專利名稱：高速移動(dòng)衛(wèi)星通信中的多譜勒頻移校正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域中的一種高速移動(dòng)衛(wèi)星通信中的多譜勒頻移校正裝置，特別適用于高速移動(dòng)衛(wèi)星通信中的數(shù)據(jù)傳輸。
背景技術(shù)：
目前使用的高速移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的通信覆蓋面較窄，建立通信中繼站數(shù)目多，通信持續(xù)時(shí)間短，無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸，并且通信設(shè)備成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種通信覆蓋面廣、通信持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的高速移動(dòng)衛(wèi)星通信中的多譜勒頻移校正裝置。并且本實(shí)用新型具有集成化程度高，體積小，重量輕，應(yīng)用方便，成本低等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它由動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1、導(dǎo)頻接收機(jī)2、移動(dòng)終端3、雙工器4、天線5及電源11組成。動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1由仿真計(jì)算機(jī)6和變頻器7構(gòu)成。其中仿真計(jì)算機(jī)6數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端口1與變頻器7數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端口1連接，變頻器7射頻信號(hào)出入端口2與雙工器4射頻信號(hào)出入端口2連接，變頻器7射頻信號(hào)輸出端口3與導(dǎo)頻接收機(jī)2射頻信號(hào)輸入端口1連接，導(dǎo)頻接收機(jī)2輸出端口2與移動(dòng)終端3本振參考信號(hào)輸入端口2連接，移動(dòng)終端3射頻信號(hào)出入端口1與雙工器4射頻信號(hào)出入端口3連接，雙工器4射頻信號(hào)出入端口1與天線5射頻信號(hào)出入端口連接，電源11出端+V電壓端與各部件相應(yīng)電源端并接。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下措施達(dá)到本實(shí)用新型動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1中仿真計(jì)算機(jī)6由PC微機(jī)8構(gòu)成，變頻器7由變頻鏈路模塊9構(gòu)成，導(dǎo)頻接收機(jī)2由譜估計(jì)模塊10構(gòu)成，PC微機(jī)8數(shù)據(jù)線輸出端A1和A2腳分別與變頻鏈路模塊9數(shù)據(jù)線輸入端C1和C2腳連接，變頻鏈路模塊9射頻信號(hào)出入端A1、A2、B1和B2腳分別與雙工器4射頻信號(hào)出入端A2、A3、B1和B2腳連接，變頻鏈路模塊9射頻信號(hào)輸出端D腳與譜估計(jì)模塊10射頻信號(hào)輸入端A腳連接，譜估計(jì)模塊10輸出端B1腳和B2腳分別與移動(dòng)終端3本振參考源輸入端B1腳和B2腳連接，移動(dòng)終端3射頻信號(hào)出入端A腳與雙工器4射頻信號(hào)出入端B3腳連接，雙工器4射頻信號(hào)出入端A1腳與天線5射頻信號(hào)出入端K腳連接，變頻鏈路模塊9、譜估計(jì)模塊10、移動(dòng)終端3、雙工器4各入端V1腳分別與電源11出端+V電壓端并接，各入端V2腳分別與地端并接，PC微機(jī)8電源入端V3腳外接交流電源～V端。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型采用動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1和導(dǎo)頻接收機(jī)2通過(guò)海事衛(wèi)星傳輸話音和數(shù)據(jù)信息，形成海事衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，因此，它具有通信覆蓋面廣、應(yīng)用方便、成本低等特點(diǎn)。
