一种实现DCS和AIS的信号处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种实现DCS和AIS的信号处理装置，包括电源单元、射频通道单元和基带处理单元，电源单元：实现对卫星平台提供的输入电源进行一次转换，同时实现一次电源与设备电源的隔离并对电源电路进行保护；射频通道单元：将接收到的DCS信号、AIS信号进行放大、滤波并进行下变频到中频信号，并进行A/D变换；将下行数传发射的基带信号进行D/A变化后进行上变频并进行放大、滤波；基带处理单元：完成对基带信号的数字处理及调制解调。本发明专利技术实现DCS信号、AIS信号的解调及下行数传发射，通过整星的遥控指令实现设备的开关和主备份的切换。控指令实现设备的开关和主备份的切换。控指令实现设备的开关和主备份的切换。

【技术实现步骤摘要】
一种实现DCS和AIS的信号处理装置


[0001]本专利技术涉及一种实现DCS和AIS的信号处理装置，属于卫星通信


技术介绍

[0002]数据采集卫星系统广泛面向个人、行业、以及政府职能部门，涉及多个应用领域和产业发展方向，具有广阔的市场前景和极大的产业规模，直接面向最终用户提供端到端服务，具有巨大的应用潜力。
[0003]近年来，卫星通信技术进入了快速发展的时期，数据卫星采集系统在环境监测、森林防护、海洋和气象探测等应用领域的优势日益显现，国内外对数据卫星采集系统的发展投入了极大的关注，数据卫星采集系统也已成为卫星通信发展的重要方向。数据采集卫星系统能够对数据进行采集、汇聚、处理、分发，通过对地面状态信息直接感知，实现对地高精度原位探测，具有数据传输灵敏度高、地域覆盖性广、终端小、用户使用成本低等特点，适用于用户数多，但数据传输量小，实时性要求不高的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种实现DCS和AIS的信号处理装置，实现DCS信号、AIS信号的解调及下行数传发射，通过整星的遥控指令实现设备的开关和主备份的切换。
[0005]本专利技术解决技术的方案是：
[0006]一种实现DCS和AIS的信号处理装置，包括电源单元、射频通道单元和基带处理单元，
[0007]电源单元：实现对卫星平台提供的输入电源进行一次转换，同时实现一次电源与设备电源的隔离并对电源电路进行保护；
[0008]电源单元包括组成相同的主份电路和备份电路，主份电路和备份电路分别连接卫星平台的两路输入电源，电源单元根据整星遥控指令进行主份电路和备份电路的切换，对输入电源进行选择；
[0009]射频通道单元：将接收到的DCS信号、AIS信号进行放大、滤波并进行下变频到中频信号，并进行A/D变换；将下行数传发射的基带信号进行D/A变化后进行上变频并进行放大、滤波；
[0010]基带处理单元：完成对基带信号的数字处理及调制解调。
[0011]进一步的，DCS和AIS的信号处理装置由三层结构组成，其中电源单元在最底层结构，采用冷备份设计；上面两层结构为射频通道单元和基带处理单元，两层结构相同，采用冷备份设计；各层结构之间通过板间接插件进行供电和数据交互。
[0012]进一步的，电源单元包括输入保护电路、浪涌抑制电路、电源开关控制电路、EMI滤波电路和DC
‑
DC转换模块，
[0013]输入保护电路对一次电源产生的输入过流进行保护；
[0014]浪涌抑制电路：利用MOS管延时开启，控制输入保护电路电压的稳定输出；
[0015]电源开关控制电路：通过控制磁保持继电器实现电路的开启和关闭；
[0016]EMI滤波电路：抑制一次电源的噪声；
[0017]DC
‑
DC转换模块：采用隔离式DC
‑
DC转换器，实现一次母线电源到二次电源的变换，同时隔离一次电源和二次电源。
[0018]进一步的，输入保护电路输入端采用双点双线的接入方式，串接熔断器进行电路过流保护，针对串接熔断器的电路进行非平衡式并联，保证两路并联的熔断器通过电流大小不同。
[0019]进一步的，浪涌抑制电路在初始上电时刻，MOS管处于非导通状态，随着电容的充电，MOS管栅极电压逐渐降低，当MOS管栅极电压减小到门限值时，MOS管从截止转变为导通，MOS管漏极电压逐渐升高，MOS管栅极点电压在MOS管状态转变过程中处于固定电平状态，输入保护电路电压的稳定输出。
[0020]进一步的，电源开关控制电路将继电器控制管脚接到浪涌抑制电路的栅极，通过电源加、断电控制继电器的开关，从而实现电路的开启和关闭。
[0021]进一步的，EMI滤波电路根据整机的功耗对滤波器进行选择，确保电压和电流在安全的使用范围。
[0022]进一步的，射频通道单元包括DCS信号射频通道单元、AIS信号射频通道单元和下行数传发射单元，
[0023]DCS信号射频通道单元：将DCS信号采用一次下变频的方式变频到中频，然后再进行A/D转换；
[0024]AIS信号射频通道单元：接收固定频率的两个信号，经过功分器将信号分为两路后，通过滤波器滤出两个频点，再分别针对两路信号进行下变频处理，并进行A/D转换；
[0025]下行数传发射单元：完成基带信号的D/A转换及上变频后的调制、放大、滤波。
[0026]进一步的，基带处理单元包括FPGA模块和DSP模块；
[0027]FPGA模块包括配置回读FPGA单元和信号处理FPGA单元，信号处理FPGA单元选用SRAM型FPGA，实现DCS低速突发信号接收、DCS高速连续信号接收、AIS接收信号的预处理以及数传发射信道的基带处理；
