CN103117792A - 一种双频段信道复用小型测控数传*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双频段信道复用小型测控数传***，包括：多付接收天线、第一发射天线、多付第二发射天线、应答通信模块、第一功率放大器、第二选择开关、发射模块；多付接收天线接收多路无线电信号；第一发射天线及多付第二发射天线分别以第二频段的频率及第一频段的频率将多路无线电信号辐射至空间；应答通信模块将多路无线电信号进行选择及经调制后输出多路遥控信号，同时接收第一遥测/数传信号，并将其经相干及调制后输出第二输出信号；第一功率放大器工作在第一频段将第二输出信号进行功率放大；第二选择开关接收功率放大后的第二输出信号，并将其输出给多付第二发射天线；发射模块接收第二数传信号，并将其进行放大后发射给第一发射天线。

Description

一种双频段信道复用小型测控数传***
技术领域
本发明涉及电通信技术，尤其是一种双频段信道复用小型测控数传***。
 
背景技术
航天***是由航天器、航天运输***、航天发射场、航天测控网、航天应用***组成。是一个规模庞大、技术密集的综合性***。测控数传***是航天器中一个非常重要的分***，与航天测控网之间交互通信，是航天器与地面之间联系的纽带。
测控数传***主要完成测速、测距、遥控指令接收、遥测数据传输、数据信号传输等功能。***内一般配备多付接收与发射天线、两台或者多台应答机、两台或者多台数传发射机。一般的测控数传***中接收天线完成信号接收的功能，发射天线完成信号发射的功能，应答机完成测速、测距、遥控指令接收与遥测数据接收的功能，数传发射机完成数据信号传输的功能。
测控数传***的设计主要考虑频段选择、信道分配、体积和功耗等因素。航天器测控数传***工作的频段需要与地面航天测控网匹配，一般有S频段、X频段等。信道设计方面，一般遥控与遥测信号设计采用副载波调制，测距与测速信号设计采用PM调制而数据信号设计采用BPSK、QPSK或者FSK等调制方式。
现有技术中，测控数传***只工作在单一频段并且不同功能的信号采用不同调制方式。
 
发明内容
本发明的目的在于提供一种双频段信道复用小型测控数传***，可达到具备两个工作频段、不同功能的信号可以信道复用并且***体积小。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
    一种双频段信道复用小型测控数传***,该***包括：        
    多付接收天线，从空间中接收多路无线电信号；
第一发射天线，以第二频段的频率将所述多付接收天线接收的所述多路无线电信号辐射至空间；
多付第二发射天线，以第一频段的频率将所述多付接收天线接收的所述多路无线电信号辐射至空间；
应答通信模块，将所述多付接收天线接收的所述多路无线电信号进行选择，并经调制后输出多路遥控信号，同时接收一第一遥测/数传信号，并将所述第一遥测/数传信号经相干及调制后输出一第二输出信号；
第一功率放大器，与所述应答通信模块相连，工作在第一频段将所述第二输出信号进行功率放大；
第二选择开关，与所述第一功率放大器相连，接收所述进行功率放大后的第二输出信号，并将其输出给所述多付第二发射天线；
发射模块，接收一第二数传信号，并将所述第二数传信号进行放大后发射给所述第一发射天线。
依照本发明较佳实施例所述的双频段信道复用小型测控数传***,所述应答通信模块包括：
    第一选择开关，与所述多付接收天线相连，从所述多付接收天线中的多路无线电信号中选择两路无线电信号进行输出；
第一接收通道，与所述第一选择开关相连，将所述两路无线电信号中的一路无线电信号解调为第一遥控信号进行输出，同时捕获一载波信号及参考信号，将所述载波信号相干所述参考信号并输出一相干信号；
第一发射机，与所述第一接收通道相连，以所述相干信号为参考生成发射载波并与所述第一遥测/数传信号进行调制后输出；
第二接收通道，与所述第一选择开关相连，将所述两路无线电信号中的另一路无线电信号解调为第二遥控信号进行输出。
依照本发明较佳实施例所述的双频段信道复用小型测控数传***,所述第一功率放大器和第二功率放大器为固态功率放大器或者行波管功率放大器。
依照本发明较佳实施例所述的双频段信道复用小型测控数传***,所述第一接收通道和第二接收通道的设计为外差式、直接下变频式、镜像抑制式或者数字中频式。
依照本发明较佳实施例所述的双频段信道复用小型测控数传***,所述第一选择开关、第一接收通道、第二接收通道与第一发射机为一体式结构，或者为两个或多个结构体设计。
依照本发明较佳实施例所述的双频段信道复用小型测控数传***,所述应答通信模块为应答机、通信机或者应答通信机。
    依照本发明较佳实施例所述的双频段信道复用小型测控数传***,所述发射模块包括：
    第二发射机，接收一第二数传信号，将所述第二数传信号调制后输出；
第二功率放大器，与所述第二发射机相连，工作在第二频段将第二发射机的输出信号进行功率放大。
依照本发明较佳实施例所述的双频段信道复用小型测控数传***,所述第一发射机和第二发射机的设计为直接倍频式、上变频式、锁相倍频式、倍频调制合并式或者倍频调制分开式。
依照本发明较佳实施例所述的双频段信道复用小型测控数传***,所述第二发射机与所述第二功率放大器为一体式结构。
依照本发明较佳实施例所述的双频段信道复用小型测控数传***,所述发射模块为发射机、数传发射机或者通信机。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
本发明一种双频段信道复用小型测控数传***，由于采取上述的技术方案，能够实现测控数传***双频段工作，遥测与数据信号复用信道并且体积小。多付接收天线工作在第一频段，接收空间中的信号，第一选择开关从多路接收信号中选择两路分别输出给第一接收通道和第二接收通道，第一接收通道和第二接收通道可以同时工作也可以分时工作。第一接收通道将第一遥控信号解调输出，并且将捕获的载波信号作为相干参考信号送给第一发射机生成载波信号，第一发射机将第一遥测或者数传信号调制输出。第二接收通道将第二遥控信号解调输出。第一功率放大器将第一发射机的信号功率放大后由第二选择开关选择一个发射天线辐射至空间。第二发射机工作在第二频段，将第二数传信号调制到载波上后发给第二功率放大器功率放大后由第一发射天线辐射至空间。
 
