一种面向航天应用的S频段测控收发隔离系统技术方案

本发明专利技术属于航天测控技术领域，提供了一种面向航天应用的S频段测控收发隔离系统，包括基带模块、功放、收阻滤波器、波导开关、双工器、天线馈源和低噪放；基带模块产生基带信号后，依次经功放进行功率放大和收阻滤波器进行滤波后，经波导开关和双工器进入天线馈源，由天线馈源发送给卫星；天线馈源接收卫星下行信号后，经双工器和低噪放后进入接收链路。本发明专利技术针对标准TT&C、扩频TT&C、扩跳频TT&C(包括长码、短码以及长短码组合)等多种发射体制从基带信号生成、功率放大过程、收阻滤波器及双工器、大功率信号传输到接收链路信号接收等过程进行系统性的设计和改进从而保障了航天测控系统中S频段收发隔离满足使用要求。系统中S频段收发隔离满足使用要求。系统中S频段收发隔离满足使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种面向航天应用的S频段测控收发隔离系统


[0001]本专利技术属于航天测控
，涉及一种面向航天应用的S频段测控收发隔离系统。

技术介绍

[0002]根据IEEE规定，将2～4GHz频段称为S频段，该频段主要用于气象雷达、船用雷达以及卫星通信。根据我国测控专家的充分论证以及多年来航天测控领域的发展，总结出S频段测控网具有如下5大优势：
[0003]第一，功能全。我国建设的S频段测控网具有精密跟踪、测距、测速、对飞行器遥控、遥测、双向话音及下行图像传输的功能，和国外同类网相比，我国的S频段测量元素多，精度高，实用性强，因而用途更加广泛。
[0004]第二，体制全。国外S频段功能单一，我国将航天测控和天地通信综合为一体，能够一体两用，化繁为简，既节省了设备，又消除了测控与通信之间的矛盾。
[0005]第三，一网多用。我国的S频段测控不仅可以满足载人航天的要求，同时也可以完成对近地卫星以及同步卫星的测控，同时采用新的设计标准，为与国际联网创造了先决条件。
[0006]第四，规模大。我国S频段测控是由陆基测控站、海上测量船以及车载测控站和北京、西安、酒泉三大中心共同组成的遍布全国及可航行于三大洋的庞大航天测控网。
[0007]第五，经济效益高。在设备的设计上采用多功能、多用途，比如共用天线、共用通信信道等。仅此一项便可节省上亿元的经费投入。
[0008]因此，S频段测控是航天应用的重要组成部分，它可支持地球同步轨道、中低地球轨道等目标的测控任务，满足当前或今后很长时间内大多数航天任务的需求。目前建设的大部分测控数传系统发射频率为2025MHz～2120.00MHz，接收频率为2200MHz～2300MHz，频率间隔仅有80M，并且现有的S频段发射体制包括标准TT&C、非相干扩频TT&C、扩跳频TT&C等多种组合模式，发射频率及组合频率成分复杂，所以收发隔离度是当天航天测控领域一个非常重要的指标。特别是由于扩跳频模式长短码同时工作时，会出现发射双音组合频率落到接收带内的情况，造成收发交调干扰，影响接收性能。如果收发隔离度解决不好，会造成发射链路工作时，接收链路饱和而无法正常工作。
[0009]因此为了保证地面测控系统收发设备能够正常工作，需要有效实现S频段不同发射体制下的收发隔离。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种面向航天应用的S频段测控收发隔离系统，能够保障系统发射链路工作时不影响接收链路的正常工作。具体为：
[0011]1)功放满功率开机时，接收频带内热噪声温度增加小于1K。
[0012]2)系统上行工作时，在接收频带内不产生干扰信号。
[0013]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0014]一种面向航天应用的S频段测控收发隔离系统，包括基带模块、功放、收阻滤波器、波导开关、双工器、天线馈源和低噪放；
[0015]发射链路中基带模块依次与功放、收阻滤波器和波导开关连接，并经双工器与天线馈源连接；基带模块产生基带信号后，依次经功放进行功率放大和收阻滤波器进行滤波后，经波导开关和双工器进入天线馈源，由天线馈源发送给卫星；
[0016]天线馈源经双工器和低噪放与接收链路连接；天线馈源接收卫星下行信号后，经双工器和低噪放后进入接收链路。
[0017]其中，所述的功放采用功率回退法实现功放满功率400W工作时，三阶交调为
‑
15dBc。
