CN103439685A - 一种高稳定信标源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高稳定信标源，包括:恒温晶振单元,用于提供高稳定的信标参考信号，其包括第一晶振与第二晶振；电源单元，为所述晶振单元提供输出信标参考信号所需的电压；信标信号选择单元，接收外界输入的信标选择遥控指令，控制所述电源单元选择为所述第一晶振或第二晶振进行供电，并输出第一晶振或第二晶振的信标参考信号；输出单元，接收所述信标信号选择单元输出的信标参考信号并输出两路高隔离度信标信号。本发明输出的信标参考信号频率稳定度高，且输出的两路信号隔离度高，并且可以实时切换选择用于输出的晶振。

Description

一种高稳定信标源
技术领域
   本发明涉及一种深空探测领域，尤其是一种高稳定信标源。
背景技术
深空探测任务主要通过观测其无线电信号来导航，所用的3种主要测量元素为多普勒频率、距离、干涉仪测角，由于距离十分遥远，使收发信号的延迟时间很长，实时遥控与通信已不可能，要采用程序控制、自主控制等高度自动化的工作方式，同时给系统捕获也带来一些难点。在长时延下精确地测速、测距和测角，对频率源的长稳和短稳都有十分高的要求，因此要采用极稳定的频率和时间标准，同时还要求极精确的时间和频率。
随着技术的发展和深空探测任务的要求越来越高，深空探测系统将朝着成本低、体积小、功耗低的方向发展。目前采用的氢钟、铷钟等时频系统长期稳定度好，测量精度高，但体积、重量和功耗都过大，小型星载铷钟体积较小，但功耗和重量在小型化探测系统中仍没有优势。普通恒温晶振体积小、重量轻，功耗低，但频率稳定度无法满足深空探测的测量精度要求，而高稳定度的恒温晶振从几方面进行了折中，稳定度高，能满足测量精度，体积、重量和功耗小，成为小型化深空探测系统信标源的理想元件。本发明利用高稳定恒温晶振设计了一种高稳定信标源。
发明内容
本发明提供了一种高稳定信标源，其包括:
恒温晶振单元,用于提供高稳定的信标参考信号，其包括第一晶振与第二晶振；
电源单元，为所述恒温晶振单元提供输出信标参考信号所需的电压；
信标信号选择单元，接收外界输入的信标选择遥控指令，控制所述电源单元选择为所述第一晶振或第二晶振进行供电，并输出所述第一晶振或第二晶振的信标参考信号；
输出单元，接收所述信标信号选择单元输出的信标参考信号并输出两路高隔离度信标信号。
较佳地，所述第一晶振与第二晶振相互热备份。
较佳地，所述电源单元包括电源变换电路与电源，所述电源变换电路将所述电源的输出电压转换为所述恒温晶振单元需要的电压。
较佳地，所述电源变换电路包括浪涌抑制电路、EMI滤波电路、电源变换和共模线圈。
较佳地，所述信标信号选择单元包括磁保持继电器与输出信号切换电路，所述磁保持继电器接收信标选择遥控指令，控制所述电源单元选择对所述第一晶振或第二晶振供电，同时该信标选择遥控指令控制所述输出信号切换电路切换至所述第一晶振或第二晶振进行信号输出。
较佳地，所述输出信号切换电路包括第一开关、第二开关、第三开关，所述第一晶振与所述第一开关串联，所述第二晶振与第二开关串联，所述第一开关与第二开关分别与所述第三开关串联。
较佳地，所述输出单元包括功分电路、隔离放大电路以及滤波输出电路，所述功分电路将输入的信标参考信号分成两路信标参考信号，所述两路信标参考信号分别经过一隔离放大电路与一滤波输出电路处理后输出。
较佳地，所述功分电路包括一单刀双掷开关，所述输入的信标参考信号经所述单刀双掷开关后分为两路。
本发明具有两个能够产生高稳定信标信号的恒温晶振相互热备份，选择其中的一恒温晶振的信标信号进行输出，另一恒温晶振作为备份，输出稳定度高；恒温槽同时供电，信标输出分时供电的方案，以及开关串联方案的应用，有效减小了两路信标信号的相互干扰，实现了实时切换实时稳定输出的功能；高稳定信标源能够同时输出两路高隔离度信标信号，为两台应答机提供参考；输出信号通过LC滤波器对杂波和干扰信号进行滤波处理，滤波器输出端作为信标源输出端，有效降低了空间干扰；采用电源变换模块完成了一次电源到二次电源的转换。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的高稳定信标源结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电源变换电路结构示意图；
图3为本发明实施例提供的输出信号切换电路结构示意图。
 
