一種深空探測(cè)用x頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種星載調(diào)相發(fā)射機(jī)，特別涉及一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在深空探測(cè)某些關(guān)鍵階段，例如登陸行星前的接近階段以及軌道捕獲階段等，需要對(duì)探測(cè)器進(jìn)行精確定軌。甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)技術(shù)是進(jìn)行深空探測(cè)并精密測(cè)定軌的重要手段之一，美國(guó)NASA、歐洲ESA以及我國(guó)已經(jīng)把VLBI技術(shù)廣泛應(yīng)用于月球探測(cè)器和深空探測(cè)器的精密測(cè)定軌。
[0003]VLBI技術(shù)需要使用DOR (Differential One-way Ranging)側(cè)音信號(hào)，其譜線中含有一個(gè)主載波和若干側(cè)音信號(hào)?？紤]到分配給深空探測(cè)任務(wù)的頻段在X頻段帶寬為50MHz，一般在X頻段用兩個(gè)側(cè)音，側(cè)音頻率分別約為4MHz和20MHz。為保證測(cè)量精度，要求側(cè)音信號(hào)與主載波信號(hào)由同一參考源產(chǎn)生，即DOR側(cè)音信號(hào)頻率與下行載波頻率相干。
[0004]DOR信號(hào)為側(cè)音信號(hào)通過(guò)相位調(diào)制的方式調(diào)制在主載波上，由于X頻段工作頻率較高，可以選擇先調(diào)制在較低頻率，如S頻段上，再通過(guò)混頻或者倍頻的方式得到X頻段DOR信號(hào)，使用該方法電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。實(shí)現(xiàn)二分頻和十分頻一般需要使用專門的分頻器，使用方便，電路簡(jiǎn)單，但價(jià)格較貴，且通用性較差。且由于其使用了兩個(gè)倍頻器，導(dǎo)致裝置體積較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生方法及裝置。使用該方法產(chǎn)生的X頻段單向測(cè)距信號(hào)，配合相關(guān)地面站設(shè)備可以完成對(duì)深空探測(cè)器的精確測(cè)距功能，可適用于月球探測(cè)、火星探測(cè)等領(lǐng)域。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提供的一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生方法，包括:
[0007]步驟1，將晶體振蕩器產(chǎn)生的初始參考信號(hào)分為第一參考信號(hào)、第二參考信號(hào)、第二參考十目號(hào);
[0008]步驟2，對(duì)所述第一參考信號(hào)進(jìn)行倍頻獲得X頻段載波信號(hào)，
[0009]對(duì)所述第二參考信號(hào)進(jìn)行十分頻獲得第一 DOR側(cè)音信號(hào)，
[0010]對(duì)所述第三參考信號(hào)進(jìn)行二分頻獲得第二 DOR側(cè)音信號(hào)，
[0011 ] 步驟3，用所述第一 DOR側(cè)音信號(hào)和/或第二 DOR側(cè)音信號(hào)對(duì)所述X頻段載波信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，獲得X頻段單向測(cè)距信號(hào)后輸出。
[0012]作為一種實(shí)施例，在所述步驟3之前還包括:
[0013]對(duì)所述第一 DOR側(cè)音信號(hào)進(jìn)行低通濾波濾除諧波后再以合成器進(jìn)行幅度調(diào)整，
[0014]和對(duì)所述第二 DOR側(cè)音信號(hào)進(jìn)行低通濾波濾除諧波后再以所述合成器進(jìn)行幅度調(diào)整。
[0015]作為一種實(shí)施例，所述步驟3還包括對(duì)所述X頻段單向測(cè)距信號(hào)先進(jìn)行放大再通過(guò)隔離器輸出。
[0016]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括:晶體振蕩器、功分器、倍頻器、二分頻器、十分頻器、移相器；
[0017]所述功分器用于:將所述晶體振蕩器產(chǎn)生的初始參考信號(hào)分為第一參考信號(hào)、第二參考信號(hào)、第三參考信號(hào)；
[0018]所述倍頻器用于:對(duì)所述第一參考信號(hào)進(jìn)行倍頻獲得X頻段載波信號(hào)輸出給所述移相器；
[0019]所述十分頻器用于:對(duì)所述第二參考信號(hào)進(jìn)行十分頻獲得第一 DOR側(cè)音信號(hào)輸出給所述移相器；
[0020]所述二分頻器用于:對(duì)所述第三參考信號(hào)進(jìn)行二分頻獲得第二 DOR側(cè)音信號(hào)輸出給所述移相器；
