CN105203805A - 一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，该配套设备包括星上基带、射频信号处理单元，放大单元，波导开关，波导开关电连接器，热真空工艺转接电缆，真空环境用X频段高频电缆，X频段法兰盘接口和测试相关配套设备。本发明由于采取上述的测试连接配置，在真空热环境下利用波导开关的测试端口J2输出数传大功率射频信号，巧妙地利用热真空工艺转接电缆颠倒波导开关置A和置B指令，破坏数传功放级与波导开关的互锁关系，使得数传主备份射频信号可从测试端口输出，利用真空环境用X频段高频电缆将大功率射频信号引至法兰盘接口，实现将数传大功率射频信号从真空环境传输到试验室自然环境的过程。

Description

一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备

技术领域

本发明涉及数传射频信号的有线测试连接，具体涉及一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备。

背景技术

真空热环境试验是在地面考核卫星的必不可少的可靠性环境试验项目之一，试验时卫星置于密封的真空罐内。为了验证星上各设备功能及性能指标，需要将射频信号引出至真空罐外进行测试。真空热试验模拟星上热真空状态，对数传链路的有线状态工况进行考核。

在真空热试验中，由于安装了数传天线(测试不同工况下天线驻波比)，波导开关的输出端(J4)和数传天线的输入端之间的间距较小，无法安装波同转换器，因此选用测试负载端(J2)输出信号。另外，数传功放级A/B均采用X波段行波管放大器作为射频信号放大的形式，该行波管引进法国泰利斯公司的45W规格。考虑到该行波管价格昂贵，为了确保数传主备份射频信号通过波导开关安全可靠的输出，在系统设计时，总体电路分系统完成数传功放级与波导开关的互锁功能，互锁状态如下：

1)波导开关处于A位置，只能开启功放级A，功放级B无法开启；

2)波导开关处于B位置，只能开启功放级B，功放级A无法开启；

3)任何一个功放级处于接通状态，禁止波导开关置A或置B操作。

基于功放级和波导开关的互锁关系，在真空热试验环境下，无法将射频信号从波导开关J2口引出。因此，必须破坏数传功放互锁功能，让信号从J2测试端口流出。本发明巧妙的使用一根热真空工艺转接电缆改变波导开关电连接器低频电缆接点与配电盘接点的连接状态，从而打破数传功放互锁状态，使得射频信号可以从波导开关测试口J2端引出。

如何使用热真空工艺转接电缆打破数传功放互锁状态，使得射频信号从波导开关测试口J2引出是本发明关键所在。

发明内容

本发明提供了一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，通过热真空工艺转接电缆打破数传功放互锁状态，巧妙的将射频信号从波导开关测试端口J2引出，经波同转换器转换信号接口，最终使用X波段高频电缆和法兰盘接口将信号传输至数传地面设备，保证了数传射频信号可靠有效的传输。该连接方法已在风云三号气象卫星型号真空热试验测试中得到了应用。通过该连接方法，一是解决了数传功放互锁状态下无法从波导开关J2口引出射频信号问题，二是解决了安装数传天线后无法使用波导开关J4端口输出信号问题，三是使在真空罐内的测试连接灵活。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，包括

星上基带、射频信号处理单元，用于对星上载荷数据的调度、复用、AOS组帧、RS编码、加扰、卷积编码、射频直接调制信号处理；

放大单元包括功放级A和功放级B，用于实现数传主备份射频信号的放大、滤波；

波导开关，用于使得数传主备份信号共用一副数传赋型天线，通过遥控指令实现数传主备份切换；其输入输出端均为波导口，其中波导开关输出口J2为测试端口，真空热试验用于引出射频信号，输出端口J4安装短路负载板，输出端口J1连接经功放级B放大后的数传备份射频信号，输出端口J3连接经功放级A放大后的数传主份射频信号；