2.本實(shí)用新型采用動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1，利用高速移動(dòng)衛(wèi)星通信終端的軌道根數(shù)實(shí)時(shí)地模擬L波段移動(dòng)終端上、下行信號(hào)的多譜勒頻移，為高速移動(dòng)衛(wèi)星通信終端提供了其在軌高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)信道，為系統(tǒng)的研制創(chuàng)造了條件，降低了試驗(yàn)成本。
3.本實(shí)用新型采用導(dǎo)頻接收機(jī)2，用譜估計(jì)的方法提取下行多譜勒頻移，然后通過(guò)控制移動(dòng)終端3參考頻率將此頻移值加入，與接收業(yè)務(wù)信道的信號(hào)多普勒頻移對(duì)消，實(shí)現(xiàn)下行信號(hào)的多普勒頻移校正；利用下行多普勒頻移值，計(jì)算出上行多普勒頻移值，經(jīng)反相后控制終端上行參考頻率，對(duì)上行業(yè)務(wù)信道的信號(hào)多普勒頻移進(jìn)行預(yù)校正，使到達(dá)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)頻率為正常值，從而實(shí)現(xiàn)上行信號(hào)的多普勒頻移校正。通過(guò)上述多譜勒頻移校正方法由移動(dòng)終端3可以實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)衛(wèi)星通信終端至指控中心的數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)用新型所有器件均采用大規(guī)模集成電路制作，具有集成化程度高、體積小、重量輕，應(yīng)用方便等特點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的電原理方框圖。
圖2是本實(shí)用新型中動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1和導(dǎo)頻接收機(jī)2的電原理圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2，本實(shí)用新型由動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1、導(dǎo)頻接收機(jī)2、移動(dòng)終端3、雙工器4、天線5及電源11組成。其中動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1由仿真計(jì)算機(jī)6和變頻器7組成。由動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1中仿真計(jì)算機(jī)6和變頻器7構(gòu)成多譜勒頻移信號(hào)發(fā)生器，由導(dǎo)頻接收機(jī)2、移動(dòng)終端3、雙工器4和天線5構(gòu)成業(yè)務(wù)信道。
本實(shí)用新型動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1中仿真計(jì)算機(jī)6由PC微機(jī)8構(gòu)成，變頻器7由變頻鏈路模塊9構(gòu)成，導(dǎo)頻接收機(jī)2由譜估計(jì)模塊10構(gòu)成。圖2是本實(shí)用新型中仿真計(jì)算機(jī)6、變頻器7和譜估計(jì)模塊10的電原理圖，并按圖2連接線路。
圖2中雙工器4射頻信號(hào)出入端A1腳與天線5出入端連接，射頻信號(hào)輸出端A2、B1腳與變頻鏈路模塊9射頻信號(hào)輸入端A1、B1腳連接，射頻信號(hào)輸入端A3、B2腳與變頻鏈路模塊9射頻信號(hào)輸出端A2、B2腳連接，射頻信號(hào)出入端B3腳與移動(dòng)終端3射頻信號(hào)出入端A腳連接，雙工器4其作用是分離上行信號(hào)和下行信號(hào)，分離后上、下行信號(hào)輸入動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1中加上多譜勒頻移，再經(jīng)雙工器4將帶有多譜勒頻移的上、下行信號(hào)合成一路信號(hào)輸入天線5發(fā)送；變頻鏈路模塊9數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端C1、C2腳和PC微機(jī)8數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端A1、A2腳連接，射頻信號(hào)輸出端B3腳和譜估計(jì)模塊10射頻信號(hào)輸入