[0021]所述移相器用于:用所述第一 DOR側(cè)音信號(hào)和/或第二 DOR側(cè)音信號(hào)對(duì)所述X頻段載波信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，獲得X頻段單向測(cè)距信號(hào)后輸出。
[0022]作為一種實(shí)施例，所述二分頻器、十分頻器與所述移相器之間還包括第一低通濾波器、第二低通濾波器、合成器；
[0023]第一低通濾波器用于:對(duì)所述第一 DOR側(cè)音信號(hào)進(jìn)行低通濾波濾除諧波后輸出至合成器；
[0024]第二低通濾波器用于:對(duì)所述第二 DOR側(cè)音信號(hào)進(jìn)行低通濾波濾除諧波后輸出至合成器；
[0025]所述合成器用于:根據(jù)預(yù)設(shè)指令對(duì)低通濾波后的第一 DOR側(cè)音信號(hào)和第二 DOR側(cè)音信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整后輸出至所述移相器。
[0026]作為一種實(shí)施例，所述第一低通濾波器的3dB帶寬設(shè)計(jì)為5MHz左右，所述第二低通濾波器的3dB帶寬設(shè)計(jì)為22MHz左右；
[0027]所述第一低通濾波器、第二低通濾波器均為五階的巴特沃斯濾波器。
[0028]作為一種實(shí)施例，所述移相器之后還包括放大器和隔離器；
[0029]所述放大器對(duì)所述移相器輸出的所述X頻段單向測(cè)距信號(hào)進(jìn)行放大后再通過(guò)所述隔離器輸出。
[0030]作為一種實(shí)施例，所述晶體振蕩器為溫度補(bǔ)償晶體振蕩器；該溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的輸出頻率短期穩(wěn)定度優(yōu)于lX10_9/s，長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度優(yōu)于±lX10_5/s。
[0031]作為一種實(shí)施例，所述二分頻器和十分頻器都包含十進(jìn)制計(jì)數(shù)器54LS90。
[0032]作為一種實(shí)施例，所述二分頻器和十分頻器分別包含一個(gè)DOR側(cè)音信號(hào)開(kāi)關(guān)；
[0033]所述二分頻器的DOR側(cè)音信號(hào)開(kāi)關(guān)用于打開(kāi)或關(guān)閉所述二分頻器，進(jìn)而控制所述第一 DOR側(cè)音信號(hào)的有無(wú)；
[0034]所述十分頻器的DOR側(cè)音信號(hào)開(kāi)關(guān)用于打開(kāi)或關(guān)閉所述十分頻器，進(jìn)而控制所述第二 DOR側(cè)音信號(hào)的有無(wú)。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0036]1、該方法為在X頻段直接進(jìn)行寬帶DOR信號(hào)調(diào)制，載波頻率高，DOR信號(hào)頻率范圍寬，采用直接調(diào)制的方法可以簡(jiǎn)化發(fā)射機(jī)規(guī)模，降低成本。
[0037]2.產(chǎn)生DOR信號(hào)所需的分頻器由十進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成，合成器可根據(jù)外部指令分別控制第一 DOR側(cè)音信號(hào)、第二 DOR側(cè)音信號(hào)的有無(wú)，電路成熟可靠，成本低。
[0038]3.該X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生裝置采用純模擬設(shè)計(jì)方法，內(nèi)部無(wú)數(shù)字器件，無(wú)需軟件設(shè)計(jì)，避免了大規(guī)模數(shù)字器件需要重點(diǎn)解決的抗單粒子風(fēng)險(xiǎn)，并且抗空間輻照能力強(qiáng)，成本、功耗低，簡(jiǎn)單可靠。
[0039]4.該X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生方法可以應(yīng)用到所有衛(wèi)星通信發(fā)射機(jī)中，特別適合月球、火星等需要產(chǎn)生單向測(cè)距信號(hào)的深空探測(cè)應(yīng)用場(chǎng)合，僅使用一個(gè)倍頻器，裝置體積小。
【附圖說(shuō)明】
[0040]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中:
[0041]圖1是可選實(shí)施例中的一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生裝置原理圖；