波同转换器用于信号接口的转换，输入端为WR112接口，输出端为N-K接口，方便与高频电缆连接；

波导开关电连接器，用于提供与总体电路及测控分系统接口，以便地面遥控指令控制波导开关置A或置B，实现数传主备射频信号的切换；

热真空工艺转接电缆，用于破坏数传功放级与波导开关间的互锁状态，以便将数传主备份射频信号从波导开关测试端口J2引出；

真空环境用X频段高频电缆，用于真空罐内，连接经波同转换器转换后射频信号，将数传主备份大功率射频信号和赋型天线信号引出至X频段法兰盘接口；

X频段法兰盘接口，用于真空罐内经过处理的信号传输至真空罐外的试验室自然环境；其工作频段、可承受的功率容量满足所传输的信号要求；

测试相关配套设备，包括

数传地面设备，用于将大功率射频信号衰减后完成解调、解扰、解码、数据处理、分包及转发；

矢量网络分析仪，用于卫星处于不同热真空工况下，测试数传赋型天线的驻波比

优选的，所述真空环境下用X频段高频电缆工作频率为X频段，其功率容量满足真空热环境下数传大功率射频信号输出的要求，电缆接口均为N-J型，法兰盘上的接口均为N-K型接头。

优选的，所述测试相关配套设备，对外接口满足连接及测试要求。

优选的，所述波导开关的工作频率为7.5GHz-8.5GHz，工作电压22V-35V，脉冲宽度1s-2s。

优选的，所述真空环境用X频段高频电缆的频率为7.5GHz～9.0GHz，平均功率容量大于100W；驻波比不大于1.25，插损不大于0.56dB/m，电缆接口形式为N-J型接口；真空环境用X频段高频电缆连接经波同转换器输出信号与X频段法兰盘接口。

优选的，所述波导开关电连接器型号及规格为Y27A-1410ZJBM。

优选的，热真空工艺转接电缆的插座型号为Y27A-1410ZJBM(插针)，电缆插头型号为Y27A-1410TKL(插孔)，导线为AFR-200-0.35规格

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

由于采取上述的测试连接配置，在真空热环境下利用波导开关的测试端口J2输出数传大功率射频信号，巧妙地利用热真空工艺转接电缆颠倒波导开关置A和置B指令，破坏数传功放级与波导开关的互锁关系，使得数传主备份射频信号可从测试端口输出，利用真空环境用X频段高频电缆将大功率射频信号引至法兰盘接口，实现将数传大功率射频信号从真空环境传输到试验室自然环境的过程，解决了卫星在真空罐内数传射频信号的测试有线连接问题，取得了配置灵活、简单可靠等有益效果。

附图说明

图1为本发明实施例中真空热环境数传射频信号有线传输连接图。

图2为本发明实施例中功放级B机接通状态(波导开关置A)的示意图。

图3为本发明实施例中功放级A机接通状态(波导开关置B)的示意图。

图4为本发明实施例中转接电缆连接框图。

图5为本发明实施例中数传转接工艺电缆接点连接要求示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-5所示，本发明实施例提供了一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，包括星上基带、射频信号处理及放大单元：基带及射频信号处理完成后进行信号放大，放大单元输出接口为WR112型波导口；放大单元装置包括功放级A和功放级B，功放级后端装有滤波器和隔离器。数传功放级A/B均采用X波段行波管放大器放大信号，该行波管引进法国泰利斯公司的45W规格，考虑到众多因素，在系统设计时数传功放级A/B与波导开关处于互锁状态。该装置实现射频信号放大后，并将该信号传送至波导开关输入口。

波导开关及相关组件：工作频率7.5GHz-8.5GHz，工作电压22V-35V，脉冲宽度1s-2s，输入输出端为WR112波导接口，其中输入端口J3和J1分别接收数传主份和备份射频信号，J4为输出端口，J2为测试端口；该装置利用测试端口J2实现将数传大功率射频信号引出至波同转换器的功能，波同转换器实现信号接口转换的功能。

波导开关电连接器及热真空工艺转接电缆：波导开关电连接器型号及规格为Y27A-1410ZJBM；热真空工艺转接电缆插座型号为Y27A-1410ZJBM(插针)，电缆插头型号为Y27A-1410TKL(插孔)，导线为AFR-200-0.35规格；节点1，2(双点双线)为波导开关驱动电压正端，节点3，4(双点双线)为波导开关置A遥控信号地，节点9，10(双点双线)为波导开关置B遥控信号地。按照附图5转接电缆节点相连接后，发送波导开关置A指令，波导开关实际处于B位置，此时J1和J4导通，J3和J2导通。数传主份单机依次加电后，射频信号从J2测试端口流出；同样，发送波导开关置B指令，波导开关实际处于A位置，此时J1和J2导通，J3和J4导通。数传备份单机依次加电，射频信号从J2测试端口流出。该装置破坏了数传功放级与波导开关的互锁关系，使得数传射频信号可以从波导开关测试端口J2引出。

