專利名稱：一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電通信技術(shù)，尤其是一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
航天系統(tǒng)是由航天器、航天運輸系統(tǒng)、航天發(fā)射場、航天測控網(wǎng)、航天應(yīng)用系統(tǒng)組成。是一個規(guī)模龐大、技術(shù)密集的綜合性系統(tǒng)。測控數(shù)傳系統(tǒng)是航天器中一個非常重要的分系統(tǒng)，與航天測控網(wǎng)之間交互通信，是航天器與地面之間聯(lián)系的紐帶。測控數(shù)傳系統(tǒng)主要完成測速、測距、遙控指令接收、遙測數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)裙δ?。系統(tǒng)內(nèi)一般配備多付接收與發(fā)射天線、兩臺或者多臺應(yīng)答機、兩臺或者多臺數(shù)傳發(fā)射機。一般的測控數(shù)傳系統(tǒng)中接收天線完成信號接收的功能，發(fā)射天線完成信號發(fā)射的功能，應(yīng)答機完成測速、測距、遙控指令接收與遙測數(shù)據(jù)接收的功能，數(shù)傳發(fā)射機完成數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)墓δ?。測控數(shù)傳系統(tǒng)的設(shè)計主要考慮頻段選擇、信道分配、體積和功耗等因素。航天器測控數(shù)傳系統(tǒng)工作的頻段需要與地面航天測控網(wǎng)匹配，一般有S頻段、X頻段等。信道設(shè)計方面，一般遙控與遙測信號設(shè)計采用副載波調(diào)制，測距與測速信號設(shè)計采用PM調(diào)制而數(shù)據(jù)信號設(shè)計采用BPSK、QPSK或者FSK等調(diào)制方式?，F(xiàn)有技術(shù)中，測控數(shù)傳系統(tǒng)只工作在單一頻段并且不同功能的信號采用不同調(diào)制方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，可達(dá)到具備兩個工作頻段、不同功能的信號可以信道復(fù)用并且系統(tǒng)體積小。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
多付接收天線，從空間中接收多路無線電信號；
第一發(fā)射天線，以第二頻段的頻率將所述多付接收天線接收的所述多路無線電信號輻射至空間；
多付第二發(fā)射天線，以第一頻段的頻率將所述多付接收天線接收的所述多路無線電信號輻射至空間；
應(yīng)答通信模塊，將所述多付接收天線接收的所述多路無線電信號進(jìn)行選擇，并經(jīng)調(diào)制后輸出多路遙控信號，同時接收一第一遙測/數(shù)傳信號，并將所述第一遙測/數(shù)傳信號經(jīng)相干及調(diào)制后輸出一第二輸出信號；
第一功率放大器，與所述應(yīng)答通信模塊相連，工作在第一頻段將所述第二輸出信號進(jìn)行功率放大； 第二選擇開關(guān)，與所述第一功率放大器相連，接收所述進(jìn)行功率放大后的第二輸出信號，并將其輸出給所述多付第二發(fā)射天線；
發(fā)射模塊，接收一第二數(shù)傳信號，并將所述第二數(shù)傳信號進(jìn)行放大后發(fā)射給所述第一發(fā)射天線。依照本發(fā)明較佳實施例所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，所述應(yīng)答通信模塊包括:
第一選擇開關(guān)，與所述多付接收天線相連，從所述多付接收天線中的多路無線電信號中選擇兩路無線電信號進(jìn)行輸出；
第一接收通道，與所述第一選擇開關(guān)相連，將所述兩路無線電信號中的一路無線電信號解調(diào)為第一遙控信號進(jìn)行輸出，同時捕獲一載波信號及參考信號，將所述載波信號相干所述參考信號并輸出一相干信號；
第一發(fā)射機，與所述第一接收通道相連，以所述相干信號為參考生成發(fā)射載波并與所述第一遙測/數(shù)傳信號進(jìn)行調(diào)制后輸出；
第二接收通道，與所述第一選擇開關(guān)相連，將所述兩路無線電信號中的另一路無線電信號解調(diào)為第二遙控信號進(jìn)行輸出。依照本發(fā)明較佳實施例所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，所述第一功率放大器和第二功率放大器為固態(tài)功率放大器或者行波管功率放大器。依照本發(fā)明較佳實施例所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，所述第一接收通道和第二接收通道的設(shè)計為外差式、直接下變頻式、鏡像抑制式或者數(shù)字中頻式。依照本發(fā)明較佳實施例所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，所述第一選擇開關(guān)、第一接收通道、第二接收通道與第一發(fā)射機為一體式結(jié)構(gòu)，或者為兩個或多個結(jié)構(gòu)體設(shè)計。依照本發(fā)明較佳實施例所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，所述應(yīng)答通信模塊為應(yīng)答機、通信機或者應(yīng)答通信機。依照本發(fā)明較佳實施例所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，所述發(fā)射模塊包括:
