CN103501204B - 一种x波段输出功率遥测采集装置 - Google Patents

Abstract

一种X波段输出功率遥测采集装置，设置在一星载X波段数据传输发射机的发射前级上，用以产生发射前级的输出功率遥测电压信号，X波段输出功率遥测采集装置包括：微带耦合器，用以耦合一部分发射前级发出的X波段已调信号；检波电路，连接微带耦合器，用以对经过耦合的信号进行检波和滤波，以形成稳定的电压值；遥测调整电路，用以对电压值进行放大调整，产生输出功率遥测电压信号。该遥测电压信号量帮助卫星用户通过遥测数据监测前级在轨工作时输出功率的大小，时刻反映前级工作状态，当地面接收到的数传信号功率发生异常时，可以快速定位，判断异常是否由前级输出功率异常引起。

Description

一种X波段输出功率遥测采集装置

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种X波段输出功率遥测采集装置。

背景技术

星载X波段输出功率遥测采集装置主要用于星载X波段数据传输发射机上。星载数据传输发射机通常采用发射前级与功放级级联的模式。数据传输时，发射前级首先对卫星载荷数据进行信道编码、调制，已调信号经功放级功率放大后，通过天线发送给地面或中继星。前级与功放级之间存在着功率匹配的关系，需保证前级输出功率范围处于功放级饱和区内，使功放级的输出信号功率稳定，有利于地面站或中继星接收设备对传输数据进行处理。

目前，在轨和在研的数据传输发射机前级只有本振输出功率遥测，无前级输出功率遥测，对于用户来说，遥测量是有所缺失的。当数据传输发射机功放级输出功率异常时，难以判断是否是前级输出异常所致。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种X波段输出功率遥测采集装置，用以产生数传发射机前级输出功率遥测电压信号。该遥测量帮助卫星用户通过遥测数据监测前级在轨工作时输出功率的大小，时刻反映前级工作状态，当地面接收到的数传信号功率发生异常时，可以快速定位，判断异常是否由前级输出功率异常引起。

本发明通过以下技术方案实现：

一种X波段输出功率遥测采集装置，设置在一星载X波段数据传输发射机的发射前级上，用以产生发射前级的输出功率遥测电压信号，X波段输出功率遥测采集装置包括：

微带耦合器，用以耦合一部分发射前级发出的X波段已调信号；

检波电路，连接微带耦合器，用以对经过耦合的信号进行检波和滤波，以形成稳定的电压值；

遥测调整电路，用以对电压值进行放大调整，产生输出功率遥测电压信号。

较佳的，微带耦合器包括：直通支路、耦合支路，一部分发射前级发出的X波段已调信号经过耦合支路进入检波电路，另一部分发射前级发出的X波段已调信号经过直通支路输出。

较佳的，微带耦合器为一90°分支线耦合器。

较佳的，遥测调整电路包括一运算放大器，用以对电压值进行放大调整。

较佳的，遥测调整电路还包括采用双极工艺制造的二极管和集成电路，以免疫单粒子翻转。

较佳的，检波电路包括一检波二极管，用以将X波段已调信号转换为电压值。

较佳的，检波电路还包括一滤波电路，包括若干电阻及电容，用以滤除高频分量，以形成稳定的电压值。

较佳的，微带耦合器、检波电路、遥测调整电路之间采用微带片和印制板跨接相连，并安装于同一壳体。

附图说明

图1所示的是本发明的结构示意图；

图2所示的是本发明的90°分支线耦合器的结构示意图；

图3所示的是本发明检波电路的结构示意图；

图4所示的是本发明遥测调整电路的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明X波段输出功率遥测采集装置的结构示意图。该装置主要由微带耦合器1、检波电路2和遥测调整电路3组成，采用微带片和印制板跨接相连模式；使用同一壳体安装，实现X波段发射机前级输出功率的遥测采集。

图2是90°分支线耦合器的结构示意图。直通支路12、耦合支路11，一部分发射前级发出的X波段已调信号经过耦合支路11进入检波电路2，另一部分发射前级发出的X波段已调信号经过直通支路12输出。

