卫星测控高速数传高速上注一体化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种卫星测控高速数传高速上注一体化系统，包括基带模块、固存模块、测控射频模块、数传射频模块、电源模块、天线模块，其中：基带模块与卫星的接口通信，将高速上注数据发送给载荷；负责整星遥控、遥测、高速上注数据的基带处理、数传数据的基带处理；测控射频模块包含测控接收射频单元、测控发射射频单元；天线模块包括数传相控阵天线、测控对地天线、测控对天天线和微波网络，用于建立星地射频链路，接收地面站上行的卫星遥控数据和高速上注数据，向地面站发射下行卫星遥测数据和数传数据。本发明专利技术将测控、高速存储、高速数传和高速上注等功能进行集成，有利于商业卫星的小型化、集成化和降本增效，符合未来商业卫星发展趋势。趋势。趋势。

【技术实现步骤摘要】
卫星测控高速数传高速上注一体化系统


[0001]本专利技术涉及商业卫星通信
，具体地，涉及一种卫星测控高速数传高速上注一体化系统。

技术介绍

[0002]传统卫星测控、高速上注与高速数传分属两个分系统，通常由测控应答机、高速上注机、高速固存、高速数传发射机、微波网络等多台单机组成。分立设计需要更大的空间资源、重量资源、热控资源和供电资源，增加了商业卫星的设计复杂度、研制周期和研制成本，不利于商业卫星的小型化、集成化和降本增效。卫星星务软件和载荷软件功能日益复杂，为了提高可靠性，提出了在轨编程需求，而遥控上行链路余量较大，可以满足高速上注在轨编程数据的需要，这样可以有效利用地面测控资源。很多载荷工作时需要卫星调整姿态，指向特定地面目标。
[0003]传统卫星，一种采用赋形波束数传天线，天线波束宽，数传工作时可以不要求卫星姿态配合。但是天线增益低，对发射功率提出了高的要求，提高了研制成本，同时也限制了数据传输速率的提高。或者采用带转动机构的高增益天线，但是转动机构和转动馈线研制成本高，同时转动机构重量重、体积大。重量和体积的增加也会增加卫星的研制和发射成本。针对其缺点，数传天线采用相控阵天线。相控阵天线带有TR组件，对射频单元输出功率的要求大大降低。天线输出增益高，可以实现更高的通信速率。相控阵天线通过辐射单元的馈电相位来改变方向图指向，不带转动机构，并且重量轻。相控阵能够实现二维波束扫描，实现数传弧段内载荷与数传下行同时工作，还可以实现载荷数据的边记边放和实时回放，有效利用载荷资源和地面数传资源。
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技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种卫星测控高速数传高速上注一体化系统。
[0005]根据本专利技术提供的一种卫星测控高速数传高速上注一体化系统，包括基带模块、固存模块、测控射频模块、数传射频模块、天线模块、电源模块，其中：
[0006]电源模块用于供电；
[0007]基带模块与卫星的接口通信，用于将高速上注数据发送给载荷，负责整星遥控、遥测、高速上注数据的基带处理以及数传数据的基带处理；
[0008]测控射频模块与天线模块、基带模块之间传输上行遥控、高速上注数据以及下行遥测；
[0009]数传射频模块接收基带模块的下行高速数传数据并发送高速数传信号至天线模块；
[0010]固存模块用于接收卫星和载荷数据，发送高速载荷数据至基带模块，并与基带模块之间传输高速上注数据；
[0011]所述天线模块用于建立星地射频链路，接收地面站上行的卫星遥控数据和高速上注数据，向地面站发射下行卫星遥测数据和数传数据。
[0012]优选地，所述基带模块包括接口单元和中央处理单元，其中：
[0013]所述接口单元包括与卫星遥控遥测的PCM接口，自身遥控遥测接口，OC指令接口，与卫星的高速上注在轨编程数据接口以及与多个载荷的高速上注在轨编程数据接口；
[0014]所述中央处理单元配置FPGA信号处理软件，所述FPGA信号处理软件用于上行遥控、上注数据、遥测下行信号和数传信号的基带处理。
[0015]优选地，所述测控射频模块包括测控接收射频单元和测控发射射频单元，其中：
[0016]测控接收射频单元从天线模块接收上行测控信号及高速上注信号，并进行滤波、低噪声放大、下变频、中频滤波、中频信号放大和AGC控制，并将信号输出给基带模块；
[0017]测控发射射频单元从基带模块接收中频信号，并进行滤波、放大、上变频后得到射频信号，再对射频信号进行滤波、功率放大，然后将信号输出至天线模块。
[0018]优选地，所述数传射频模块从基带模块接收高速中频信号，对其进行上变频后得到射频信号，对射频信号进行滤波和功率发大，确保信号功率足以驱动相控阵天线，然后将信号输出给天线模块的相控阵天线。
[0019]优选地，所述天线模块包括相控阵天线、测控对地天线、测控对天天线以及微波网络，其中；