第二發(fā)射機，接收一第二數(shù)傳信號，將所述第二數(shù)傳信號調(diào)制后輸出；
第二功率放大器，與所述第二發(fā)射機相連，工作在第二頻段將第二發(fā)射機的輸出信號進(jìn)行功率放大。依照本發(fā)明較佳實施例所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，所述第一發(fā)射機和第二發(fā)射機的設(shè)計為直接倍頻式、上變頻式、鎖相倍頻式、倍頻調(diào)制合并式或者倍頻調(diào)制分開式。依照本發(fā)明較佳實施例所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，所述第二發(fā)射機與所述第二功率放大器為一體式結(jié)構(gòu)。依照本發(fā)明較佳實施例所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，所述發(fā)射模塊為發(fā)射機、數(shù)傳發(fā)射機或者通信機。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果:
本發(fā)明一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，由于采取上述的技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)測控數(shù)傳系統(tǒng)雙頻段工作，遙測與數(shù)據(jù)信號復(fù)用信道并且體積小。多付接收天線工作在第一頻段，接收空間中的信號，第一選擇開關(guān)從多路接收信號中選擇兩路分別輸出給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時工作也可以分時工作。第一接收通道將第一遙控信號解調(diào)輸出，并且將捕獲的載波信號作為相干參考信號送給第一發(fā)射機生成載波信號，第一發(fā)射機將第一遙測或者數(shù)傳信號調(diào)制輸出。第二接收通道將第二遙控信號解調(diào)輸出。第一功率放大器將第一發(fā)射機的信號功率放大后由第二選擇開關(guān)選擇一個發(fā)射天線輻射至空間。第二發(fā)射機工作在第二頻段，將第二數(shù)傳信號調(diào)制到載波上后發(fā)給第二功率放大器功率放大后由第一發(fā)射天線輻射至空間。


圖1是本發(fā)明雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)的原理框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1是本發(fā)明雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)的原理框圖，一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
多付接收天線1，從空間中接收多路無線電信號；
第一發(fā)射天線2，以第二頻段的頻率將所述多付接收天線I接收的所述多路無線電信號輻射至空間；
多付第二發(fā)射天線3，以第一頻段的頻率將所述多付接收天線I接收的所述多路無線電信號輻射至空間；
應(yīng)答通信模塊4，將所述多付接收天線I接收的所述多路無線電信號進(jìn)行選擇，并經(jīng)調(diào)制后輸出多路遙控信號，同時接收一第一遙測/數(shù)傳信號45，并將所述第一遙測/數(shù)傳信號45經(jīng)相干及調(diào)制后輸出一第二輸出信號；
第一功率放大器5，與所述應(yīng)答通信模塊4相連，工作在第一頻段將所述第二輸出信號進(jìn)行功率放大；
第二選擇開關(guān)6，與所述第一功率放大器5相連，接收所述進(jìn)行功率放大后的第二輸出信號，并將其輸出給所述多付第二發(fā)射天線3 ；
發(fā)射模塊7，接收一第二數(shù)傳信號8，并將所述第二數(shù)傳信號8進(jìn)行放大后發(fā)射給所述第一發(fā)射天線2。其中，應(yīng)答通信模塊4可以為應(yīng)答機、通信機或者應(yīng)答通信機，該模塊包括: 第一選擇開關(guān)41，與所述多付接收天線I相連，從所述多付接收天線I中的多路無線電
信號中選擇兩路無線電信號進(jìn)行輸出；
第一接收通道42，與所述第一選擇開關(guān)41相連，將所述兩路無線電信號中的一路無線電信號解調(diào)為第一遙控信號46進(jìn)行輸出，同時捕獲一載波信號及參考信號，將所述載波信號相干所述參考信號并輸出一相干信號；
