CN101951296A

CN101951296A - 一种用于三星并行测试的扩频测控综合测试系统

Info

Publication number: CN101951296A
Application number: CN2010102702000A
Authority: CN
Inventors: 朱雪萍; 李红宝; 贾涛; 杨争光
Original assignee: Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Current assignee: Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2011-01-19

Abstract

一种用于三星并行测试的扩频测控综合测试系统，包括扩频数字综合基带、上变频器、下变频器、上下行信道组合、第一收发放大器组合、第二收发放大器组合、第三收发放大器组合、频率分路器、原子钟、第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线。本发明通过采用扩频码分多址技术，使用一台数字综合基带设备实现三颗星的遥控、遥测、测距，通过上下行信道组合实现了三星上行射频信号的分离及其下行射频信号的合成，采用一套上下变频器与多通道扩频数字综合基带以及三通道收发放大器信道组合配合，完成三星并行测试，相对以往三颗星测试需要三台数字综合基带设备的配置，提高了测试系统的集成度，减少了操作维护人员和管理成本，极大地降低了系统费用。

Description

一种用于三星并行测试的扩频测控综合测试系统

技术领域

本发明涉及一种卫星地面测控测试系统，尤其涉及一种用于三星并行测试的扩频测控综合测试系统，属于卫星测控领域。

背景技术

卫星测控测试是指对卫星测控分系统规定的工作性能和功能做全面的检测，在卫星其它分系统测试时始终保证上行遥控信道和下行遥测信道的畅通。卫星测控测试系统作为卫星综合测试的重要测试系统之一，能够实现对卫星在各阶段和不同试验场合的卫星电性能综合测试任务，它主要通过扩频测控数字综合基带、测控计算机、上下行信道组合、测控计算机以及其它设备可同时建立三颗星的上下行测控信道，完成对三颗星测控分系统的电性能详细测试以及整星电测时的上下行测控通道保障。

目前卫星电性能综合测试采用的地面测控测试系统同一时刻只能保证一颗卫星的测试，因此现在采用的是一颗卫星配一套地面测控测试系统的整星测试方式。随着卫星数量的增多，多星并行测试的现象越来越多。如果仍然采用一颗卫星配一套地面测控测试系统的整星测试方式，采购成本、管理成本以及人力成本将大幅增加。

发明内容

本发明技术解决的问题是：克服现有地面测控测试系统同一时刻只能保证一颗星测试的不足，提供一种用于三星并行测试的扩频测控综合测试系统，有效地节约了测试空间，减少了测试人员，极大地降低了测试系统采购成本和管理成本，缩短了测试周期，保证了多颗星的研制进度。

本发明技术的解决方案是：一种用于三星并行测试的扩频测控综合测试系统，其特征在于：包括扩频数字综合基带、上变频器、下变频器、上下行信道组合、第一收发放大器组合、第二收发放大器组合、第三收发放大器组合、频率分路器、原子钟、第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线；

原子钟输出10MHz的基准频率信号，频率分路器将原子钟输出的10MHz的基准频率信号分成三路，分别给扩频数字综合基带、上变频器和下变频器作为时间基准；遥控前端设备发出三颗卫星的遥控数据，三颗卫星的遥控数据通过以太网传递至扩频数字综合基带，扩频数字综合基带的三个遥控调制通道对三颗卫星的遥控数据进行扩频调制和BPSK调制，同时扩频数字综合基带自身产生三路上行测量信号，三路上行测量信号经过扩频调制和BPSK调制后与三路遥控数据合成一路70MHz中频信号后送给上变频器，上变频器将70MHz中频信号变频至S频段上行信号后传送给上下行信道组合，上下行信道组合将S频段上行信号分成三路S频段上行信号通过三个射频输出口输出至第一收发放大器组合、第二收发放大器组合和第三收发放大器组合进行放大，第一收发放大器组合、第二收发放大器组合和第三收发放大器组合将经过放大的三路S频段上行信号分别通过第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线向三颗不同的卫星辐射遥控数据和上行测量信号；三颗不同卫星辐射的遥测数据和下行测量信号分别通过第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线输送至第一收发放大器组合、第二收发放大器组合、第三收发放大器组合进行放大，经过放大的三路遥测数据和下行测量信号由上下行信道组合合路为一路S频段下行信号，S频段下行信号经过下变频器变频至70MHz中频下行信号送给扩频数字综合基带，扩频数字基带的三个遥测解调通道和三个测量信号解调通道同时对三颗卫星的遥测数据和下行测量信号进行扩频解调和BPSK解调，解调出的遥测原码通过以太网送给遥测前端设备，解调后的下行测量信号与上行测量信号进行相位延迟计算，得到三颗卫星与地面设备之间的距离时延数据。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过采用扩频码分多址技术，使用一台数字综合基带设备实现三颗星的遥控、遥测、测距成，相对以往三颗星测试需要三台数字综合基带设备的配置，大大提高了测试系统的集成度，减小了测试系统的体积，减少了操作维护人员和管理成本，极大地降低了系统费用。

