设计方法相比，通过采用并联冗余备份，并将不同功能的硬件进行隔离，实现综合测控设备的可靠性提升。本公开实施例具有以下的优点和积极效果：
[0021]1、本公开实施例所提供的一种综合测控设备可靠性提升方法中，5V电源模块采用并联冗余设计，用于其中一个模块出现故障时，另一个模块可满功率输出，满足整机5V供电
需求，同时具备28V电源模块的检测功能，出现故障时及时隔离，保障末级功放以外所有电路的正常工作，提高可靠性。
[0022]2、本公开实施例所提供的一种综合测控设备可靠性提升方法中，采用晶振冗余的设计方法，通过检波电路将工作晶振输出信号检出，利用T触发器对检出信号进行下降沿监控，可同时控制主、备份晶振供电及输出微波开关的通断，用于主份晶振出现故障时，实时切换备份晶振工作，对开机特性要求较高的备份晶振，可选择温补晶振。冗余设计、检测切换的方式，保障了系统可靠性。
[0023]3、本公开实施例所提供的一种综合测控设备可靠性提升方法中，采用不同功能的硬件进行隔离方法，将外测与导航分开，连续波外测与脉冲外测分开，遥测与中继分开，遥控安控与姿态安控分开。通过将遥测、外测、安控某一大类功能中互为备份的功能实现相互分开，上行、下行通道均不止一路且均位于两个以上模块，以避免某一大类功能的整体失效，进一步提升系统的可靠性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合测控设备可靠性提升方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采用并联冗余备份设置，包括电源冗余设置和时钟晶振冗余设置；将不同功能的硬件进行隔离，包括将外测与导航分开、将连续波外测与脉冲外测分开、将遥测与中继分开、将遥控安控与姿态安控分开，使得上行通道和下行通道均不止一路且均位于两个以上模块。2.根据权利要求1所述的综合测控设备可靠性提升方法，其特征在于，所述电源冗余中的电源模块包括5V电源电压及28V电源电压，用于实现各模块所需二次电源的电压变换。3.根据权利要求2所述的综合测控设备可靠性提升方法，其特征在于，所述5V电源模块采用并联冗余设计，当其中一个所述5V电源模块出现故障时，另一个所述5V电源模块可满功率输出。4.根据权利要求1所述的综合测控设备可靠性提升方法，其特征在于，所述时钟晶振冗余中的晶振用于为整机提供基准参考频率及数字时钟；所述时钟晶振冗余的设计方法包括，通过检波电路将工作晶振输出信号检出，利用T触发器对检出信号进行下降沿监控，可同时控制主份晶振和备份晶振供电及输出微波开关的通断，用于所述主份晶振和所述备份晶振之间进行切换。5.根据权利要求4所述的综合测控设备可靠性提升方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁琴琴，李忞詝，吴红，李景旺，朱博弢，郭恳平，魏继栋，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：