CN103944628A - 小卫星中继数传与对地数传的一体化结构 - Google Patents

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刘志佳
蔺祥宇
严林
周奇
张敬一
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Abstract

本发明涉及小卫星中继数传与对地数传的一体化结构，该结构体积小、质量小以及功耗小，属于卫星结构设计技术领域。该结构包括调制器、滤波器、功率放大器、开关矩阵、对地数传天线和中继数传天线；输入信号经过调制器将信号调制到ka频段后输出给滤波器，滤波器滤除信号的带外噪声后输出给功率放大器，功率放大器对信号进行功率放大处理后通过传输波导传输给开关矩阵，开关矩阵对信号的流向进行切换。本发明基于中继数传与对地数传均采用ka频段进行数据传输，通过设备复用、集成化的方法，降低了系统复杂度，减少了设备的数量，提高了系统集成度，实现系统的小型化，轻量化的目标。同时，较大的提高了对地数传的传输码速率。

Description

小卫星中继数传与对地数传的一体化结构
技术领域
本发明涉及小卫星中继数传与对地数传的一体化结构，该结构体积小、质量小以及功耗小，属于卫星结构设计技术领域。
背景技术
目前，国内外的中继数传采用ka频段传输数据，对地数传采用X（8～12GHz）频段传输数据。因为中继数传与对地数传数据传输频段不同，所以分别采用不同的调制设备、功率放大设备以及传输波导设备等。使得系统的设备数量较多，系统的体积、重量和功耗均较大。采用一体化的设计，可以使调制、功率放大以及部分传输波导等设备复用于中继数传与对地数传，减少设备的数量，提高设备的利用率。与ka频段相比，X频段的调制、功率放大以及传输波导等设备的体积明显增大，不利于系统小型化设计。
同时，采用一体化设计，对地数传采用ka频段传输数据，传输码速率一般为1～2Gbps。而采用X频段对地数传的传输码速率一般单通道只有几百Mbps。使对地数传传输码速率提高了3～5倍。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上缺点，提出小卫星中继数传与对地数传的一体化结构，该结构解决了卫星系统小型化设计问题，同时提高了传输码速率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的小卫星中继数传与对地数传的一体化结构，该结构包括调制器、滤波器、功率放大器、开关矩阵、对地数传天线和中继数传天线；
输入信号经过调制器将信号调制到ka频段后输出给滤波器，滤波器滤除信号的带外噪声后输出给功率放大器，功率放大器对信号进行功率放大处理后通过传输波导传输给开关矩阵，开关矩阵对信号的流向进行切换：当地面数据接收站可见时，开关矩阵将信号的流向切换至对地传输模式，此时，信号通过传输波导输出给对地数传天线，对地数传天线向地面数据接收站传输数据；
当中继卫星可见时，开关矩阵将信号的流向切换至对天传输模式，此时，信号通过传输波导输出给中继数传天线，中继数传天线向中继卫星传输数据。
所述的功率放大器采用行波管放大器。
有益效果
本发明的中继数传与对地数传一体化结构基于中继数传与对地数传均采用ka（26～40GHz）频段进行数据传输，通过设备复用、集成化的方法，降低了系统复杂度，减少了设备的数量，提高了系统集成度，实现系统的小型化，轻量化的目标。同时，较大的提高了对地数传的传输码速率。
附图说明
图1是本发明的小卫星中继数传与对地数传的一体化结构示意图；
图2为本发明的对地数传示意图；
图3为本发明的中继数传示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，小卫星中继数传与对地数传的一体化结构，该结构包括调制器、滤波器、功率放大器、开关矩阵、对地数传天线和中继数传天线；
输入信号经过调制器将信号调制到ka频段后输出给滤波器，滤波器滤除信号的带外噪声后输出给功率放大器，功率放大器对信号进行功率放大处理后通过传输波导传输给开关矩阵，开关矩阵对信号的流向进行切换：当地面数据接收站可见时，开关矩阵将信号的流向切换至对地传输模式，此时，信号通过传输波导输出给对地数传天线，对地数传天线向地面数据接收站传输数据；
当中继卫星可见时，开关矩阵将信号的流向切换至对天传输模式，此时，信号通过传输波导输出给中继数传天线，中继数传天线向中继卫星传输数据。
所述的功率放大器采用行波管放大器。
实施例1
如图2所示，小卫星中继数传与对地数传的一体化结构，该结构包括调制器、滤波器、功率放大器、开关矩阵、对地数传天线和中继数传天线；
输入信号经过调制器将信号调制到ka频段后输出给滤波器，滤波器滤除信号的带外噪声后输出给功率放大器，功率放大器对信号进行功率放大处理后通过传输波导传输给开关矩阵，此时，地面数据接收站为可见，开关矩阵将信号的流向切换至对地传输模式，信号通过传输波导输出给对地数传天线，对地数传天线向地面数据接收站传输数据；
所述的功率放大器采用行波管放大器；
所述的调制器采用8PSK方式调制。
实施例2
如图3所示，小卫星中继数传与对地数传的一体化结构，该结构包括调制器、滤波器、功率放大器、开关矩阵、对地数传天线和中继数传天线；
输入信号经过调制器将信号调制到ka频段后输出给滤波器，滤波器滤除信号的带外噪声后输出给功率放大器，功率放大器对信号进行功率放大处理后通过传输波导传输给开关矩阵，此时，中继卫星为可见，开关矩阵将信号的流向切换至对天传输模式，此时，信号通过传输波导输出给中继数传天线，中继数传天线向中继卫星传输数据。
所述的功率放大器采用行波管放大器；
所述的调制器采用QPSK方式调制。

Claims (2)

1.小卫星中继数传与对地数传的一体化结构，其特征在于：该结构包括调制器、滤波器、功率放大器、开关矩阵、对地数传天线和中继数传天线；
输入信号经过调制器将信号调制到ka频段后输出给滤波器，滤波器滤除信号的带外噪声后输出给功率放大器，功率放大器对信号进行功率放大处理后通过传输波导传输给开关矩阵，开关矩阵对信号的流向进行切换：当地面数据接收站可见时，开关矩阵将信号的流向切换至对地传输模式，此时，信号通过传输波导输出给对地数传天线，对地数传天线向地面数据接收站传输数据；
当中继卫星可见时，开关矩阵将信号的流向切换至对天传输模式，此时，信号通过传输波导输出给中继数传天线，中继数传天线向中继卫星传输数据。
2.根据权利要求1所述的小卫星中继数传与对地数传的一体化结构，其特征在于：功率放大器采用行波管放大器。
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