[0020]测控对地天线和测控对天天线为收发共用天线，接收地面上行的遥控信号和高速上注信号，向地面发射遥测信号；
[0021]微波网络用于测控发射射频单元、测控接收射频单元和测控对天天线、测控对天天线的信号合路和分路；
[0022]相控阵天线用于向地面发射数传信号，实现二维扫描。
[0023]优选地，所述基带模块控制切换上行测控模式和上注模式，其中：
[0024]上行测控模式下，基带模块接收的上行遥控中频信号经A/D采样后，完成捕获、跟踪、解调，输出OC指令和遥控指令至卫星；
[0025]上注模式下，基带模块接收的上注中频信号经A/D采样后，完成解调，输出高速上注信号至固存模块、卫星及载荷。
[0026]优选地，所述的测控射频模块和数传射频模块可以同时工作，实现下行遥测和数传下行的同时工作。
[0027]优选地，所述高速上注信号调制方式为BPSK，上注码速率为200kbps～8Mbps变速率模式。
[0028]优选地，高速数传信号调制模式为16QAM、16PSK、8PSK、QPSK可选，下行数传码速率为1200Mbps～300Mbps变速率模式。
[0029]优选地，所述与卫星及载荷的高速上注在轨编程接口形式为同步422接口、异步422接口、LVDS接口中的任一种。
[0030]优选地，所述相控阵天线用于高速数传数据发射，并能够实现俯仰向和方位向二维同时扫描，两个维度的扫描角均为
‑
67～+67
°
。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0032]1、本专利技术改进了传统卫星测控、高速上注与高速数传分系统多台单机独立的设
计，将测控、高速上注、高速存储、高速数传等功能进行集成，有利于商业卫星的小型化、集成化和降本增效。
[0033]2、本专利技术改进了传统卫星测控上行链路只传输指令信号的设计，增加了高速上注在轨编程数据功能，提高了星地链路使用效率。提高了卫星使用效能和运行可靠性。
[0034]3、本专利技术可以同时进行遥测和数传信号的下行发射，提高了卫星使用效能。
附图说明
[0035]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0036]图1为卫星测控高速数传高速上注一体化系统的结构示意图。
[0037]图中：
[0038]10
‑
基带模块；20
‑
固存模块；30
‑
测控射频模块；40
‑
数传射频模块；50
‑
天线模块；60
‑
电源模块；201
‑
特殊存储区；501
‑
相控阵天线；502
‑
测控对地天线；503
‑
测控对天天线；504
‑
微波网络。
具体实施方式
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星测控高速数传高速上注一体化系统，其特征在于，包括基带模块、固存模块、测控射频模块、数传射频模块、天线模块、电源模块，其中：电源模块用于供电；基带模块与卫星的接口通信，用于将高速上注数据发送给载荷，负责整星遥控、遥测、高速上注数据的基带处理以及数传数据的基带处理；测控射频模块与天线模块、基带模块之间传输上行遥控、高速上注数据以及下行遥测；数传射频模块接收基带模块的下行高速数传数据并发送高速数传信号至天线模块；固存模块用于接收卫星和载荷数据，发送高速载荷数据至基带模块，并与基带模块之间传输高速上注数据；所述天线模块用于建立星地射频链路，接收地面站上行的卫星遥控数据和高速上注数据，向地面站发射下行卫星遥测数据和数传数据。2.根据权利要求1所述的卫星测控高速数传高速上注一体化系统，其特征在于，所述基带模块包括接口单元和中央处理单元，其中：所述接口单元包括与卫星遥控遥测的PCM接口，自身遥控遥测接口，OC指令接口，与卫星的高速上注在轨编程数据接口以及与多个载荷的高速上注在轨编程数据接口；所述中央处理单元配置FPGA信号处理软件，所述FPGA信号处理软件用于上行遥控、上注数据、遥测下行信号和数传信号的基带处理。3.根据权利要求1所述的卫星测控高速数传高速上注一体化系统，其特征在于，所述测控射频模块包括测控接收射频单元和测控发射射频单元，其中：测控接收射频单元从天线模块接收上行测控信号及高速上注信号，并进行滤波、低噪声放大、下变频、中频滤波、中频信号放大和AGC控制，并将信号输出给基带模块；测控发射射频单元从基带模块接收中频信号，并进行滤波、放大、上变频后得到射频信号，再对射频信号进行滤波、功率放大，然后将信号输出至天线模块。4.根据权利要求1所述的卫星测控高速数传高速上注一体化系统，其特征在于，所述数传射频单元从基带模块接收高速中频信号，对其进行上变频后得到射频信号，对射频信号进行滤波和功率发大，确保信号功率足以驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：温沫，顾军，孙聪，朱寅东，余润清，宋玉亭，杨佩，吕旺，
申请(专利权)人：上海航天空间技术有限公司，
类型：发明
国别省市：