附图说明
图1是本发明双频段信道复用小型测控数传***的原理框图。
 
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的优选实施例。
图1是本发明双频段信道复用小型测控数传***的原理框图，一种双频段信道复用小型测控数传***,该***包括：        
    多付接收天线1，从空间中接收多路无线电信号；
第一发射天线2，以第二频段的频率将所述多付接收天线1接收的所述多路无线电信号辐射至空间；
多付第二发射天线3，以第一频段的频率将所述多付接收天线1接收的所述多路无线电信号辐射至空间；
应答通信模块4，将所述多付接收天线1接收的所述多路无线电信号进行选择，并经调制后输出多路遥控信号，同时接收一第一遥测/数传信号45，并将所述第一遥测/数传信号45经相干及调制后输出一第二输出信号；
第一功率放大器5，与所述应答通信模块4相连，工作在第一频段将所述第二输出信号进行功率放大；
第二选择开关6，与所述第一功率放大器5相连，接收所述进行功率放大后的第二输出信号，并将其输出给所述多付第二发射天线3；
发射模块7，接收一第二数传信号8，并将所述第二数传信号8进行放大后发射给所述第一发射天线2。
    其中，应答通信模块4可以为应答机、通信机或者应答通信机，该模块包括：
    第一选择开关41，与所述多付接收天线1相连，从所述多付接收天线1中的多路无线电信号中选择两路无线电信号进行输出；
第一接收通道42，与所述第一选择开关41相连，将所述两路无线电信号中的一路无线电信号解调为第一遥控信号46进行输出，同时捕获一载波信号及参考信号，将所述载波信号相干所述参考信号并输出一相干信号；
第一发射机44，与所述第一接收通道42相连，以所述相干信号为参考生成发射载波并与所述第一遥测/数传信号45进行调制后输出；
第二接收通道43，与所述第一选择开关41相连，将所述两路无线电信号中的另一路无线电信号解调为第二遥控信号47进行输出。
具体实施时，第一接收通道42和第二接收通道43可以采用外差式设计、直接下变频设计、镜像抑制设计或者数字中频设计。第一选择开关41、第一接收通道42、第二接收通道43与第一发射机44为一体式结构，也可以为两个或者多个结构体设计。
    其中，发射模块7可以为发射机、数传发射机或者通信机，该模块包括：
    第二发射机71，接收一第二数传信号8，将所述第二数传信号8调制后输出；
第二功率放大器72，与所述第二发射机71相连，工作在第二频段将第二发射机71的输出信号进行功率放大。
第二发射机71与第二功率放大器72可以是一体式结构。
具体实施时，上述第一功率放大器5和第二功率放大器72为固态功率放大器或者行波管功率放大器。第一发射机44和第二发射机72可以采用直接倍频设计、上变频设计、锁相倍频设计、倍频调制合并设计或者倍频调制分开设计。
    多付接收天线1中的任一付、第一发射天线2和多付第二发射天线3中的任一付为阵子天线、螺旋天线、喇叭天线、反射面天线或者微带天线，其工作方式为全向型、定向型或者赋型。
    第一频段和第二频段为VHF频段、UHF频段、L频段、S频段、C频段、X频段、Ku频段、K频段、Ka频段、毫米波频段或者亚毫米波频段。
下面进一步对本发明一种双频段信道复用小型测控数传***的工作过程进行描述。
航天器进入空间飞行之后，地面测控站通过无线电信号对航天器进行跟踪测量、发送控制指令，航天器将低速率的遥测信号与高速率的数据信号发送给地面测控站。航天器的测控数传***用于接收地面测控站发射的跟踪测量信号、遥控信号并且将遥测信号、数传信号与接收到的跟踪测量信号发回地面测控站。
测控数传***具有双频段，两个频段可以同时工作也可以分时工作。可以用一个频段与地面测控网之间进行通信，另一个频段用于航天器与航天器之间的通信，也可以将两个频段都用于与地面测控网之间进行通信，提高通信的可靠性。
遥控信号采用PCM-PSK-PM调制方式，遥测信号也采用PCM-PSK-PM调制方式,跟踪测量信号采用PM调制方式，数据信号采用BPSK或者QPSK调制方式。本设计中遥测信号与数据信号采用相同的调制方式复用同一个信道传输，可以简化信道设计，降低发射机的设计难度，提高发射机的可靠性。
综上所述，本发明提出了一种双频段信道复用小型测控数传***。利用本发明的产品，航天器与地面测控网之间，航天器与航天器之间可以采用双频段工作，遥测信号与数据信号可以采用相同的调制方式复用信道，设计采用一体化的结构设计可以达到体积小重量轻的优点。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，只要不超出所附权利要求书所述范围，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种双频段信道复用小型测控数传***,其特征在于，该***包括：        