[0042]圖2是可選實(shí)施例中的一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生裝置的二分頻器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖3是可選實(shí)施例中的一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生裝置的十分頻器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖4是可選實(shí)施例中的一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下文結(jié)合附圖以具體實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，還可以使用其他的實(shí)施例，或者對(duì)本文列舉的實(shí)施例進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的修改，而不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)。
[0046]在本發(fā)明提供的一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生方法的實(shí)施例中，如圖4所示，包括:
[0047]步驟1，將晶體振蕩器產(chǎn)生的初始參考信號(hào)分為第一參考信號(hào)、第二參考信號(hào)、第三參考信號(hào)，
[0048]步驟2，對(duì)所述第一參考信號(hào)進(jìn)行倍頻獲得X頻段載波信號(hào)，
[0049]對(duì)所述第二參考信號(hào)進(jìn)行十分頻獲得第一 DOR側(cè)音信號(hào)，
[0050]對(duì)所述第三參考信號(hào)進(jìn)行二分頻獲得第二 DOR側(cè)音信號(hào)，
[0051 ] 步驟3，用所述第一 DOR側(cè)音信號(hào)和/或第二 DOR側(cè)音信號(hào)對(duì)所述X頻段載波信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，獲得X頻段單向測(cè)距信號(hào)后輸出。
[0052]由于此時(shí)第一 DOR側(cè)音信號(hào)和第二 DOR側(cè)音信號(hào)中還包括有諧波部分，作為一種實(shí)施例，在所述步驟3之前還包括:
[0053]對(duì)所述第一 DOR側(cè)音信號(hào)進(jìn)行低通濾波濾除諧波后再以合成器進(jìn)行幅度調(diào)整，
[0054]和對(duì)所述第二 DOR側(cè)音信號(hào)進(jìn)行低通濾波濾除諧波后再以所述合成器進(jìn)行幅度調(diào)整。
[0055]本實(shí)施例中所述幅度調(diào)整是通過(guò)合成器中包含的電流反饋型高速運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)的，所述合成器用于根據(jù)預(yù)設(shè)指令對(duì)第一 DOR側(cè)音信號(hào)和第二 DOR側(cè)音信號(hào)的幅值進(jìn)行調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)信號(hào)幅值的改變，進(jìn)而改變第一 DOR側(cè)音信號(hào)和第二 DOR側(cè)音信號(hào)分別對(duì)X頻段載波信號(hào)的調(diào)制度。
[0056]作為一種實(shí)施例，所述步驟3還包括對(duì)所述X頻段單向測(cè)距信號(hào)先進(jìn)行放大再通過(guò)隔離器輸出。
[0057]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種深空探測(cè)用X頻段單向測(cè)距信號(hào)產(chǎn)生裝置，如圖1所示，包括:晶體振蕩器、功分器、倍頻器、二分頻器、十分頻器、移相器；
[0058]所述功分器用于:將所述晶體振蕩器產(chǎn)生的初始參考信號(hào)分為第一參考信號(hào)、第二參考信號(hào)、第三參考信號(hào)；
[0059]所述倍頻器用于:對(duì)所述第一參考信號(hào)進(jìn)行倍頻獲得X頻段載波信號(hào)輸出給所述移相器；
[0060]所述十分頻器用于:對(duì)所述第二參考信號(hào)進(jìn)行十分頻獲得第一 DOR側(cè)音信號(hào)輸出給所述移相器；
[0061]所述二分頻器用于:對(duì)所述第三參考信號(hào)進(jìn)行二分頻獲得第二 DOR側(cè)音信號(hào)輸出給所述移相器；
[0062]所述移相器用于:用所述第一 DOR側(cè)音信號(hào)和/或第二 DOR側(cè)音信號(hào)對(duì)所述X頻段載波信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，獲得X頻段單向測(cè)距信號(hào)后輸出。
[0063]作為一種實(shí)施例，所述二分頻器、十分頻器與所述移相器之間還包括第一低通濾波器、第二低通濾波器、合成器；
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