具体实施例
图1所示为本实施例提供了一种高稳定信标源，其包括:
恒温晶振单元,用于提供高稳定的信标参考信号，包括第一晶振A与第二晶振B；
电源单元，用于为所述恒温晶振单元提供输出信标参考信号所需的电压；
信标信号选择单元4，接收外界信标选择遥控指令3，控制所述电源单元选择为第一晶振A或第二晶振B进行供电，并输出该第一晶振A或第二晶振B的信标参考信号；
输出单元，接收所述信标信号选择单元输出的信标参考信号并输出两路高隔离度信标信号。
本实施例提供的所述两恒温晶振相互热备份，即开机时高稳定第一晶振A、第二晶振B的恒温槽均开始加温，由于恒温晶振从开始加温到输出信号频率稳定根据环境温度的不同需要10~30分钟，为保证切换后参考信号的频率稳定度和准确度，同时兼顾两路参考信号之间的隔离特性，采用了恒温槽加温与参考频率输出供电分离的方案。
本实施例提供的电源单元包括电源变换电路2与电源1，电源变换电路2将电源1的输出电压转换为第一晶振A或第二晶振B需要的电压，如图2所示，电源变换电路2采用DC/DC变换器完成一次电源到所需电压的转换，该电源变换电路2包括浪涌抑制电路、EMI滤波电路、电源变换和共模线圈；
本实施例提供的信标信号选择单元4包括磁保持继电器与输出信号切换电路，所述磁保持继电器接收信标选择遥控指令，控制所述电源单元对第一晶振A或第二晶振B的供电选择，同时该信标选择遥控指令控制所述输出信号切换电路切换至被选择供电的恒温晶振，此时被选择供电的恒温晶振通过信号切换电路输出信标参考信号。
如图3所示，其中所述输出信号切换电路包括第一开关11、第二开关12、第三开关13，第一晶振A与第一开关串联11，第二晶振B与第二开关12串联，第一开关11与第二开关12分别与第三开关13串联。
所述输出单元包括功分电路5、隔离放大电路以及滤波输出电路，功分电路5将输入的信标参考信号分成两路信标参考信号，本例中功分电路包括一单刀双掷开关，所述输入的信标参考信号经所述单刀双掷开关后分为两路。所述两路信标参考信号分别经过一隔离放大电路与一滤波输出电路处理后输出。隔离放大电路中采用了第一隔离放大器6与第二隔离放大器7，可以有效提高输出给两台应答机参考信号的隔离度，同时将输出的信号放大至一定的信号幅度；
滤波输出电路中采用第一LC滤波器8与第二LC滤波器9分别将放大后的两路信号进行滤波，滤波器输出端为信标源输出端，提高了滤波性能，减小了空间串扰，有效减小对应答机的干扰。
本实施例可以应用到火星探测、小行星探测等深空探测领域产生对深空探测器定测轨所需的高稳定信标信号或其他高稳定信标源的设计中。当然本发明也可以用于其它领域，在此不再一一列举。
本发明具有两个能够产生高稳定信标信号的恒温晶振相互热备份，选择其中的一恒温晶振的信标信号进行输出，另一恒温晶振作为备份，输出稳定度高；恒温槽同时供电，信标输出分时供电的方案，以及开关串联方案的应用，有效减小了两路信标信号的相互干扰，实现了实时切换实时稳定输出的功能；高稳定信标源能够同时输出两路高隔离度信标信号，为两台应答机提供参考；输出信号通过LC滤波器对杂波和干扰信号进行滤波处理，滤波器输出端作为信标源输出端，有效降低了空间干扰；采用电源变换模块完成了一次电源到二次电源的转换。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种高稳定信标源，其特征在于，包括:
恒温晶振单元,用于提供高稳定的信标参考信号，其包括第一晶振与第二晶振；
电源单元，为所述恒温晶振单元提供输出信标参考信号所需的电压；
信标信号选择单元，接收外界输入的信标选择遥控指令，控制所述电源单元选择为所述第一晶振或第二晶振进行供电，并输出所述第一晶振或第二晶振的信标参考信号，采用对第一晶振及第二晶振恒温槽供电与信号输出供电分离的方法实现实时切换功能；
输出单元，接收所述信标信号选择单元输出的信标参考信号并输出两路高隔离度信标信号。
2.如权利要求1所述的高稳定信标源，其特征在于，所述第一晶振与第二晶振相互热备份。
3.   如权利要求1所述的高稳定信标源，其特征在于，所述电源单元包括电源变换电路与电源，所述电源变换电路将所述电源的输出电压转换为所述恒温晶振单元需要的电压。
4.如权利要求3所述的高稳定信标源，其特征在于，所述电源变换电路包括浪涌抑制电路、EMI滤波电路、电源变换和共模线圈。
5.如权利要求1所述的高稳定信标源，其特征在于，所述信标信号选择单元包括磁保持继电器与输出信号切换电路，所述磁保持继电器接收信标选择遥控指令，控制所述电源单元选择对所述第一晶振或第二晶振供电，同时该信标选择遥控指令控制所述输出信号切换电路切换至所述第一晶振或第二晶振进行信号输出。
6.如权利要求5所述的高稳定信标源，其特征在于，所述输出信号切换电路包括第一开关、第二开关、第三开关，所述第一晶振与所述第一开关串联，所述第二晶振与第二开关串联，所述第一开关与第二开关分别与所述第三开关串联。
7.如权利要求1所述的高稳定信标源，其特征在于，所述输出单元包括功分电路、隔离放大电路以及滤波输出电路，所述功分电路将输入的信标参考信号分成两路信标参考信号，所述两路信标参考信号分别经过一隔离放大电路与一滤波输出电路处理后输出。
8.如权利要求7所述的高温度信标源，其特征在于，所述功分电路包括一单刀双掷开关，所述输入的信标参考信号经所述单刀双掷开关后分为两路。
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