專利名稱:一種星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),特別是一種星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)。
背景技術(shù):
由我國空間物理學(xué)家劉振興院士1997年提出的“雙星”探測計(jì)劃是利用2顆衛(wèi)星對近地赤道區(qū)和近地極區(qū)這兩個(gè)主要磁層活動(dòng)區(qū)的電磁場和能量粒子的時(shí)空變化進(jìn)行聯(lián)合探測。雙星計(jì)劃與歐空局的Cluster探測計(jì)劃相配合,獲得非常有價(jià)值的結(jié)果。雙星計(jì)劃將對人類歷史上從未探測過的空間區(qū)域進(jìn)行探測,一顆衛(wèi)星繞著南極和北極上空運(yùn)行,另一顆繞著赤道運(yùn)行,利用2顆衛(wèi)星對近地赤道區(qū)和近地極區(qū)這兩個(gè)主要磁層活動(dòng)區(qū)的電磁場和能量粒子的時(shí)空變化進(jìn)行聯(lián)合探測。
當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過地面接收站的可視弧段時(shí),星上有效載荷探測的科學(xué)數(shù)據(jù)及工程遙測參數(shù)可以通過無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)及其天線系統(tǒng)發(fā)回地面。
現(xiàn)有的發(fā)射機(jī),其旁瓣發(fā)射比較大,會(huì)對衛(wèi)星上的應(yīng)答機(jī)造成干擾,而且沒有針對衛(wèi)星運(yùn)行的空間環(huán)境,對發(fā)射機(jī)進(jìn)行抗輻照、剩磁、熱設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。
因此,就需要一種旁瓣發(fā)射小、整機(jī)體積小、重量輕、通信距離遠(yuǎn)、抗輻照、剩磁小的星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種旁瓣發(fā)射小、整機(jī)體積小、重量輕、通信距離遠(yuǎn)、抗輻照、剩磁小的星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案包括一種星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),包括一基帶信號處理電路;一中頻調(diào)制電路,該中頻調(diào)制電路接收所述基帶信號處理電路的輸入信號;一中頻晶振電路(7),與所述中頻調(diào)制電路連接;
一射頻電路,與所述中頻調(diào)制電路連接。
在上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,還包括一電源電路,分別與所述基帶信號處理電路、所述中頻調(diào)制電路、所述本振電路、所述射頻電路連接。
在上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,所述基帶信號處理電路為一編碼器,該編碼器接收星上數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)輸入的時(shí)鐘信號和數(shù)碼信號。
在上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,所述中頻調(diào)制電路由一中頻調(diào)制器、一中頻濾波器、一中頻放大器、一上變頻器和一第二隔離器順序連接組成;所述編碼器的輸出接入所述中頻調(diào)制器,所述中頻調(diào)制器輸出接中頻濾波器,所述中頻濾波器輸出接中頻放大器,該中頻放大器輸出接上變頻器,該上變頻器連接到第二隔離器。
在上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,所述中頻晶振電路(7)包括一中頻晶振電路(7)輸出兩路信號,其中一路信號接一放大器,該放大器輸出接所述中頻調(diào)制器;另一路信號輸出接一本地振蕩電路;該本地振蕩電路輸出接第一隔離器,該第一隔離器輸出接所述上變頻器。
在上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,所述射頻電路包括一上變頻濾波器,該上變頻濾波器輸出接一第三隔離器,該第三隔離器輸出接一射頻功率放大器,該射頻功率放大器輸出接一第四隔離器,該第四隔離器輸出接一發(fā)信濾波器;所述第二隔離器輸出接所述上變頻濾波器。
