專利名稱:一種用于三星并行測(cè)試的擴(kuò)頻測(cè)控綜合測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星地面測(cè)控測(cè)試系統(tǒng),尤其涉及一種用于三星并行測(cè)試的擴(kuò)頻 測(cè)控綜合測(cè)試系統(tǒng),屬于衛(wèi)星測(cè)控領(lǐng)域。
背景技術(shù):
衛(wèi)星測(cè)控測(cè)試是指對(duì)衛(wèi)星測(cè)控分系統(tǒng)規(guī)定的工作性能和功能做全面的檢測(cè),在衛(wèi) 星其它分系統(tǒng)測(cè)試時(shí)始終保證上行遙控信道和下行遙測(cè)信道的暢通。衛(wèi)星測(cè)控測(cè)試系統(tǒng)作 為衛(wèi)星綜合測(cè)試的重要測(cè)試系統(tǒng)之一,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)衛(wèi)星在各階段和不同試驗(yàn)場(chǎng)合的衛(wèi)星電 性能綜合測(cè)試任務(wù),它主要通過擴(kuò)頻測(cè)控?cái)?shù)字綜合基帶、測(cè)控計(jì)算機(jī)、上下行信道組合、測(cè) 控計(jì)算機(jī)以及其它設(shè)備可同時(shí)建立三顆星的上下行測(cè)控信道,完成對(duì)三顆星測(cè)控分系統(tǒng)的 電性能詳細(xì)測(cè)試以及整星電測(cè)時(shí)的上下行測(cè)控通道保障。目前衛(wèi)星電性能綜合測(cè)試采用的地面測(cè)控測(cè)試系統(tǒng)同一時(shí)刻只能保證一顆衛(wèi)星 的測(cè)試,因此現(xiàn)在采用的是一顆衛(wèi)星配一套地面測(cè)控測(cè)試系統(tǒng)的整星測(cè)試方式。隨著衛(wèi)星 數(shù)量的增多,多星并行測(cè)試的現(xiàn)象越來越多。如果仍然采用一顆衛(wèi)星配一套地面測(cè)控測(cè)試 系統(tǒng)的整星測(cè)試方式,采購成本、管理成本以及人力成本將大幅增加。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明技術(shù)解決的問題是克服現(xiàn)有地面測(cè)控測(cè)試系統(tǒng)同一時(shí)刻只能保證一顆星 測(cè)試的不足,提供一種用于三星并行測(cè)試的擴(kuò)頻測(cè)控綜合測(cè)試系統(tǒng),有效地節(jié)約了測(cè)試空 間,減少了測(cè)試人員,極大地降低了測(cè)試系統(tǒng)采購成本和管理成本,縮短了測(cè)試周期,保證 了多顆星的研制進(jìn)度。本發(fā)明技術(shù)的解決方案是一種用于三星并行測(cè)試的擴(kuò)頻測(cè)控綜合測(cè)試系統(tǒng),其 特征在于包括擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶、上變頻器、下變頻器、上下行信道組合、第一收發(fā)放大器 組合、第二收發(fā)放大器組合、第三收發(fā)放大器組合、頻率分路器、原子鐘、第一測(cè)控天線、第 二測(cè)控天線、第三測(cè)控天線;原子鐘輸出IOMHz的基準(zhǔn)頻率信號(hào),頻率分路器將原子鐘輸出的IOMHz的基準(zhǔn)頻 率信號(hào)分成三路,分別給擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶、上變頻器和下變頻器作為時(shí)間基準(zhǔn);遙控前 端設(shè)備發(fā)出三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù),三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳遞至擴(kuò)頻數(shù)字綜合基 帶,擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶的三個(gè)遙控調(diào)制通道對(duì)三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制和BPSK 調(diào)制,同時(shí)擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶自身產(chǎn)生三路上行測(cè)量信號(hào),三路上行測(cè)量信號(hào)經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào) 制和BPSK調(diào)制后與三路遙控?cái)?shù)據(jù)合成一路70MHz中頻信號(hào)后送給上變頻器,上變頻器將 70MHz中頻信號(hào)變頻至S頻段上行信號(hào)后傳送給上下行信道組合,上下行信道組合將S頻段 上行信號(hào)分成三路S頻段上行信號(hào)通過三個(gè)射頻輸出口輸出至第一收發(fā)放大器組合、第二 收發(fā)放大器組合和第三收發(fā)放大器組合進(jìn)行放大,第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器 組合和第三收發(fā)放大器組合將經(jīng)過放大的三路S頻段上行信號(hào)分別通過第一測(cè)控天線、第 二測(cè)控天線、第三測(cè)控天線向三顆不同的衛(wèi)星輻射遙控?cái)?shù)據(jù)和上行測(cè)量信號(hào);三顆不同衛(wèi)