微带耦合器1采用90°分支线耦合器，这种耦合方式相比于传统的平行线功分器等，有以下三个优点：首先，能适应小信号的耦合功分，发射机前级输出信号的功率通常为-5~5dBm，采用90°分支线耦合器既能保证直通支路的插损小，又能保证耦合支路信号大小满足后续电路要求；其次，耦合度灵活，通过改变分支线的尺寸产生所需的耦合度，本装置采用的90°分支线耦合器尺寸固定，设计出的耦合度为3dB；另外，耦合隔离度、反向隔离度和驻波性能都得到很大提升,且便于实现与其他射频器件的匹配连接，直通输出后直接与隔离器连接，实现信号输出端的隔离保护功能，降低开发难度，增加通用性。通过设计，该耦合器电路的各项性能指标如下：

直通端插损：<-2dB；

耦合支路与直通路的隔离度：>-25dB；

反向隔离度：>-30dB；

驻波比：<1.3；

图3是检波电路2的结构示意图。通过X波段的检波二极管21将高频信号转换为电压值，通过电压值反应出耦合信号的能量大小，从而间接反映输出功率的大小。由于发射机前级输出信号为X频段的调制信号，信号波形具有调制信号的滚降的特性，使用一般的二极管难以满足检波要求，本装置选用了具有快速响应能力的高频高速二极管——MA40115型肖特基二极管，封装为276型。检波后再通过RC滤波电路滤除高频分量，根据射频信号具体频点，电容C1选用合适的容值即可，以便形成稳定的直流电压值。

图4是遥测调整电路3的结构示意图。遥测调整电路主要由一个运算放大器31组成，将检波电路输出的电压值通过运算放大器进行调整，通过选择合适的***电路电阻值来改变放大系数，满足整星遥测量的要求，完成遥测采集功能后输出。电路选用的是不受空间辐照影响的器件，主要由二极管ZW53和集成电路LM158AJ/883组成，能够满足星上设备空间环境可靠性要求。

此外，本发明还具有小型化、轻量化、低功耗的特点。本装置外形尺寸为28.0mm*25.8mm，重量为0.3Kg，功耗为0.48w。整个装置结构紧凑，采用“全明”壳体设计，任何部件只需打开相应盖板即可进行调试或拍照。这种设计避免了夹层结构造成的安装、拆卸、调试的困难，减小了残留多余物的隐患，便于结构件的生产加工。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种X波段输出功率遥测采集装置，其特征在于，设置在一星载X波段数据传输发射机的发射前级上，用以产生所述发射前级的输出功率遥测电压信号，所述X波段输出功率遥测采集装置包括：

微带耦合器，用以耦合一部分所述发射前级发出的X波段已调信号；

检波电路，连接所述微带耦合器，用以对经过耦合的信号进行检波和滤波，以形成稳定的电压值；

遥测调整电路，用以对所述电压值进行放大调整，产生所述输出功率遥测电压信号；

所述微带耦合器为一90°分支线耦合器，耦合度为3dB；

所述微带耦合器包括：直通支路、耦合支路，所述一部分发射前级发出的X波段已调信号经过所述耦合支路进入所述检波电路，另一部分发射前级发出的X波段已调信号经过所述直通支路输出，直通输出后直接与隔离器连接；

所述检波电路包括一检波二极管，用以将所述X波段已调信号转换为电压值，所述检波二极管为MA40115型肖特基二极管。

2.根据权利要求1所述的X波段输出功率遥测采集装置，其特征在于，所述遥测调整电路包括一运算放大器，用以对所述电压值进行放大调整。

3.根据权利要求2所述的X波段输出功率遥测采集装置，其特征在于，所述遥测调整电路还包括采用双极工艺制造的二极管和集成电路，以免疫单粒子翻转。

4.根据权利要求1所述的X波段输出功率遥测采集装置，其特征在于，所述检波电路还包括一滤波电路，包括若干电阻及电容，用以滤除高频分量，以形成稳定的电压值。

5.根据权利要求1所述的X波段输出功率遥测采集装置，其特征在于，所述微带耦合器、检波电路、遥测调整电路之间采用微带片和印制板跨接相连，并安装于同一壳体。