[0028]配置回读FPGA单元选用FLASH型FPGA；
[0029]DSP模块：实现DCS低速突发信号接收、DCS高速连续信号接收、AIS接收信号后处理。
[0030]进一步的，配置回读FPGA单元对信号处理FPGA单元进行状态监控及配置刷新：SRAM型FPGA的配置寄存器状态回读使用其内部SEM IP核来完成，该核实时的回读FPGA的配置寄存器，并将回读结果通过状态指示信号进行输出；使用FLASH型FPGA对SEM核的检测状态信号进行监测，当侦测到由于单粒子翻转导致SRAM型FPGA的配置寄存器出错时，FLASH型FPGA通过触发SRAM型FPGA的Program_b信号使其自动从外部存储器中完成程序重新加载。
[0031]进一步的，DSP模块包括DSP处理器和看门狗电路，看门狗电路在DSP处理器程序不能正常运行时，对DSP处理器进行复位，使其程序重载。
[0032]进一步的，DSP处理器每200ms对看门狗电路进行一次清零，如当超过规定时间看门狗电路未收到清零信号时，看门狗电路自动对DSP处理器进行复位。
[0033]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0034]本专利技术实现DCS信号、AIS信号的解调及下行数传发射，通过整星的遥控指令实现设备的开关和主备份的切换。
附图说明
[0035]图1为本专利技术信号处理装置设计框架图；
[0036]图2为本专利技术电源单元设计框架图；
[0037]图3为本专利技术射频通道单元设计框架图；
[0038]图4为本专利技术基带处理单元设计框架图。
具体实施方式
[0039]下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。
[0040]如图1
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4所示，一种实现DCS和AIS的信号处理装置，包括电源单元、射频通道单元和基带处理单元，
[0041]电源单元：实现对卫星平台提供的输入电源进行一次转换，同时实现一次电源与设备电源的隔离并对电源电路进行保护；
[0042]电源单元包括组成相同的主份电路和备份电路，主份电路和备份电路分别连接卫星平台的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现DCS和AIS的信号处理装置，其特征在于，包括电源单元、射频通道单元和基带处理单元，电源单元：实现对卫星平台提供的输入电源进行一次转换，同时实现一次电源与设备电源的隔离并对电源电路进行保护；电源单元包括组成相同的主份电路和备份电路，主份电路和备份电路分别连接卫星平台的两路输入电源，电源单元根据整星遥控指令进行主份电路和备份电路的切换，对输入电源进行选择；射频通道单元：将接收到的DCS信号、AIS信号进行放大、滤波并进行下变频到中频信号，并进行A/D变换；将下行数传发射的基带信号进行D/A变化后进行上变频并进行放大、滤波；基带处理单元：完成对基带信号的数字处理及调制解调。2.根据权利要求1所述的一种实现DCS和AIS的信号处理装置，其特征在于，DCS和AIS的信号处理装置由三层结构组成，其中电源单元在最底层结构，采用冷备份设计；上面两层结构为射频通道单元和基带处理单元，两层结构相同，采用冷备份设计；各层结构之间通过板间接插件进行供电和数据交互。3.根据权利要求1所述的一种实现DCS和AIS的信号处理装置，其特征在于，电源单元包括输入保护电路、浪涌抑制电路、电源开关控制电路、EMI滤波电路和DC
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DC转换模块，输入保护电路对一次电源产生的输入过流进行保护；浪涌抑制电路：利用MOS管延时开启，控制输入保护电路电压的稳定输出；电源开关控制电路：通过控制磁保持继电器实现电路的开启和关闭；EMI滤波电路：抑制一次电源的噪声；DC
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DC转换模块：采用隔离式DC
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DC转换器，实现一次母线电源到二次电源的变换，同时隔离一次电源和二次电源。4.根据权利要求3所述的一种实现DCS和AIS的信号处理装置，其特征在于，输入保护电路输入端采用双点双线的接入方式，串接熔断器进行电路过流保护，针对串接熔断器的电路进行非平衡式并联，保证两路并联的熔断器通过电流大小不同。5.根据权利要求3所述的一种实现DCS和AIS的信号处理装置，其特征在于，浪涌抑制电路在初始上电时刻，MOS管处于非导通状态，随着电容的充电，MOS管栅极电压逐渐降低，当MOS管栅极电压减小到门限值时，MOS管从截止转变为导通，MOS管漏极电压逐渐升高，MOS管栅极点电压在MOS管状态转变过程中处于固定电平状态，输入保护电路电压的稳定输出。6.根据权利要求3所述的一种实现DCS和AIS的信号处理装置，其特征在于，电源开关控制电路将继电器控制管脚接到...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹光南，李宗辉，王志远，刘晓菲，郭雅宁，马永春，穆城，宋栋，黄裴，王轲，黎柏文，李洁榆，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：