端A腳連接，變頻鏈路模塊9其作用是通過(guò)射頻信號(hào)輸入端B1腳從雙工器4接收下行L波段射頻信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)輸入端C1和C2腳由PC微機(jī)8實(shí)時(shí)接收多譜勒頻移，然后將將L波段的射頻信號(hào)通過(guò)混頻相減的方式生成一個(gè)中頻信號(hào)，該射頻信號(hào)再與攜帶多普勒頻移的本振源混頻相加，輸出已含有多普勒頻移量的射頻信號(hào)，然后通過(guò)射頻信號(hào)輸出端B2腳經(jīng)雙工器4送給移動(dòng)終端3，通過(guò)射頻信號(hào)輸出端D腳送給譜估計(jì)模塊10，變頻鏈路模塊9通過(guò)射頻信號(hào)輸入端A1腳從雙工器4接收來(lái)自移動(dòng)終端3的上行L波段射頻信號(hào)，然后將利用下行多普勒頻移值預(yù)測(cè)出的上行多普勒頻移值通過(guò)混頻方式反相疊加到L波段上行信號(hào)，再通過(guò)雙工器4送到天線5發(fā)射出去，與上行業(yè)務(wù)信道的信號(hào)多普勒頻移對(duì)消；PC微機(jī)8其作用是利用高速移動(dòng)衛(wèi)星通信終端的軌道根數(shù)實(shí)時(shí)地計(jì)算其在軌高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的L波段下行信號(hào)的多譜勒頻移，通過(guò)數(shù)據(jù)輸出端A1和A2腳送給變頻鏈路模塊9的數(shù)據(jù)輸入端C1和C2腳；譜估計(jì)模塊10射頻信號(hào)輸入端A腳與變頻鏈路模塊9射頻信號(hào)輸出端D腳連接，本振參考信號(hào)輸出端B1和B2腳分別與移動(dòng)終端3本振參考信號(hào)輸入端B1和B2腳連接，譜估計(jì)模塊10其作用是采用譜估計(jì)的算法，根據(jù)海事衛(wèi)星系統(tǒng)的TDM信號(hào)提取多譜勒頻移信息，然后通過(guò)控制移動(dòng)終端3參考頻率將此頻移值加入，與接收業(yè)務(wù)信道的信號(hào)多普勒頻移對(duì)消，實(shí)現(xiàn)下行信號(hào)的多普勒頻移校正；利用下行多普勒頻移值，計(jì)算出上行多普勒頻移值，經(jīng)反相后控制終端上行參考頻率，對(duì)上行業(yè)務(wù)信道的信號(hào)進(jìn)行多普勒頻移預(yù)校正，使到達(dá)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)為正常信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)上行信號(hào)的多普勒頻移校正；移動(dòng)終端3本振參考信號(hào)輸入端B1和B2腳與譜估計(jì)模塊10本振參考信號(hào)輸出端B1和B2腳連接，射頻信號(hào)出入端A腳與雙工器4射頻信號(hào)出入端B3腳連接，移動(dòng)終端3其作用是用接收到的攜帶了多譜勒頻移的收發(fā)本振參考頻率源，去控制收發(fā)本振，再分別與上下行射頻信號(hào)進(jìn)行混頻相減，從而對(duì)消下行業(yè)務(wù)信道的信號(hào)多普勒頻移，對(duì)上行業(yè)務(wù)信道的信號(hào)進(jìn)行多普勒頻移預(yù)校正，使到達(dá)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)為正常信號(hào)；電源11作用是提供各部件使用的直流電源，它將交流220V/50Hz市電轉(zhuǎn)換成低壓直流電源，輸出+V電壓端電壓為+5V電壓。實(shí)施例PC微機(jī)8采用市售通用的PC機(jī)制作，變頻鏈路模塊9采用市售通用集成變頻模塊制作，譜估計(jì)模塊10采用市售TMS320C54集成電路器件制作，移動(dòng)終端3采用海事衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)終端自制改造而成，雙工器4采用市售通用雙工器器件自制而成，天線5采用市售海事衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)智能化相控振天線制作，電源11采用市售通用電源模塊制作。