3星輻射的遙測(cè)數(shù)據(jù)和下行測(cè)量信號(hào)分別通過第一測(cè)控天線、第二測(cè)控天線、第三測(cè)控天線 輸送至第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器組合、第三收發(fā)放大器組合進(jìn)行放大,經(jīng)過放 大的三路遙測(cè)數(shù)據(jù)和下行測(cè)量信號(hào)由上下行信道組合合路為一路S頻段下行信號(hào),S頻段 下行信號(hào)經(jīng)過下變頻器變頻至70MHz中頻下行信號(hào)送給擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶,擴(kuò)頻數(shù)字基帶 的三個(gè)遙測(cè)解調(diào)通道和三個(gè)測(cè)量信號(hào)解調(diào)通道同時(shí)對(duì)三顆衛(wèi)星的遙測(cè)數(shù)據(jù)和下行測(cè)量信 號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻解調(diào)和BPSK解調(diào),解調(diào)出的遙測(cè)原碼通過以太網(wǎng)送給遙測(cè)前端設(shè)備,解調(diào)后的 下行測(cè)量信號(hào)與上行測(cè)量信號(hào)進(jìn)行相位延遲計(jì)算,得到三顆衛(wèi)星與地面設(shè)備之間的距離時(shí) 延數(shù)據(jù)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于(1)本發(fā)明通過采用擴(kuò)頻碼分多址技術(shù),使用一臺(tái)數(shù)字綜合基帶設(shè)備實(shí)現(xiàn)三顆星 的遙控、遙測(cè)、測(cè)距成,相對(duì)以往三顆星測(cè)試需要三臺(tái)數(shù)字綜合基帶設(shè)備的配置,大大提高 了測(cè)試系統(tǒng)的集成度,減小了測(cè)試系統(tǒng)的體積,減少了操作維護(hù)人員和管理成本,極大地降 低了系統(tǒng)費(fèi)用。(2)本發(fā)明通過三通道上下行信道組合的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了三星上行射頻信號(hào)的分離 及其下行射頻信號(hào)的合成,只需采用一套上下變頻器與多通道擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶以及三通 道收發(fā)放大器信道組合配合,即完成三星并行測(cè)試,相對(duì)以往三顆星測(cè)試需要三套上下變 頻器的配置,大大提高了測(cè)試系統(tǒng)的集成度,減小了測(cè)試系統(tǒng)的體積,減少了操作維護(hù)人員 和管理成本,極大地降低了系統(tǒng)費(fèi)用。
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成圖;圖2為擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶的系統(tǒng)組成圖;圖3為擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶的工作原理圖;圖4為上下行信道組合與收發(fā)放大器組合的連接關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述如圖1所示,一種用于三星并行測(cè)試的擴(kuò)頻測(cè)控綜合測(cè)試系統(tǒng),包括擴(kuò)頻數(shù)字綜 合基帶、上變頻器、下變頻器、上下行信道組合、第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器組 合、第三收發(fā)放大器組合、頻率分路器、原子鐘、第一測(cè)控天線、第二測(cè)控天線、第三測(cè)控天 線;該系統(tǒng)具有3個(gè)遙測(cè)通道、3個(gè)遙控通道、3個(gè)測(cè)距和高精度時(shí)差測(cè)量通道,可同時(shí)對(duì)三 顆衛(wèi)星的完成遙測(cè)數(shù)據(jù)的接收、遙控指令的發(fā)送以及進(jìn)行測(cè)距和高精度時(shí)差測(cè)量。