(2)本发明通过三通道上下行信道组合的设计，实现了三星上行射频信号的分离及其下行射频信号的合成，只需采用一套上下变频器与多通道扩频数字综合基带以及三通道收发放大器信道组合配合，即完成三星并行测试，相对以往三颗星测试需要三套上下变频器的配置，大大提高了测试系统的集成度，减小了测试系统的体积，减少了操作维护人员和管理成本，极大地降低了系统费用。

附图说明

图1为本发明的系统组成图；

图2为扩频数字综合基带的系统组成图；

图3为扩频数字综合基带的工作原理图；

图4为上下行信道组合与收发放大器组合的连接关系图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述：

如图1所示，一种用于三星并行测试的扩频测控综合测试系统，包括扩频数字综合基带、上变频器、下变频器、上下行信道组合、第一收发放大器组合、第二收发放大器组合、第三收发放大器组合、频率分路器、原子钟、第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线；该系统具有3个遥测通道、3个遥控通道、3个测距和高精度时差测量通道，可同时对三颗卫星的完成遥测数据的接收、遥控指令的发送以及进行测距和高精度时差测量。

原子钟输出10MHz的基准频率信号；频率分路器将原子钟输出的10MHz的基准频率信号分成三路，分别给扩频数字综合基带、上变频器和下变频器；

遥控前端设备发出三颗卫星的遥控数据，三颗卫星的遥控数据通过以太网传递至扩频数字综合基带，扩频数字综合基带的三个遥控调制通道对三颗卫星的遥控数据进行扩频调制和BPSK调制，同时扩频数字综合基带自身产生三路上行测量信号，三路上行测量信号经过扩频调制和BPSK调制后与三路遥控数据合成一路70MHz中频信号后送给上变频器，上变频器将70MHz中频信号变频至S频段后传送给上下行信道组合，上下行信道组合将一路S频段上行信号分成三路S频段信号通过三个射频输出口输出至第一收发放大器组合、第二收发放大器组合和第三收发放大器组合进行放大，第一收发放大器组合、第二收发放大器组合和第三收发放大器组合将经过放大的三路S频段信号分别通过第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线向三颗不同的卫星辐射遥控数据和上行测量信号；

三颗不同卫星辐射的遥测数据和下行测量信号分别通过第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线输送至第一收发放大器组合、第二收发放大器组合、第三收发放大器组合进行放大，经过放大的三路遥测数据和下行测量信号由上下行信道组合合路为一路S频段信号，S频段信号经过下变频器变频至70MHz中频下行信号送给扩频数字综合基带，扩频数字基带的三个遥测解调通道和三个测量信号解调通道同时对三颗卫星的遥测数据和下行测量信号进行扩频解调和BPSK解调，解调出的遥测原码通过以太网送给遥测前端设备，解调后的下行测量信号与上行测量信号进行相位延迟计算，得到三颗卫星与地面设备之间的距离时延数据。

原子钟采用瑞士的OSA 5585B铯钟或其它型号的原子钟。上变频器、下变频器采用的是英国的NovellaU492、NovellaD492变频器。上变频器将70MHz的上行中频已调信号变频至S频段，具体频点根据不同卫星可做相应设置。下变频器将S频段下行信号变频为70MHz的下行中频已调信号，具体频点根据不同卫星可做相应设置。

如图2、3所示，数字综合基带是集扩频接收解调、测距、测速、测时差、遥测和遥控等多种功能于一体的综合设备，通过配置大规模可编程门阵列电路(FPGA)和高速数字信号处理器(DSP)的程序设计并与应用软件相配合，在统一的基带设备中实现扩频综合基带设备的各种功能。它需要在1台工控计算机的FPGA+DSP框架平台上实现6个上行调制通道和6个下行解调通道，并解算距离、速度和时差数据。数字综合基带包括一块主板(集成有网卡)、一块调制板(即宽带调制处理平台)和一块解调板(即宽带接收处理平台)、显示器及键盘鼠标等。调制板配有1片1200万门的FPGA和1片DSP，解调板配有1片900万门的FPGA和1片DSP，调制板和解调板的开发环境为VC++。