本實(shí)用新型簡(jiǎn)要工作原理如下動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1是為了模擬高速移動(dòng)衛(wèi)星通信終端在軌高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)信道，在衛(wèi)星和改造后的移動(dòng)終端3中間提供一個(gè)產(chǎn)生多普勒頻移的通道。動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源1由PC微機(jī)8和變頻鏈路模塊9組成，PC微機(jī)8的工作原理是利用高速移動(dòng)衛(wèi)星通信終端的軌道根數(shù)實(shí)時(shí)地計(jì)算高速移動(dòng)衛(wèi)星通信終端在軌高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的L波段下行信號(hào)的多譜勒頻移，通過(guò)數(shù)據(jù)輸出端A1和A2腳送給變頻鏈路模塊9的數(shù)據(jù)輸入端C1和C2腳作為本振頻率綜合器的控制信號(hào)。變頻鏈路模塊9通過(guò)雙工器4從天線5接收L波段下行信號(hào)，然后選擇合適的本振頻率將L波段的射頻信號(hào)通過(guò)混頻相減的方式生成一個(gè)中頻信號(hào)，再與攜帶多普勒頻移的本振頻率綜合器混頻相加，輸出已含有多普勒頻移量的射頻信號(hào)送給譜估計(jì)模塊10。譜估計(jì)模塊10的工作原理是用譜估計(jì)的方法，將海事衛(wèi)星系統(tǒng)的NCS TDM信號(hào)作為導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)提取下行信號(hào)的多譜勒頻移，然后通過(guò)控制移動(dòng)終端3參考頻率源將此頻移值加入，與接收業(yè)務(wù)信道的信號(hào)多普勒頻移對(duì)消，實(shí)現(xiàn)下行信號(hào)的多普勒頻移校正；利用下行信號(hào)多普勒頻移值，計(jì)算出上行信號(hào)多普勒頻移值，經(jīng)反相后控制移動(dòng)終端3上行參考頻率源，對(duì)上行業(yè)務(wù)信道的信號(hào)多普勒頻移進(jìn)行預(yù)校正，使到達(dá)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)頻率為正常值，從而實(shí)現(xiàn)上行信號(hào)的多普勒頻移校正。移動(dòng)終端3的工作原理是通過(guò)本振信號(hào)輸入端B1和B2腳接收譜估計(jì)模塊10送來(lái)的攜帶了多譜勒頻移的收發(fā)本振參考頻率源，去控制收發(fā)本振，再分別與上下行射頻信號(hào)進(jìn)行混頻相減，從而對(duì)消下行業(yè)務(wù)信道的信號(hào)多普勒頻移，對(duì)上行業(yè)務(wù)信道的信號(hào)進(jìn)行多普勒頻移預(yù)校正，使到達(dá)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)為正常信號(hào)。雙工器4其作用是分離上行信號(hào)和下行信號(hào)，分離后上、下行信號(hào)在動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源中加上多譜勒頻移，再經(jīng)雙工器將帶有多譜勒頻移的上、下行信號(hào)合成一路信號(hào)。
本實(shí)用新型安裝結(jié)構(gòu)如下把本實(shí)用新型圖1、圖2中的導(dǎo)頻接收機(jī)2和變頻器7內(nèi)的電路模塊分別安裝在兩塊印制板上，兩塊印制板分別安裝在兩個(gè)19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)，兩機(jī)箱之間的連接線路通過(guò)機(jī)箱后面電纜進(jìn)行連接，在各機(jī)箱的前面板上安裝有相應(yīng)的顯示屏、控制操作鍵盤及電源開關(guān)，在各機(jī)箱后面板上安裝電源輸入插座及輸入輸出信號(hào)插座，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱和仿真計(jì)算機(jī)6、雙工器4、移動(dòng)終端3共同安裝在一個(gè)操作平臺(tái)上。天線5安裝在室外沒有遮擋的地方，方位角約120度，仰角約15度，朝向太平洋區(qū)衛(wèi)星，通過(guò)電纜與雙工器連接，組裝成本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.