[0018]其中，所述的收阻滤波器采用的隔离度为110dB，双工器采用的隔离度为110dB。
[0019]其中，天线馈源包括喇叭、连接板、隔板极化器以及组合网络，喇叭与隔板极化器通过连接板连接，组合网络位于隔板极化器后方；其中隔板极化器包括主体腔体和匹配块，匹配块位于主体腔体下方，紧贴主体腔体侧壁，匹配块末端设有探针，用于连接组合网络。
[0020]其中，喇叭采用全防锈铝板一次拼焊成型；匹配块和主体腔体上加工有销钉孔和螺钉孔，两器件采用销钉和螺钉进行定位；隔板极化器与组合网络连接面在腔体四周添加螺钉连接；组合网络由三个外导体组成，且在外导体之间最外边缘处和内边缘处通过密集的螺钉排布连接。
[0021]本专利技术具有以下有益效果：
[0022]1、本专利技术从基带信号生成、功率放大过程、收阻滤波器及双工器、大功率信号传输到接收链路信号接收等过程进行系统性的设计，适用于绝大部分航天测控系统。
[0023]2、本专利技术可应用于航天测控系统的收发隔离效果评估和系统指标分解。
[0024]3、本专利技术处理过程简单、普适性强、易于工程实现。
附图说明
[0025]图1是本专利技术一种面向航天应用的S频段测控收发隔离系统的模型示意图。
[0026]图2是本专利技术非相干扩频TT&C体制下发射中心频率为2120MHz时的频谱。
[0027]图3是本专利技术扩跳频TT&C长短码工作模式下频率组合分布图。
[0028]图4是改进前天线馈源网络结构示意图。
[0029]图5是改进后天线馈源网络结构示意图。
具体实施方式
[0030]本领域技术人员能够理解的是，为了满足航天测控系统中发射链路工作时，不影响接收链路的正常工作，需要从基带信号生成开始考虑，信号经过功率放大过程、收阻滤波器及双工器、大功率信号传输及空间辐射、低噪声组合等满足功放满功率开机时，接收频带内热噪声温度增加小于1K以及系统上行工作时，在接收频带内不产生干扰信号的收发隔离要求。
[0031]下面将结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明(本专利技术均考虑功放满功率开机时的功率为400W)。
[0032]一种面向航天应用的S频段测控收发隔离系统，如图1所示，包括基带模块、功放、收阻滤波器、波导开关、双工器、天线馈源和低噪放；
[0033]发射链路中基带模块依次与功放、收阻滤波器和波导开关连接，并经双工器与天线馈源连接；基带模块产生基带信号后，依次经功放进行功率放大和收阻滤波器进行滤波后，经波导开关和双工器进入天线馈源，由天线馈源发送给卫星；
[0034]天线馈源经双工器和低噪放与接收链路连接；天线馈源接收卫星下行信号后，经双工器和低噪放后进入接收链路。
[0035]随着航天测控系统的发展，现有的S体制包括标准TT&C、非相干扩频TT&C、扩跳频TT&C等多种组合模式。
[0036]其中，标准TT&C工作带宽很窄，系统在标准TT&C模式下对接收带内的影响主要取决于功放自身在接收带内产生的噪声温度、功放输出端收阻滤波器抑制度、天线双工器对接收带内的抑制度。
[0037]而非相干扩频TT&C工作带宽20MHz，采用BPSK的调制方式，主要是根据输入数据的不同调制输出调制信号的相位，输出调制信号的相位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向航天应用的S频段测控收发隔离系统，其特征在于，包括基带模块、功放、收阻滤波器、波导开关、双工器、天线馈源和低噪放；发射链路中基带模块依次与功放、收阻滤波器和波导开关连接，并经双工器与天线馈源连接；基带模块产生基带信号后，依次经功放进行功率放大和收阻滤波器进行滤波后，经波导开关和双工器进入天线馈源，由天线馈源发送给卫星；天线馈源经双工器和低噪放与接收链路连接；天线馈源接收卫星下行信号后，经双工器和低噪放后进入接收链路。2.根据权利要求1所述的面向航天应用的S频段测控收发隔离系统，其特征在于，所述的功放采用功率回退法实现功放满功率400W工作时，三阶交调为
‑
15dBc。3.根据权利要求1所述的面向航天应用的S频段测控收发隔离系统，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子龙，张喜明，王璞，李鑫宇，黄慧燕，陈荣，王鹏毅，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：