真空环境用X频段高频电缆：频率7.5GHz～9.0GHz，平均功率容量大于100W；驻波比不大于1.25，插损不大于0.56dB/m，电缆接口形式为N-J型接口；该设备连接经波同转换器输出信号与X频段法兰盘接口。

X频段法兰盘接口：X频段法兰转接接口将高频电缆送来的数传射频信号转接传送到真空罐外，至此实现了数传大功率信号经真空环境传至试验室自然测试环境的功能。

测试相关配套设备：经法兰盘输出的数传大功率信号经30dB大功率固定衰减器后，输出至数传地面设备进行解调、解扰、解码、数据处理、分包及转发等。矢量网络分析仪用于测试卫星处于不同热真空工况下数传赋型天线的驻波比。

本具体实施利用星上基带、射频信号处理及放大单元、波导开关及相关组件、波导开关电连接器及转接电缆、真空环境下用X频段高频电缆及法兰盘接口、测试相关配套设备等装置，解决了卫星真空罐内数传射频信号有线测试的连接问题，使数传主备份大功率射频信号能安全、有效、可靠、灵活地传输至真空罐外进行测试。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，其特征在于，包括星上基带、射频信号处理单元，用于对星上载荷数据的调度、复用、AOS组帧、RS编码、加扰、卷积编码、射频直接调制信号处理；

放大单元包括功放级A和功放级B，用于实现数传主备份射频信号的放大、滤波；

波导开关，用于使得数传主备份信号共用一副数传赋型天线，通过遥控指令实现数传主备份切换；其输入输出端均为波导口，其中波导开关输出口J2为测试端口，真空热试验用于引出射频信号，输出端口J4安装短路负载板，输出端口J1连接经功放级B放大后的数传备份射频信号，输出端口J3连接经功放级A放大后的数传主份射频信号；

波同转换器用于信号接口的转换，输入端为WR112接口，输出端为N-K接口，方便与高频电缆连接；

波导开关电连接器，用于提供与总体电路及测控分系统接口，以便地面遥控指令控制波导开关置A或置B，实现数传主备射频信号的切换；

热真空工艺转接电缆，用于破坏数传功放级与波导开关间的互锁状态，以便将数传主备份射频信号从波导开关测试端口J2引出；

真空环境用X频段高频电缆，用于真空罐内，连接经波同转换器转换后射频信号，将数传主备份大功率射频信号和赋型天线信号引出至X频段法兰盘接口；

X频段法兰盘接口，用于真空罐内经过处理的信号传输至真空罐外的试验室自然环境；其工作频段、可承受的功率容量满足所传输的信号要求；

测试相关配套设备，包括

数传地面设备，用于将大功率射频信号衰减后完成解调、解扰、解码、数据处理、分包及转发；

矢量网络分析仪，用于卫星处于不同热真空工况下，测试数传赋型天线的驻波比。

2.根据权利要求1所述的一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，其特征在于，所述真空环境下用X频段高频电缆工作频率为X频段，其功率容量满足真空热环境下数传大功率射频信号输出的要求，电缆接口均为N-J型，法兰盘上的接口均为N-K型接头。

3.根据权利要求1所述的一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，其特征在于，所述测试相关配套设备，对外接口满足连接及测试要求。

4.根据权利要求1所述的一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，其特征在于，所述波导开关的工作频率为7.5GHz-8.5GHz，工作电压22V-35V，脉冲宽度1s-2s。

5.根据权利要求1所述的一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，其特征在于，所述真空环境用X频段高频电缆的频率为7.5GHz～9.0GHz，平均功率容量大于100W；驻波比不大于1.25，插损不大于0.56dB/m，电缆接口形式为N-J型接口；真空环境用X频段高频电缆连接经波同转换器输出信号与X频段法兰盘接口。

6.根据权利要求1所述的一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，其特征在于，所述波导开关电连接器型号及规格为Y27A-1410ZJBM。

7.根据权利要求1所述的一种真空热环境下的数传射频信号有线传输配套设备，其特征在于，热真空工艺转接电缆的插座型号为Y27A-1410ZJBM，电缆插头型号为Y27A-1410TKL，导线为AFR-200-0.35规格。