一種高速移動(dòng)衛(wèi)星通信中的多譜勒頻移校正裝置，它由移動(dòng)終端(3)、雙工器(4)、天線(5)及電源(11)組成，其特征在于還由動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源(1)、導(dǎo)頻接收機(jī)(2)組成，動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源(1)由仿真計(jì)算機(jī)(6)和變頻器(7)構(gòu)成，其中仿真計(jì)算機(jī)(6)數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端口1與變頻器(7)數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端口1連接，變頻器(7)射頻信號(hào)出入端口2與雙工器(4)射頻信號(hào)出入端口2連接，變頻器(7)射頻信號(hào)輸出端口3與導(dǎo)頻接收機(jī)(2)射頻信號(hào)輸入端口1連接，導(dǎo)頻接收機(jī)(2)輸出端口2與移動(dòng)終端(3)本振信號(hào)參考源輸入端口2連接，移動(dòng)終端(3)射頻信號(hào)出入端口1與雙工器(4)射頻信號(hào)出入端口3連接，雙工器(4)射頻信號(hào)出入端口1與天線(5)出入端口連接，電源(11)出端+V電壓端與各部件相應(yīng)電源端并接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速移動(dòng)衛(wèi)星通信中的多譜勒頻移校正裝置，其特征在于動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源(1)中仿真計(jì)算機(jī)(6)由PC微機(jī)(8)構(gòu)成，變頻器(7)由變頻鏈路模塊(9)構(gòu)成，導(dǎo)頻接收機(jī)(2)由譜估計(jì)模塊(10)構(gòu)成，PC微機(jī)(8)數(shù)據(jù)線輸出端A1和A2腳分別與變頻鏈路模塊(9)數(shù)據(jù)線輸入端C1和C2腳連接，變頻鏈路模塊(9)射頻信號(hào)出入端A1、A2、B1和B2腳分別與雙工器(4)射頻信號(hào)出入端A2、A3、B1和B2腳連接，變頻鏈路模塊(9)射頻信號(hào)輸出端D腳與譜估計(jì)模塊(10)射頻信號(hào)輸入端A腳連接，譜估計(jì)模塊(10)輸出端B1腳和B2腳分別與移動(dòng)終端(3)本振參考源輸入端B1腳和B2腳連接，移動(dòng)終端(3)射頻信號(hào)出入端A腳與雙工器(4)射頻信號(hào)出入端B3腳連接，雙工器(4)射頻信號(hào)出入端A1腳與天線(5)射頻信號(hào)出入端K腳連接，變頻鏈路模塊(9)、譜估計(jì)模塊(10)、移動(dòng)終端(3)、雙工器(4)各入端V1腳分別與電源(11)出端+V電壓端并接，各入端V2腳分別與地端并接，PC微機(jī)(8)電源入端V3腳外接交流電源～V端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高速移動(dòng)衛(wèi)星通信中的多譜勒頻移校正裝置，它涉及通信領(lǐng)域中對(duì)通信信號(hào)的多譜勒頻移校正。它由動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬源、導(dǎo)頻接收機(jī)、移動(dòng)終端和雙工器等部件組成。它利用海事衛(wèi)星作為傳輸手段，利用高速移動(dòng)衛(wèi)星通信終端的軌道根數(shù)計(jì)算真實(shí)的移動(dòng)終端在軌高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多譜勒頻移；采用譜估計(jì)的方法提取多譜勒頻移并通過(guò)對(duì)移動(dòng)終端的改造加以校正，從而使移動(dòng)終端在高速移動(dòng)的情況下仍然可以利用海事衛(wèi)星信道達(dá)到正常通信的目的。本實(shí)用新型還具有通信覆蓋面廣，通信持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)用方便，集成化程度高，體積小，重量輕，成本低等特點(diǎn)，特別適用于高速移動(dòng)衛(wèi)星通信中的數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號(hào)H04B7/15GK2687956SQ20042001573
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月11日
發(fā)明者劉學(xué)林, 于志堅(jiān), 裴文端, 翟政安, 楊志國(guó), 孫寶升, 劉瑞成, 楊永亮, 高煥英, 崔平, 楊鎖強(qiáng), 沈成圣, 付琳莉, 劉素玲 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所