原子鐘輸出IOMHz的基準(zhǔn)頻率信號(hào);頻率分路器將原子鐘輸出的IOMHz的基準(zhǔn)頻 率信號(hào)分成三路,分別給擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶、上變頻器和下變頻器;遙控前端設(shè)備發(fā)出三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù),三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳遞至 擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶,擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶的三個(gè)遙控調(diào)制通道對(duì)三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò) 頻調(diào)制和BPSK調(diào)制,同時(shí)擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶自身產(chǎn)生三路上行測(cè)量信號(hào),三路上行測(cè)量信 號(hào)經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制和BPSK調(diào)制后與三路遙控?cái)?shù)據(jù)合成一路70MHz中頻信號(hào)后送給上變頻器, 上變頻器將70MHz中頻信號(hào)變頻至S頻段后傳送給上下行信道組合,上下行信道組合將一路S頻段上行信號(hào)分成三路S頻段信號(hào)通過三個(gè)射頻輸出口輸出至第一收發(fā)放大器組合、 第二收發(fā)放大器組合和第三收發(fā)放大器組合進(jìn)行放大,第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放 大器組合和第三收發(fā)放大器組合將經(jīng)過放大的三路S頻段信號(hào)分別通過第一測(cè)控天線、第 二測(cè)控天線、第三測(cè)控天線向三顆不同的衛(wèi)星輻射遙控?cái)?shù)據(jù)和上行測(cè)量信號(hào);三顆不同衛(wèi)星輻射的遙測(cè)數(shù)據(jù)和下行測(cè)量信號(hào)分別通過第一測(cè)控天線、第二測(cè)控 天線、第三測(cè)控天線輸送至第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器組合、第三收發(fā)放大器組 合進(jìn)行放大,經(jīng)過放大的三路遙測(cè)數(shù)據(jù)和下行測(cè)量信號(hào)由上下行信道組合合路為一路S頻 段信號(hào),S頻段信號(hào)經(jīng)過下變頻器變頻至70MHz中頻下行信號(hào)送給擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶,擴(kuò)頻 數(shù)字基帶的三個(gè)遙測(cè)解調(diào)通道和三個(gè)測(cè)量信號(hào)解調(diào)通道同時(shí)對(duì)三顆衛(wèi)星的遙測(cè)數(shù)據(jù)和下 行測(cè)量信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻解調(diào)和BPSK解調(diào),解調(diào)出的遙測(cè)原碼通過以太網(wǎng)送給遙測(cè)前端設(shè)備, 解調(diào)后的下行測(cè)量信號(hào)與上行測(cè)量信號(hào)進(jìn)行相位延遲計(jì)算,得到三顆衛(wèi)星與地面設(shè)備之間 的距離時(shí)延數(shù)據(jù)。原子鐘采用瑞士的OSA 5585B銫鐘或其它型號(hào)的原子鐘。上變頻器、下變頻器采 用的是英國的NOVellaU492、NOVellaD492變頻器。上變頻器將70MHz的上行中頻已調(diào)信號(hào) 變頻至S頻段,具體頻點(diǎn)根據(jù)不同衛(wèi)星可做相應(yīng)設(shè)置。下變頻器將S頻段下行信號(hào)變頻為 70MHz的下行中頻已調(diào)信號(hào),具體頻點(diǎn)根據(jù)不同衛(wèi)星可做相應(yīng)設(shè)置。如圖2、3所示,數(shù)字綜合基帶是集擴(kuò)頻接收解調(diào)、測(cè)距、測(cè)速、測(cè)時(shí)差、遙測(cè)和遙控 等多種功能于一體的綜合設(shè)備,通過配置大規(guī)模可編程門陣列電路(FPGA)和高速數(shù)字信 號(hào)處理器(DSP)的程序設(shè)計(jì)并與應(yīng)用軟件相配合,在統(tǒng)一的基帶設(shè)備中實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻綜合基帶 設(shè)備的各種功能。它需要在1臺(tái)工控計(jì)算機(jī)的FPGA+DSP框架平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)6個(gè)上行調(diào)制通 道和6個(gè)下行解調(diào)通道,并解算距離、速度和時(shí)差數(shù)據(jù)。數(shù)字綜合基帶包括一塊主板(集成 有網(wǎng)卡)、一塊調(diào)制板(即寬帶調(diào)制處理平臺(tái))和一塊解調(diào)板(即寬帶接收處理平臺(tái))、顯 示器及鍵盤鼠標(biāo)等。調(diào)制板配有1片1200萬門的FPGA和1片DSP,解調(diào)板配有1片900萬 門的FPGA和1片DSP,調(diào)制板和解調(diào)板的開發(fā)環(huán)境為VC++。