第一發(fā)射機44，與所述第一接收通道42相連，以所述相干信號為參考生成發(fā)射載波并與所述第一遙測/數(shù)傳信號45進(jìn)行調(diào)制后輸出； 第二接收通道43，與所述第一選擇開關(guān)41相連，將所述兩路無線電信號中的另一路無線電信號解調(diào)為第二遙控信號47進(jìn)行輸出。具體實施時，第一接收通道42和第二接收通道43可以采用外差式設(shè)計、直接下變頻設(shè)計、鏡像抑制設(shè)計或者數(shù)字中頻設(shè)計。第一選擇開關(guān)41、第一接收通道42、第二接收通道43與第一發(fā)射機44為一體式結(jié)構(gòu)，也可以為兩個或者多個結(jié)構(gòu)體設(shè)計。其中，發(fā)射模塊7可以為發(fā)射機、數(shù)傳發(fā)射機或者通信機，該模塊包括:
第二發(fā)射機71，接收一第二數(shù)傳信號8，將所述第二數(shù)傳信號8調(diào)制后輸出；
第二功率放大器72，與所述第二發(fā)射機71相連，工作在第二頻段將第二發(fā)射機71的輸出信號進(jìn)行功率放大。第二發(fā)射機71與第二功率放大器72可以是一體式結(jié)構(gòu)。具體實施時，上述第一功率放大器5和第二功率放大器72為固態(tài)功率放大器或者行波管功率放大器。第一發(fā)射機44和第二發(fā)射機72可以采用直接倍頻設(shè)計、上變頻設(shè)計、鎖相倍頻設(shè)計、倍頻調(diào)制合并設(shè)計或者倍頻調(diào)制分開設(shè)計。多付接收天線I中的任一付、第一發(fā)射天線2和多付第二發(fā)射天線3中的任一付為陣子天線、螺旋天線、喇叭天線、反射面天線或者微帶天線，其工作方式為全向型、定向型或者賦型。第一頻段和第二頻段為VHF頻段、UHF頻段、L頻段、S頻段、C頻段、X頻段、Ku頻段、K頻段、Ka頻段、毫米波頻段或者亞毫米波頻段。下面進(jìn)一步對本發(fā)明一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)的工作過程進(jìn)行描述。航天器進(jìn)入空間飛行之后，地面測控站通過無線電信號對航天器進(jìn)行跟蹤測量、發(fā)送控制指令，航天器將低速率的遙測信號與高速率的數(shù)據(jù)信號發(fā)送給地面測控站。航天器的測控數(shù)傳系統(tǒng)用于接收地面測控站發(fā)射的跟蹤測量信號、遙控信號并且將遙測信號、數(shù)傳信號與接收到的跟蹤測量信號發(fā)回地面測控站。測控數(shù)傳系統(tǒng)具有雙頻段，兩個頻段可以同時工作也可以分時工作?？梢杂靡粋€頻段與地面測控網(wǎng)之間進(jìn)行通信，另一個頻段用于航天器與航天器之間的通信，也可以將兩個頻段都用于與地面測控網(wǎng)之間進(jìn)行通信，提高通信的可靠性。遙控信號采用PCM-PSK-PM調(diào)制方式，遙測信號也采用PCM-PSK-PM調(diào)制方式，跟蹤測量信號采用PM調(diào)制方式，數(shù)據(jù)信號采用BPSK或者QPSK調(diào)制方式。本設(shè)計中遙測信號與數(shù)據(jù)信號采用相同的調(diào)制方式復(fù)用同一個信道傳輸，可以簡化信道設(shè)計，降低發(fā)射機的設(shè)計難度，提高發(fā)射機的可靠性。綜上所述，本發(fā)明提出了一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)。利用本發(fā)明的產(chǎn)品，航天器與地面測控網(wǎng)之間，航天器與航天器之間可以采用雙頻段工作，遙測信號與數(shù)據(jù)信號可以采用相同的調(diào)制方式復(fù)用信道，設(shè)計采用一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以達(dá)到體積小重量輕的優(yōu)點。以上公開的僅為本發(fā)明的一個具體實施例，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，只要不超出所附權(quán)利要求書所述范圍，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 多付接收天線，從空間中接收多路無線電信號； 第一發(fā)射天線，以第二頻段的頻率將所述多付接收天線接收的所述多路無線電信號輻射至空間； 多付第二發(fā)射天線，以第一頻段的頻率將所述多付接收天線接收的所述多路無線電信號輻射至空間； 應(yīng)答通信模塊，將所述多付接收天線接收的所述多路無線電信號進(jìn)行選擇，并經(jīng)調(diào)制后輸出多路遙控信號，同時接收一第一遙測/數(shù)傳信號，并將所述第一遙測/數(shù)傳信號經(jīng)相干及調(diào)制后輸出一第二輸出信號； 第一功率放大器，與所述應(yīng)答通信模塊相連，工作在第一頻段將所述第二輸出信號進(jìn)行功率放大； 第二選擇開關(guān)，與所述第一功率放大器相連，接收所述進(jìn)行功率放大后的第二輸出信號，并將其輸出給所述多付第二發(fā)射天線； 發(fā)射模塊，接收一第二數(shù)傳信號，并將所述第二數(shù)傳信號進(jìn)行放大后發(fā)射給所述第一發(fā)射天線。
