一种用于星载微波辐射计的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于星载微波辐射计的控制装置，包括FPGA内部电路部分和数据采集电路部分，FPGA内部电路部分包括1553通信模块、数据采集模块、AGC控制模块与天线驱动模块；1553通信模块用于实现星载微波辐射计与卫星控制中心间的数据通信，并负责将地面的指令传输到FPGA内部电路部分中的其他模块，控制整个星载微波辐射计的状态、天线的扫描模式以及AGC的设置；数据采集模块负责从数据采集电路采集星载微波辐射计的数据，并将这些数据传输给1553通信模块；AGC控制模块负责执行地面AGC设置的指令；天线驱动模块执行地面天线扫描模式的指令，并将天线的状态和角度值传给1553通信模块；数据采集电路部分用于将多个通道的数据转换成数字信号，以供数据采集模块采集。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天
，特别涉及一种用于星载微波辐射计的控制装置
技术介绍
在以往的星载微波遥感器的设计中，数字处理部分的设计有两种方法，一种是采用以80C31器件为中心来进行设计的，外围电路由分立的数字电路芯片构成。采用这种方法进行设计的优点是技术成熟，技术风险较小，可以利用的资源多。但由于受该微处理器芯片和外围电路的限制，这一方法也具有所占体积较大、功耗高的缺点。另一种方法是基于SRAM的FPGA芯片设计的，这种方法虽然达到了系统小型化的要求，但是由地球大气层中自然产生的高能量中子会引起SRAM的存储数据产生翻转，容易发生数据安全方面的问题。此夕卜，现有技术中的这两种方法都基于处理器技术，程序按流水线流程控制各外围器件分时工作，在各外围模块同时需要控制的时候容易发生运行速度慢、实时性与可靠性不够高等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的用于星载微波辐射计的控制装置体积大、功耗高，或者在太空环境中容易发生存储数据翻转的缺陷，从而提供一种体积小、安全性高的控制装置。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于星载微波辐射计的控制装置，包括FPGA内部电路部分和数据采集电路部分，其中，所述FPGA内部电路部分包括1553通信模块、数据采集模块、AGC控制模块与天线驱动模块；所述1553通信模块用于实现星载微波辐射计与卫星控制中心间的数据通信，并负责将地面的指令传输到FPGA内部电路部分中的其他模块，控制整个星载微波辐射计的状态、天线的扫描模式以及AGC的设置；所述数据采集模块负责从数据采集电路采集星载微波辐射计的数据，并将这些数据传输给1553通信模块；所述AGC控制模块负责执行地面AGC设置的指令；所述天线驱动模块执行地面天线扫描模式的指令，并将天线的状态和角度值传给1553通信模块；所述数据采集电路部分用于将多个通道的数据转换成数字信号，以供数据采集模块米集。上述技术方案中，所述天线驱动模块通过所述1553通信模块接收到由地面控制设备发出的天线扫描模式变化的指令后，对该指令进行解码，利用该解码后的指令实现对天线的控制。上述技术方案中，所述1553通信模块接收到由地面控制设备所发送的AGC设置指令后，对该指令进行分解，得到各接收机AGC的值，然后由所述的AGC控制模块解码，得到最终的接收机增益值，根据该接收机增益值实现对接收机的控制。上述技术方案中，所述数据采集电路部分包括多个隔离运放、多个多路模拟开关以及一个A/D转换器。本专利技术的优点在于:在实现星载微波遥感器系统小型化的同时能够克服太空环境中高能量中子引起存储数据翻转问题，保证系统的安全可靠运行。附图说明图1是本专利技术的用于星载微波辐射计的控制装置的结构示意图；图2是数据采集模块与数据采集电路部分之间的接口示意图；图3是天线控制流程的示意图；图4是AGC控制流程的示意图。具体实施例方式现结合附图对本专利技术作进一步的描述。参考图1，本专利技术的用于星载微波辐射计的控制装置包括FPGA内部电路部分和数据采集电路部分，其中，所述数据采集电路部分向FPGA内部电路部分提供所要采集的星载微波辐射计的数据；所述FPGA内部电路部分通过1553总线与卫星控制中心和地面进行通信，传输星载微波辐射计的数据。