寬帶接收處理平臺(tái)基于當(dāng)前主流的PC兼容架構(gòu),應(yīng)用Compact PCI總線接口,采 用的大規(guī)?,F(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA(Altera)和高速數(shù)字信號(hào)處理器DSP (Tl)為核心,實(shí)現(xiàn) 各種復(fù)雜算法和寬帶信息處理功能。寬帶接收處理平臺(tái)支持FM、PM、BPSK、QPSK和CDMA等 多種載波調(diào)制體制的解調(diào);支持PCM、PSK、QPSK、FSK和ASK等多種視頻或副載波體制的調(diào) 制和解調(diào);支持雙通道單脈沖、單通道單脈沖等多種跟蹤體制的解調(diào);具有和差接收解調(diào) 能力。寬帶接收處理平臺(tái)包含三個(gè)遙測(cè)解調(diào)通道和三個(gè)測(cè)量信號(hào)解調(diào)通道,三個(gè)測(cè)量信號(hào) 解調(diào)通道可以產(chǎn)生三路上行測(cè)量信號(hào),70MHz中頻下行信號(hào)經(jīng)過分路后形成三路下行信號(hào), 三路下行信號(hào)分別經(jīng)過擴(kuò)頻接收解調(diào)后,由三個(gè)遙測(cè)解調(diào)通道進(jìn)行擴(kuò)頻解調(diào)BPSK解調(diào)得 到遙測(cè)源碼,三個(gè)下行測(cè)量信號(hào)由三個(gè)測(cè)量信號(hào)解調(diào)通道進(jìn)行擴(kuò)頻解調(diào)和BPSK解調(diào),解調(diào) 后的下行測(cè)量信號(hào)與測(cè)量信號(hào)解調(diào)通道產(chǎn)生的上行測(cè)量信號(hào)進(jìn)行相位延遲計(jì)算,得到三顆 衛(wèi)星與地面設(shè)備之間的距離時(shí)延數(shù)據(jù)。寬帶調(diào)制處理平臺(tái),包括三個(gè)遙控調(diào)制通道,對(duì)三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào) 制和BPSK調(diào)制,寬帶接收處理平臺(tái)產(chǎn)生的三路上行測(cè)量信號(hào)與三路遙控?cái)?shù)據(jù)合成一路 70MHz中頻信號(hào)后送給上變頻器。如圖4所示,上下信道組合中的3個(gè)上行信號(hào)耦合器、3個(gè)下行信號(hào)耦合器可耦合出相應(yīng)的射頻信號(hào)用于檢測(cè);上下行信道組合中有3個(gè)下行信號(hào)衰減器,3個(gè)上行信號(hào)衰減 器,可分別對(duì)通往3顆星的上行信號(hào)和下行信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié),以確保①衛(wèi)星接收信號(hào)不 高于應(yīng)答機(jī)的飽和功率,不對(duì)應(yīng)答機(jī)造成損壞;②地面設(shè)備的接收信號(hào)不高于各部分的飽 和功率,不對(duì)地面設(shè)備造成損壞;③3顆星的上行信號(hào)、下行信號(hào)之間功率平衡,彼此之間 的多址干擾不會(huì)過強(qiáng)導(dǎo)致無法正確接收解調(diào)相應(yīng)信號(hào)。上下行信道組合中的環(huán)行器可用 于收發(fā)共用測(cè)試狀態(tài)的衛(wèi)星,環(huán)行器的輸入端和輸出端可引出用于收發(fā)分開測(cè)試狀態(tài)的衛(wèi) 星。合成器可將來自3顆星的遙控?cái)?shù)據(jù)和上行測(cè)量信號(hào)合為1路射頻信號(hào)送往下變頻器;分 路器可將來自上變頻器的1路含有3顆星上行遙控?cái)?shù)據(jù)和測(cè)量信號(hào)的已調(diào)信號(hào)分成3路; 上下行信道組合中的發(fā)送濾波器可對(duì)來自上變頻器的S射頻信號(hào)濾波,接收濾波器可對(duì)合 成器輸出的S射頻信號(hào)濾波,通過接收濾波器和發(fā)送濾波器可提高收發(fā)隔離度,避免發(fā)送 上行射頻信號(hào)和接收下行射頻信號(hào)之間的干擾。第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器組合、第三收發(fā)放大器組合分別由環(huán)行器、 接收濾波器、發(fā)送濾波器、功率放大器、低噪聲放大器(LNA)組成。本發(fā)明未詳細(xì)描述內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
權(quán)利要求
一種用于三星并行測(cè)試的擴(kuò)頻測(cè)控綜合測(cè)試系統(tǒng),其特征在于包括擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶、上變頻器、下變頻器、上下行信道組合、第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器組合、第三收發(fā)放大器組合、頻率分路器、原子鐘、第一測(cè)控天線、第二測(cè)控天線、第三測(cè)控天線;原子鐘輸出10MHz的基準(zhǔn)頻率信號(hào),頻率分路器將原子鐘輸出的10MHz的基準(zhǔn)頻率信號(hào)分成三路,分別給擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶、上變頻器和下變頻器作為時(shí)間基準(zhǔn);遙控前端設(shè)備發(fā)出三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù),三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳遞至擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶,擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶的三個(gè)遙控調(diào)制通道對(duì)三顆衛(wèi)星的遙控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制和BPSK調(diào)制,同時(shí)擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶自身產(chǎn)生三路上行測(cè)量信號(hào),三路上行測(cè)量信號(hào)經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制和BPSK調(diào)制后與三路遙控?cái)?shù)據(jù)合成一路70MHz中頻信號(hào)后送給上變頻器,上變頻器將70MHz中頻信號(hào)變頻至S頻段上行信號(hào)后傳送給上下行信道組合,上下行信道組合將S頻段上行信號(hào)分成三路S頻段上行信號(hào)通過三個(gè)射頻輸出口輸出至第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器組合和第三收發(fā)放大器組合進(jìn)行放大,第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器組合和第三收發(fā)放大器組合將經(jīng)過放大的三路S頻段上行信號(hào)分別通過第一測(cè)控天線、第二測(cè)控天線、第三測(cè)控天線向三顆不同的衛(wèi)星輻射遙控?cái)?shù)據(jù)和上行測(cè)量信號(hào);三顆不同衛(wèi)星輻射的遙測(cè)數(shù)據(jù)和下行測(cè)量信號(hào)分別通過第一測(cè)控天線、第二測(cè)控天線、第三測(cè)控天線輸送至第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器組合、第三收發(fā)放大器組合進(jìn)行放大,經(jīng)過放大的三路遙測(cè)數(shù)據(jù)和下行測(cè)量信號(hào)由上下行信道組合合路為一路S頻段下行信號(hào),S頻段下行信號(hào)經(jīng)過下變頻器變頻至70MHz中頻下行信號(hào)送給擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶,擴(kuò)頻數(shù)字基帶的三個(gè)遙測(cè)解調(diào)通道和三個(gè)測(cè)量信號(hào)解調(diào)通道同時(shí)對(duì)三顆衛(wèi)星的遙測(cè)數(shù)據(jù)和下行測(cè)量信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻解調(diào)和BPSK解調(diào),解調(diào)出的遙測(cè)原碼通過以太網(wǎng)送給遙測(cè)前端設(shè)備,解調(diào)后的下行測(cè)量信號(hào)與上行測(cè)量信號(hào)進(jìn)行相位延遲計(jì)算,得到三顆衛(wèi)星與地面設(shè)備之間的距離時(shí)延數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種用于三星并行測(cè)試的擴(kuò)頻測(cè)控綜合測(cè)試系統(tǒng),包括擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶、上變頻器、下變頻器、上下行信道組合、第一收發(fā)放大器組合、第二收發(fā)放大器組合、第三收發(fā)放大器組合、頻率分路器、原子鐘、第一測(cè)控天線、第二測(cè)控天線、第三測(cè)控天線。本發(fā)明通過采用擴(kuò)頻碼分多址技術(shù),使用一臺(tái)數(shù)字綜合基帶設(shè)備實(shí)現(xiàn)三顆星的遙控、遙測(cè)、測(cè)距,通過上下行信道組合實(shí)現(xiàn)了三星上行射頻信號(hào)的分離及其下行射頻信號(hào)的合成,采用一套上下變頻器與多通道擴(kuò)頻數(shù)字綜合基帶以及三通道收發(fā)放大器信道組合配合,完成三星并行測(cè)試,相對(duì)以往三顆星測(cè)試需要三臺(tái)數(shù)字綜合基帶設(shè)備的配置,提高了測(cè)試系統(tǒng)的集成度,減少了操作維護(hù)人員和管理成本,極大地降低了系統(tǒng)費(fèi)用。
文檔編號(hào)H04B17/00GK101951296SQ201010270200
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者朱雪萍, 李紅寶, 楊爭(zhēng)光, 賈濤 申請(qǐng)人:航天東方紅衛(wèi)星有限公司