一種低功耗寬范圍的測控中繼終端系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空間飛行器的測控通信技術領域，尤其是一種適用于近地軌道飛行器的測控中繼終端系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]測控中繼終端系統(tǒng)主要任務是與地面和中繼星配合完成飛行器的遙控接收分發(fā)、遙測數據下傳等測控通信業(yè)務。以往用于低速率測控業(yè)務的測控中繼終端，由于飛行器運行姿態(tài)固定，只對天安裝一付測控中繼天線，采用1W功放，功耗較高。
[0003]隨著空間技術和應用需求的不斷發(fā)展，空間飛行器任務越來越多樣化，姿態(tài)變化范圍越來越大，為保障飛行器任意姿態(tài)下的測控支持，對測控提出了全向覆蓋要求，同時隨著空間平臺小型化集成化設計，要求中繼終端進行低功耗設計。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種測控中繼終端系統(tǒng)，用于空間飛行器，所述系統(tǒng)采用無源相控陣發(fā)射天線降低系統(tǒng)功耗，并通過兩付天線設置實現全向覆蓋。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
[0006]—種測控中繼終端系統(tǒng)，該測控中繼終端系統(tǒng)由測控中繼單元、測控中繼固放與波控模塊、兩付測控中繼接收天線和兩付測控中繼發(fā)射天線組成;其中，兩付測控中繼發(fā)射天線均為S頻段無源相控陣發(fā)射天線。
[0007]優(yōu)選地，所述每個S頻段無源相控陣發(fā)射天線由四個S波段四臂螺旋天線、波控和移相器組成。
[0008]優(yōu)選地，所述每個S頻段無源相控陣發(fā)射天線增益不小于6dBi，波束切換時間不大于200ns ο
[0009]優(yōu)選地，所述測控中繼單元采用S頻段非相干擴頻體制，所述測控中繼單元采用S頻段非相干擴頻體制，包括一個前向遙控通道和一個返向遙測通道，其中遙控碼速率為2000bps，遙測碼速率為4096bps。
[0010]優(yōu)選地，所述測控中繼單元集成了測控中繼射頻接收通道、擴頻基帶處理和二次電源模塊，實現對測控中繼前向遙控和返向遙測信道處理功能。
[0011]優(yōu)選地，所述飛行器的II和IV象限分別配置一付測控中繼接收天線和一付測控中繼發(fā)射天線;并且，所述測控中繼接收天線和測控中繼發(fā)射天線通過接收天線開關和發(fā)射天線開關的開關切換組成全空間輻射的方向圖，使得測控中繼能夠全向覆蓋，在飛行器任意姿態(tài)下，提供與中繼星無線通信保障。
[0012]優(yōu)選地，所述測控中繼固放與波控模塊集成了波控、固放、接收天線開關、發(fā)射天線開關和二次電源模塊，實現對測控中繼單元的返向信號放大、波束控制，前向和返向信號選擇功能。
[0013]優(yōu)選地，測控中繼單元和測控中繼固放與波控模塊的所述二次電源模塊完成單機的一、二次電源變換，為各模塊統(tǒng)一供電，所述測控中繼終端系統(tǒng)的內部配有繼電器以實現開關機操作。
[0014]優(yōu)選的，所述固放與波控模塊輸出功率不小于5W。
[0015]與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0016]與現有技術相比，本發(fā)明首次將S頻段無源相控陣天線應用于測控中繼終端系統(tǒng)，在飛行器II和IV象限安裝兩付天線，通過開關的設置減少系統(tǒng)鏈路損耗，組成近似全空間輻射的方向圖；按目前3顆中繼衛(wèi)星，測控中繼覆蓋率達到96.38%，使得測控中繼能夠全向覆蓋，實現對中繼測控通信功能；同時，與以往飛行器實現同等功能的測控中繼終端系統(tǒng)相比，系統(tǒng)功耗降低近50%，在當前低軌空間飛行器中有著廣泛的應用前景。
[0017]當然，實施本發(fā)明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例的測控中繼終端系統(tǒng)的原理框圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0020]實施例
[0021]本實施例提供一種測控中繼終端系統(tǒng)，用于空間飛行器。圖1所示是本實施例的測控中繼終端系統(tǒng)的原理框圖，該測控中繼終端系統(tǒng)由測控中繼單元、測控中繼固放與波控模塊和兩付測控中繼接收天線1、2和兩付測控中繼發(fā)射天線I’、2’組成。其中，測控中繼發(fā)射天線I’、2’為S頻段無源相控陣發(fā)射天線。
[0022]具體地，所述每個S頻段無源相控陣發(fā)射天線由四個S波段四臂螺旋天線、波控和移相器組成。所述每個S頻段無源相控陣發(fā)射天線增益不小于6dBi，波束切換時間不大于200ns ο
[0023]所述測控中繼單元采用S頻段非相干擴頻體制，所述測控中繼單元采用S頻段非相干擴頻體制，包括一個前向遙控通道和一個返向遙測通道，其中遙控碼速率為2000bps，遙測碼速率為4096bps。
[0024]所述測控中繼單元集成了測控中繼射頻接收通道、擴頻基帶處理和二次電源模塊，實現對測控中繼前向遙控和返向遙測信道處理功能。