所述FPGA内部电路部分包括1553通信模块、数据采集模块、AGC控制模块与天线驱动模块；所述1553通信模块用于实现星载微波辐射计与卫星控制中心间的数据通信，并负责将地面的指令传输到FPGA内部电路部分中的其他模块，控制整个星载微波辐射计的状态、天线的扫描模式、AGC的设置；数据采集模块负责从数据采集电路采集星载微波辐射计的科学数据和温度等辅助数据，并将这些数据传输给1553通信模块，再由1553通信模块传到卫星控制中心再传到地面；AGC控制模块负责执行地面AGC设置的指令；天线驱动模块执行地面天线扫描模式的指令，并将天线的状态和角度值传给1553通信模块，再由1553通信模块传到卫星控制中心再传到地面。所述数据采集电路部分包括多个隔离运放、多个多路模拟开关以及一个A/D转换器，该数据采集电路部分由数据采集模块控制，分时将多个通道的科学数据及多路温度数据等辅助数据转换成数字数据，以供数据采集模块采集。在图2中示出了数据采集模块与数据采集电路部分之间的接口，从图中可以看出，数据采集模块向数据采集电路部分发出通道选择命令以及开始转换命令，数据采集电路部分则向数据采集模块返回所采集的数据。星载微波辐射计所具有的天线扫描模式有多种，包括:变速扫描模式、匀速扫描模式、停止模式和故障模式。星载微波辐射计在地面所发出的指令的控制下，在不同天线扫描模式间变化。具体的说，如图3所示，地面控制设备注入天线扫描模式变化的指令，通过卫星无线通信到达卫星控制中心，再经过1553总线注入到本装置的1553通信模块。1553通信模块接收到注入指令后分解得到天线扫描模式，再发给天线驱动模块，经由天线驱动模块解码，得到最终的天线扫描模式指令，通过该指令实现对天线的控制。天线驱动模块还需把其内部产生的天线角度发给1553通信模块，1553通信模块再把天线角度值跟其他的科学数据、辅助数据(如温度数据)、系统状态数据等统一形成一定格式的数据包，经由1553总线、卫星控制中心再到达地面控制设备。本专利技术在实现AGC的设置时，由地面控制设备注入AGC设置的指令，通过卫星无线通信到达卫星控制中心，再经过1553总线注入到本装置的1553通信模块。1553通信模块接收到注入指令后分解，得到各接收机AGC的值，再发给AGC控制模块，经由AGC控制模块解码，得到最终的接收机增益值，将这些接收机增益值输出以控制接收机的增益。 本专利技术的用于星载微波辐射计的控制装置所采用的现场可编程门阵列(FPGA)具有抗配置翻转的免疫能力，这为航天应用提供了更可靠的保障，减少了因为高能量中子引起的再配置损耗。此外，本专利技术的控制装置采用模块化设计的方法，较以程序流程化控制的体系而言，各模块可以同时并行工作，提高了控制的效率，使得数据的采集和通信具有更高的实时性。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。权利要求1.一种用于星载微波辐射计的控制装置，其特征在于，包括FPGA内部电路部分和数据采集电路部分，其中， 所述FPGA内部电路部分包括1553通信模块、数据采集模块、AGC控制模块与天线驱动模块；所述1553通信模块用于实现星载微波辐射计与卫星控制中心间的数据通信，并负责将地面的指令传输到FPGA内部电路部分中的其他模块，控制整个星载微波辐射计的状态、天线的扫描模式以及AGC的设置；所述数据采集模块负责从数据采集电路采集星载微波辐射计的数据，并将这些数据传输给1553通信模块；所述AGC控制模块负责执行地面AGC设置的指令；所述天线驱动模块执行地面天线扫描模式的指令，并将天线的状态和角度值传给1553通信模块； 所述数据采集电路部分用于将多个通道的数据转换成数字信号，以供数据采集模块采集。2.根据权利要求1所述的用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于星载微波辐射计的控制装置，其特征在于，包括FPGA内部电路部分和数据采集电路部分，其中，所述FPGA内部电路部分包括1553通信模块、数据采集模块、AGC控制模块与天线驱动模块；所述1553通信模块用于实现星载微波辐射计与卫星控制中心间的数据通信，并负责将地面的指令传输到FPGA内部电路部分中的其他模块，控制整个星载微波辐射计的状态、天线的扫描模式以及AGC的设置；所述数据采集模块负责从数据采集电路采集星载微波辐射计的数据，并将这些数据传输给1553通信模块；所述AGC控制模块负责执行地面AGC设置的指令；所述天线驱动模块执行地面天线扫描模式的指令，并将天线的状态和角度值传给1553通信模块；所述数据采集电路部分用于将多个通道的数据转换成数字信号，以供数据采集模块采集。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄莹珠，张升伟，
申请(专利权)人：中国科学院空间科学与应用研究中心，
类型：发明
国别省市：