宽带接收处理平台基于当前主流的PC兼容架构，应用Compact PCI总线接口，采用的大规模现场可编程门阵列FPGA(Altera)和高速数字信号处理器DSP(TI)为核心，实现各种复杂算法和宽带信息处理功能。宽带接收处理平台支持FM、PM、BPSK、QPSK和CDMA等多种载波调制体制的解调；支持PCM、PSK、QPSK、FSK和ASK等多种视频或副载波体制的调制和解调；支持双通道单脉冲、单通道单脉冲等多种跟踪体制的解调；具有和差接收解调能力。宽带接收处理平台包含三个遥测解调通道和三个测量信号解调通道，三个测量信号解调通道可以产生三路上行测量信号，70MHz中频下行信号经过分路后形成三路下行信号，三路下行信号分别经过扩频接收解调后，由三个遥测解调通道进行扩频解调BPSK解调得到遥测源码，三个下行测量信号由三个测量信号解调通道进行扩频解调和BPSK解调，解调后的下行测量信号与测量信号解调通道产生的上行测量信号进行相位延迟计算，得到三颗卫星与地面设备之间的距离时延数据。

宽带调制处理平台，包括三个遥控调制通道，对三颗卫星的遥控数据进行扩频调制和BPSK调制，宽带接收处理平台产生的三路上行测量信号与三路遥控数据合成一路70MHz中频信号后送给上变频器。

如图4所示，上下信道组合中的3个上行信号耦合器、3个下行信号耦合器可耦合出相应的射频信号用于检测；上下行信道组合中有3个下行信号衰减器，3个上行信号衰减器，可分别对通往3颗星的上行信号和下行信号强度进行调节，以确保①卫星接收信号不高于应答机的饱和功率，不对应答机造成损坏；②地面设备的接收信号不高于各部分的饱和功率，不对地面设备造成损坏；③3颗星的上行信号、下行信号之间功率平衡，彼此之间的多址干扰不会过强导致无法正确接收解调相应信号。上下行信道组合中的环行器可用于收发共用测试状态的卫星，环行器的输入端和输出端可引出用于收发分开测试状态的卫星。合成器可将来自3颗星的遥控数据和上行测量信号合为1路射频信号送往下变频器；分路器可将来自上变频器的1路含有3颗星上行遥控数据和测量信号的已调信号分成3路；上下行信道组合中的发送滤波器可对来自上变频器的S射频信号滤波，接收滤波器可对合成器输出的S射频信号滤波，通过接收滤波器和发送滤波器可提高收发隔离度，避免发送上行射频信号和接收下行射频信号之间的干扰。

第一收发放大器组合、第二收发放大器组合、第三收发放大器组合分别由环行器、接收滤波器、发送滤波器、功率放大器、低噪声放大器(LNA)组成。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

Claims

1.一种用于三星并行测试的扩频测控综合测试系统，其特征在于：包括扩频数字综合基带、上变频器、下变频器、上下行信道组合、第一收发放大器组合、第二收发放大器组合、第三收发放大器组合、频率分路器、原子钟、第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线；原子钟输出10MHz的基准频率信号，频率分路器将原子钟输出的10MHz的基准频率信号分成三路，分别给扩频数字综合基带、上变频器和下变频器作为时间基准；遥控前端设备发出三颗卫星的遥控数据，三颗卫星的遥控数据通过以太网传递至扩频数字综合基带，扩频数字综合基带的三个遥控调制通道对三颗卫星的遥控数据进行扩频调制和BPSK调制，同时扩频数字综合基带自身产生三路上行测量信号，三路上行测量信号经过扩频调制和BPSK调制后与三路遥控数据合成一路70MHz中频信号后送给上变频器，上变频器将70MHz中频信号变频至S频段上行信号后传送给上下行信道组合，上下行信道组合将S频段上行信号分成三路S频段上行信号通过三个射频输出口输出至第一收发放大器组合、第二收发放大器组合和第三收发放大器组合进行放大，第一收发放大器组合、第二收发放大器组合和第三收发放大器组合将经过放大的三路S频段上行信号分别通过第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线向三颗不同的卫星辐射遥控数据和上行测量信号；三颗不同卫星辐射的遥测数据和下行测量信号分别通过第一测控天线、第二测控天线、第三测控天线输送至第一收发放大器组合、第二收发放大器组合、第三收发放大器组合进行放大，经过放大的三路遥测数据和下行测量信号由上下行信道组合合路为一路S频段下行信号，S频段下行信号经过下变频器变频至70MHz中频下行信号送给扩频数字综合基带，扩频数字基带的三个遥测解调通道和三个测量信号解调通道同时对三颗卫星的遥测数据和下行测量信号进行扩频解调和BPSK解调，解调出的遥测原码通过以太网送给遥测前端设备，解调后的下行测量信号与上行测量信号进行相位延迟计算，得到三颗卫星与地面设备之间的距离时延数据。