    多付接收天线，从空间中接收多路无线电信号；
第一发射天线，以第二频段的频率将所述多付接收天线接收的所述多路无线电信号辐射至空间；
多付第二发射天线，以第一频段的频率将所述多付接收天线接收的所述多路无线电信号辐射至空间；
应答通信模块，将所述多付接收天线接收的所述多路无线电信号进行选择，并经调制后输出多路遥控信号，同时接收一第一遥测/数传信号，并将所述第一遥测/数传信号经相干及调制后输出一第二输出信号；
第一功率放大器，与所述应答通信模块相连，工作在第一频段将所述第二输出信号进行功率放大；
第二选择开关，与所述第一功率放大器相连，接收所述进行功率放大后的第二输出信号，并将其输出给所述多付第二发射天线；
发射模块，接收一第二数传信号，并将所述第二数传信号进行放大后发射给所述第一发射天线。
2.如权利要求1所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述应答通信模块包括：
    第一选择开关，与所述多付接收天线相连，从所述多付接收天线中的多路无线电信号中选择两路无线电信号进行输出；
第一接收通道，与所述第一选择开关相连，将所述两路无线电信号中的一路无线电信号解调为第一遥控信号进行输出，同时捕获一载波信号及参考信号，将所述载波信号相干所述参考信号并输出一相干信号；
第一发射机，与所述第一接收通道相连，以所述相干信号为参考生成发射载波并与所述第一遥测/数传信号进行调制后输出；
第二接收通道，与所述第一选择开关相连，将所述两路无线电信号中的另一路无线电信号解调为第二遥控信号进行输出。
3.如权利要求2所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述第一功率放大器和第二功率放大器为固态功率放大器或者行波管功率放大器。
4.如权利要求2所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述第一接收通道和第二接收通道的设计为外差式、直接下变频式、镜像抑制式或者数字中频式。
5.如权利要求2所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述第一选择开关、第一接收通道、第二接收通道与第一发射机为一体式结构，或者为两个或多个结构体设计。
6.如权利要求1所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述应答通信模块为应答机、通信机或者应答通信机。
7.如权利要求1所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述发射模块包括：
    第二发射机，接收一第二数传信号，将所述第二数传信号调制后输出；
第二功率放大器，与所述第二发射机相连，工作在第二频段将第二发射机的输出信号进行功率放大。
8.如权利要求7所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述第一发射机和第二发射机的设计为直接倍频式、上变频式、锁相倍频式、倍频调制合并式或者倍频调制分开式。
9.如权利要求7所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述第二发射机与所述第二功率放大器为一体式结构。
10.如权利要求1所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述发射模块为发射机、数传发射机或者通信机。
11.如权利要求1所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述多付接收天线中的任一付、所述第一发射天线和所述多付第二发射天线中的任一付为阵子天线、螺旋天线、喇叭天线、反射面天线或者微带天线。
12.如权利要求1所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述多付接收天线、所述第一发射天线和所述多付第二发射天线的工作方式为全向型、定向型或者赋型。
13.如权利要求1所述的双频段信道复用小型测控数传***，其特征在于，所述第一频段和第二频段为VHF频段、UHF频段、L频段、S频段、C频段、X频段、Ku频段、K频段、Ka频段、毫米波频段或者亚毫米波频段。
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