2.如權(quán)利要求1所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)答通信模塊包括: 第一選擇開關(guān)，與所述多付接收天線相連，從所述多付接收天線中的多路無線電信號中選擇兩路無線電信號進(jìn)行輸出； 第一接收通道，與所述第一選擇開關(guān)相連，將所述兩路無線電信號中的一路無線電信號解調(diào)為第一遙控信號進(jìn)行輸出，同時捕獲一載波信號及參考信號，將所述載波信號相干所述參考信號并輸出一相干信號； 第一發(fā)射機，與所述第一接收通道相連，以所述相干信號為參考生成發(fā)射載波并與所述第一遙測/數(shù)傳信號進(jìn)行調(diào)制后輸出； 第二接收通道，與所述第一選擇開關(guān)相連，將所述兩路無線電信號中的另一路無線電信號解調(diào)為第二遙控信號進(jìn)行輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述第一功率放大器和第二功率放大器為固態(tài)功率放大器或者行波管功率放大器。
4.如權(quán)利要求2所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述第一接收通道和第二接收通道的設(shè)計為外差式、直接下變頻式、鏡像抑制式或者數(shù)字中頻式。
5.如權(quán)利要求2所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述第一選擇開關(guān)、第一接收通道、第二接收通道與第一發(fā)射機為一體式結(jié)構(gòu)，或者為兩個或多個結(jié)構(gòu)體設(shè)計。
6.如權(quán)利要求1所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)答通信模塊為應(yīng)答機、通信機或者應(yīng)答通信機。
7.如權(quán)利要求1所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射模塊包括: 第二發(fā)射機，接收一第二數(shù)傳信號，將所述第二數(shù)傳信號調(diào)制后輸出； 第二功率放大器，與所述第二發(fā)射機相連，工作在第二頻段將第二發(fā)射機的輸出信號進(jìn)行功率放大。
8.如權(quán)利要求7所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述第一發(fā)射機和第二發(fā)射機的設(shè)計為直接倍頻式、上變頻式、鎖相倍頻式、倍頻調(diào)制合并式或者倍頻調(diào)制分開式。
9.如權(quán)利要求7所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述第二發(fā)射機與所述第二功率放大器為一體式結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射模塊為發(fā)射機、數(shù)傳發(fā)射機或者通信機。
11.如權(quán)利要求1所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述多付接收天線中的任一付、所述第一發(fā)射天線和所述多付第二發(fā)射天線中的任一付為陣子天線、螺旋天線、喇πΛ天線、反射面天線或者微帶天線。
12.如權(quán)利要求1所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述多付接收天線、所述第一發(fā)射天線和所述多付第二發(fā)射天線的工作方式為全向型、定向型或者賦型。
13.如權(quán)利要求1所述的雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，其特征在于，所述第一頻段和第二頻段為VHF頻段、UHF頻段、L頻段、S頻段、C頻段、X頻段、Ku頻段、K頻段、Ka頻段、毫米波頻段或者亞毫米波頻 段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙頻段信道復(fù)用小型測控數(shù)傳系統(tǒng)，包括多付接收天線、第一發(fā)射天線、多付第二發(fā)射天線、應(yīng)答通信模塊、第一功率放大器、第二選擇開關(guān)、發(fā)射模塊；多付接收天線接收多路無線電信號；第一發(fā)射天線及多付第二發(fā)射天線分別以第二頻段的頻率及第一頻段的頻率將多路無線電信號輻射至空間；應(yīng)答通信模塊將多路無線電信號進(jìn)行選擇及經(jīng)調(diào)制后輸出多路遙控信號，同時接收第一遙測/數(shù)傳信號，并將其經(jīng)相干及調(diào)制后輸出第二輸出信號；第一功率放大器工作在第一頻段將第二輸出信號進(jìn)行功率放大；第二選擇開關(guān)接收功率放大后的第二輸出信號，并將其輸出給多付第二發(fā)射天線；發(fā)射模塊接收第二數(shù)傳信號，并將其進(jìn)行放大后發(fā)射給第一發(fā)射天線。
文檔編號H04B7/06GK103117792SQ20131002574
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者柳麗, 陳之純, 錢巧元 申請人:上海航天測控通信研究所