在上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,所述電源電路為一DC/DC電源,該電源將衛(wèi)星系統(tǒng)提供給發(fā)射機(jī)的電源變換為發(fā)射機(jī)內(nèi)部使用的電源。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1)本發(fā)明的發(fā)射機(jī)在中頻節(jié)點(diǎn)、上變頻節(jié)點(diǎn)以及射頻輸出節(jié)點(diǎn)均插入了濾波器,從而減小了發(fā)射機(jī)的旁瓣發(fā)射,避免對衛(wèi)星上的應(yīng)答機(jī)造成干擾。
2)整機(jī)體積小、重量輕、通信距離遠(yuǎn)、抗輻照、剩磁小。
圖1是本發(fā)明的無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)原理框圖。
圖面說明1-編碼器2-中頻調(diào)制器3-中頻濾波器4-中頻放大器
5-上變頻器 6-第二隔離器7-晶振 8-放大器9-本地振蕩器 10-第一隔離器11-上變頻濾波器12-第三隔離器13-射頻功率放大器 14-第四隔離器15-發(fā)信濾波器 16-DC/DC電源具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述參照圖1,制作本發(fā)明的發(fā)射機(jī),輸入的串行數(shù)據(jù)流在編碼器1中分離成同相與正交兩路雙比特碼流,然后再進(jìn)行差分編碼。發(fā)射機(jī)晶振7一路經(jīng)放大后供給中頻調(diào)制器2作為調(diào)制用;另一路經(jīng)分頻后供給本地振蕩器9作為參考。中頻調(diào)制器2的輸出經(jīng)過中頻濾波器3用以限制調(diào)相信號的帶外頻譜,然后經(jīng)中頻放大器4后送入上變頻器5與本振信號混頻。上變頻器混頻之后可以獲得2287.5MHz的上邊帶信號,上變頻濾器11用以濾除本振及下邊帶信號等。發(fā)信濾波器15用以進(jìn)一步濾除帶外頻譜。與同類的發(fā)射機(jī)相比,本發(fā)射機(jī)在中頻節(jié)點(diǎn)、上變頻節(jié)點(diǎn)以及射頻輸出節(jié)點(diǎn)均插入了濾波器,從而減小了發(fā)射機(jī)的旁瓣發(fā)射,不會(huì)對衛(wèi)星上的應(yīng)答機(jī)造成干擾。
具體來說,發(fā)射機(jī)中的各部件分別為編碼器1采用集成電路實(shí)現(xiàn)DQPSK編碼;中頻調(diào)制器2由中頻調(diào)制器、濾波器和放大器組成,實(shí)現(xiàn)70MHZ上的中頻調(diào)制;本地振蕩器9由鎖相倍頻源構(gòu)成,產(chǎn)生2217.5MHZ本振信號源;上變頻器11產(chǎn)生2287.5MHZ的射頻信號;射頻功率放大器13由功放電路產(chǎn)生14W功率輸出;發(fā)信濾波器15帶寬為9MHZ的帶通濾波器,阻帶抑制大于60dB;隔離器6、10、12、14的正向損耗≤0.5dB,反向損耗≥20dB。
DC/DC電源16,該電源將衛(wèi)星系統(tǒng)提供給發(fā)射機(jī)的電源變換為發(fā)射機(jī)內(nèi)部使用的電源,本實(shí)施例中變換為+10V,+5V和-5V三種電源。
整體發(fā)射機(jī)在結(jié)構(gòu)上分成三層,布局緊湊,每一層對各個(gè)單元電路都進(jìn)行屏蔽隔離,增強(qiáng)發(fā)射機(jī)電路的集成度和電磁兼容性,使體積減小、重量減輕。
為了適應(yīng)衛(wèi)星運(yùn)行的空間環(huán)境,對發(fā)射機(jī)進(jìn)行抗輻照、剩磁、熱設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。采取的方式如下1.抗輻照設(shè)計(jì)S波段發(fā)射機(jī)抗輻照加固的對象主要是數(shù)字電路,根據(jù)器件的抗輻照能力進(jìn)行設(shè)計(jì)。將編碼電路中CMOS器件換為TTL器件。輻照試驗(yàn)結(jié)果表明采用TTL器件后,電路的抗輻照能力明顯提高。
2.磁設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),將發(fā)射機(jī)內(nèi)部隔離器兩兩反向放置,即實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)內(nèi)部補(bǔ)償。未補(bǔ)償前剩磁為1023mA·m2,補(bǔ)償后降為196mA·m2。此結(jié)果仍不能滿足要求,仍需進(jìn)行進(jìn)一步補(bǔ)償,在發(fā)射機(jī)整機(jī)Z方向放置一極性相反的200mA·m2磁塊,剩磁降為47mA·m2。此處Z方向是指發(fā)射機(jī)水平放置時(shí),垂直于水平面的方向。