[0025]飛行器的II和IV象限分別配置一付測控中繼接收天線和一付測控中繼發(fā)射天線；并且，所述測控中繼接收天線1、2和測控中繼發(fā)射天線I’、2’通過接收天線開關和發(fā)射天線開關的開關切換組成全空間輻射的方向圖，使得測控中繼能夠全向覆蓋，在飛行器任意姿態(tài)下，提供與中繼星無線通信保障。
[0026]所述測控中繼固放與波控模塊集成了波控、固放、接收天線開關、發(fā)射天線開關和二次電源模塊，實現對測控中繼單元的返向信號放大、波束控制，前向和返向信號選擇功能。所述測控中繼固放與波控模塊還具有遙測處理功能，通過返向遙測與數管計算機通信。
[0027]進一步的，測控中繼單元和測控中繼固放與波控模塊的所述二次電源模塊完成單機的一、二次電源變換，為各模塊統(tǒng)一供電，所述測控中繼終端系統(tǒng)的內部配有繼電器以實現開關機操作。每個二次電源模塊均配置有二次電源配電器。
[0028]可選的，所述固放與波控模塊輸出功率不小于5W。
[0029]通過采用本實施例提出的測控中繼終端系統(tǒng)，實現了對低軌飛行器的對中繼測控通?目任務。
[0030]與現有技術相比，本發(fā)明首次將S頻段無源相控陣天線應用于測控中繼終端系統(tǒng)，在飛行器II和IV象限安裝兩付天線，并通過發(fā)發(fā)射天線開關和接收天線開關的設置減少系統(tǒng)鏈路損耗，組成全空間輻射的方向圖；按目前3顆中繼衛(wèi)星計算，測控中繼覆蓋率達到96.38%，使得測控中繼能夠全向覆蓋，實現對中繼測控通信功能。
[0031]與以往飛行器實現同等功能的測控中繼終端系統(tǒng)相比，本發(fā)明的測控中繼終端系統(tǒng)的功耗降低近50%，在當前低軌空間飛行器中有著廣泛的應用前景。
[0032]本發(fā)明提供一種測控中繼終端系統(tǒng)，用于空間飛行器，所述系統(tǒng)采用無源相控陣發(fā)射天線降低系統(tǒng)功耗，通過兩付天線實現全向覆蓋。包括:測控中繼單元、測控中繼固放與波控和測控中繼收發(fā)天線(即接收天線和發(fā)射天線)。
[0033]本發(fā)明的上述測控中繼終端系統(tǒng)包括測控中繼單元、測控中繼固放與波控模塊和測控中繼收發(fā)天線(接收天線和發(fā)射天線)，功耗小且覆蓋范圍寬。目前沒有發(fā)現上述低功耗寬范圍測控中繼終端系統(tǒng)設計相關技術的說明或報道，也尚未收集到國內外相關技術資料。
[0034]以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權項】
1.一種測控中繼終端系統(tǒng)，其特征在于，該測控中繼終端系統(tǒng)由測控中繼單元、測控中繼固放與波控模塊、兩付測控中繼接收天線和兩付測控中繼發(fā)射天線組成;其中，所述兩付測控中繼發(fā)射天線均為S頻段無源相控陣發(fā)射天線。2.根據權利要求1所述的測控中繼終端系統(tǒng)，其特征在于，所述每個S頻段無源相控陣發(fā)射天線均由四個S波段四臂螺旋天線、波控和移相器組成。3.根據權利要求1或2所述的測控中繼終端系統(tǒng)，其特征在于，所述每個S頻段無源相控陣發(fā)射天線增益不小于6dBi，波束切換時間不大于200ns。4.根據權利要求1所述的測控中繼終端系統(tǒng)，其特征在于，所述測控中繼單元采用S頻段非相干擴頻體制，包括一個前向遙控通道和一個返向遙測通道，其中遙控碼速率為2000bps，遙測碼速率為4096bps。5.根據權利要求1或4所述的測控中繼終端系統(tǒng)，其特征在于，所述測控中繼單元集成測控中繼射頻接收通道、擴頻基帶處理和二次電源模塊，并實現對測控中繼前向遙控和返向遙測信道處理功能。6.根據權利要求1所述的測控中繼終端系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行器的II和IV象限分別配置一付測控中繼接收天線和一付測控中繼發(fā)射天線；并且，所述測控中繼接收天線和測控中繼發(fā)射天線通過接收天線開關和發(fā)射天線開關的開關切換組成全空間輻射的方向圖。7.根據權利要求5所述的測控中繼終端系統(tǒng)，其特征在于，所述測控中繼固放與波控模塊集成波控、固放、接收天線開關、發(fā)射天線開關和二次電源模塊。8.根據權利要求7所述的測控中繼終端系統(tǒng)，其特征在于，所述測控中繼單元的二次電源模塊和所述測控中繼固放與波控模塊的二次電源模塊完成單機的一、二次電源變換，為各模塊統(tǒng)一供電，所述測控中繼終端系統(tǒng)的內部配有繼電器以實現開關機操作。9.根據權利要求7所述的測控中繼終端系統(tǒng)，其特征在于，所述固放與波控模塊輸出功率不小于5W。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低功耗寬范圍的測控中繼終端系統(tǒng)，用于空間飛行器。所述測控中繼終端系統(tǒng)設置兩付天線實現全向覆蓋，并采用無源相控陣天線提高增益，通過開關切換減少鏈路損耗。與以往同等功能系統(tǒng)相比，本發(fā)明的測控中繼終端系統(tǒng)功耗降低約50％，取得了低功耗、寬范圍的有益效果。
【IPC分類】H04B7/185
【公開號】CN105530042
【申請?zhí)枴緾N201510894538
【發(fā)明人】范慶玲, 劉鵬宇, 劉輝, 陶睿, 劉漢兵
【申請人】上海宇航系統(tǒng)工程研究所
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月7日