本發(fā)明的發(fā)射機(jī)減小了發(fā)射機(jī)的旁瓣發(fā)射,避免對衛(wèi)星上的應(yīng)答機(jī)造成干擾,并且整機(jī)體積小、重量輕、通信距離遠(yuǎn),通信距離大于八萬公里。
最后所應(yīng)說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),包括一射頻電路;其特征在于,還包括一基帶信號處理電路;一中頻調(diào)制電路與所述基帶信號處理電路連接;一中頻晶振電路(7)與所述中頻調(diào)制電路連接;所述射頻電路與所述中頻調(diào)制電路連接。一電源電路,分別與所述基帶信號處理電路、所述中頻調(diào)制電路、所述本振電路、所述射頻電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),其特征在于,所述基帶信號處理電路為一編碼器(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),其特征在于,所述中頻調(diào)制電路由一中頻調(diào)制器(2)、一中頻濾波器(3)、一中頻放大器(4)、一上變頻器(5)和一第二隔離器(6)順序連接組成;所述編碼器(1)的輸出接入所述中頻調(diào)制器(2),所述中頻調(diào)制器(2)輸出接中頻濾波器(3),所述中頻濾波器(3)輸出接中頻放大器(4),該中頻放大器(4)輸出接上變頻器(5),該上變頻器(5)連接到第二隔離器(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),其特征在于,所述中頻晶振電路(7)包括一中頻晶振電路(7)輸出兩路信號,其中一路信號接一放大器(8),該放大器(8)輸出接所述中頻調(diào)制器(2),另一路信號輸出接一本地振蕩電路(9);該本地振蕩電路輸出接第一隔離器(10),該第一隔離器輸出接所述上變頻器(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),其特征在于,所述射頻電路包括一上變頻濾波器(11),該上變頻濾波器輸出接一第三隔離器(12),該第三隔離器輸出接一射頻功率放大器(13),該射頻功率放大器輸出接一第四隔離器(14),該第四隔離器輸出接一發(fā)信濾波器(15);所述第二隔離器(6)輸出接所述上變頻濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),其特征在于,所述電源電路(16)為一將衛(wèi)星系統(tǒng)提供給發(fā)射機(jī)的電源變換為發(fā)射機(jī)內(nèi)部使用的電源的DC/DC電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),其特征在于,所述編碼器(1)采用TTL器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),其特征在于,所述編碼器(1)是DQPSK編碼器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種星載無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī),包括一射頻電路、一基帶信號處理電路;一中頻調(diào)制電路與所述基帶信號處理電路連接;一中頻晶振電路與所述中頻調(diào)制電路連接;所述射頻電路與所述中頻調(diào)制電路連接。一電源電路,分別與所述基帶信號處理電路、所述中頻調(diào)制電路、所述本振電路、所述射頻電路連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于減小了發(fā)射機(jī)的旁瓣發(fā)射、整機(jī)體積小、重量輕、通信距離遠(yuǎn)、抗輻照、剩磁小。
文檔編號H04B7/185GK101030803SQ20061010994
公開日2007年9月5日 申請日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者謝春堅(jiān), 屈晨陽, 王竹剛, 耿浩, 郭麗莉, 姜亞祥, 陳曉敏, 孫輝先 申請人:中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心