CN106656255A - 一种用于星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制装置 - Google Patents

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张喜明
梁毅
张华亮
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Abstract

本发明设计了一种用于星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制装置，包括数字综合基带(1)、遥控上行链路设备(2)、功率控制器(3)、Ka功率放大器(4)、天线(5)、卫星测控设备(6)、低噪放大器(7)、遥测下行链路设备(8)和遥测参数解析设备(9)；通过实时接收的受雨、雪、风、跟踪误差、闪烁误差等影响的卫星测控设备的锁定指示和AGC状态参数，并与晴空状态下的接收的卫星测控设备的锁定指示和AGC状态参数进行比较，以AGC的状态差值为参数控制Ka功率放大器，形成星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制，使得功率放大器工作在最佳功率点，卫星测控设备工作在最佳状态。

Description

一种用于星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制装置
技术领域
本发明涉及通信、测控领域中的一种星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制装置，特别适合于通信、测控设备中遥控上行的Ka频段功率控制的技术设计。
背景技术
星地联合的Ka频段自适应功率控制的特点是可以对遥控上行信号进行1瓦到300瓦的大动态输出。目前实现方法的不足之处在于：卫星上行链路功率控制采用开环控制技术，需要对卫星下行信标信号或上行转发信号进行功率估计，利用上下行之间的频率关系对上行链路总衰减进行预测，然后通过调整发射功率补充上行衰减的影响。开环控制技术需配置专用功率估计设备，并存在上行链路衰减预测模型不准确的造成的预测精度差问题。因此需要寻求合理的方法，解决开环控制技术中存在的上行链路衰减预测精度差，且硬件复杂的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种利用卫星测控设备状态信息中的锁定指示和自动增益控制AGC参数对上行功率进行控制的方法。本发明采用自适应闭环控制方法可综合考虑由于雨、雪、闪烁、跟踪等各种因素引入的上行链路衰减，避免开环控制技术中预测精度差的问题。本发明还具有成本低、算法简单、性能稳健、控制精度高等特点。
本发明解决的技术问题主要由以下技术方案实现：
一种用于星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制装置，包括数字综合基带1、遥控上行链路设备2、Ka功率放大器4、天线5、卫星测控设备6、低噪放大器7和遥测下行链路设备8；其特征在于，还包括功率控制器3和遥测参数解析设备9；
数字综合基带1用于产生遥控指令并对遥控指令进行扩频调制形成扩频信号，将扩频信号发送至遥控上行链路设备2；还用于将中频信号进行解扩、解调形成基带数据后发送至遥测参数解析设备9；
遥控上行链路设备2用于将扩频信号上变频至Ka频段信号后，发送至Ka功率放大器4；
功率控制器3用于在初始状态时将预设晴空状态的AGC参数作为控制参数输出至Ka功率放大器4；还用于在锁定状态下，将当前状态的AGC参数与预设晴空状态的AGC参数进行比较，当当前状态的AGC参数不在预设范围时，将上一次输出控制参数的n倍输出至Ka功率放大器(4)；n为正数；当当前状态的AGC参数在预设范围时，将上一次输出控制参数增加或减小设定值，输出至Ka功率放大器(4)；
Ka功率放大器4用于根据控制参数设置Ka频段信号的输出功率，并通过天线5输出至卫星测控设备6；
卫星测控设备6用于将设置输出功率后的Ka频段信号进行解调处理得到当前状态的AGC参数和锁定指示，将锁定指示和当前状态的AGC参数形成遥测信息，并对遥测信息进行扩频调制后形成Ka频段扩频下行遥测信号,将Ka频段扩频下行遥测信号通过天线5发送至低噪放大器7；
低噪放大器7用于将Ka频段扩频下行遥测信号进行低噪声放大后发送至遥测下行链路设备8；
遥测下行链路设备8用于将放大后的Ka频段扩频下行遥测信号下变频至中频信号发送至数字综合基带1；
遥测参数解析设备9用于提取基带数据中的锁定指示和当前状态的AGC参数，发送至功率控制器3。
其中，所述的n为2或1/2；设定值为1或-1。
本发明与背景技术相比具有如下优点：
1.本发明采用星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制的方法可避免卫星上行链路功率开环控制技术的硬件发杂、成本高和上行链路衰减预测模型不准确造成的预测精度差问题；
2.本发明采用星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制的方法还具有算法简单、性能稳健、控制精度高等特点。
附图说明
图1是本发明实施例的电原理方框图。
具体实现方式
参照图1，本发明实施例如图1所示，包括数字综合基带1、遥控上行链路设备2、功率控制器3、Ka功率放大器4、天线5、卫星测控设备6、低噪放大器7、遥测下行链路设备8和遥测参数解析设备9；
数字综合基带1用于产生遥控指令并对遥控指令进行扩频调制形成扩频信号，将扩频信号发送至遥控上行链路设备2；还用于将中频信号进行解扩、解调形成基带数据后发送至遥测参数解析设备9；
遥控上行链路设备2用于将扩频信号上变频至Ka频段信号后，发送至Ka功率放大器4；
功率控制器3用于在初始状态时将预设晴空状态的AGC参数作为控制参数输出至Ka功率放大器4；还用于在锁定状态下，将当前状态的AGC参数与预设晴空状态的AGC参数进行比较，当当前状态的AGC参数不在预设范围时，将上一次输出控制参数的n倍输出至Ka功率放大器(4)；n为正数；当当前状态的AGC参数在预设范围时，将上一次输出控制参数增加或减小设定值，输出至Ka功率放大器(4)；本实施例根据经验设定所述的n为2或1/2；设定值为1或-1。
Ka功率放大器4用于根据控制参数设置Ka频段信号的输出功率，并通过天线5输出至卫星测控设备6；
卫星测控设备6用于将设置输出功率后的Ka频段信号进行解调处理得到当前状态的AGC参数和锁定指示，将锁定指示和当前状态的AGC参数形成遥测信息，并对遥测信息进行扩频调制后形成Ka频段扩频下行遥测信号,将Ka频段扩频下行遥测信号通过天线5发送至低噪放大器7；
低噪放大器7用于将Ka频段扩频下行遥测信号进行低噪声放大后发送至遥测下行链路设备8；
遥测下行链路设备8用于将放大后的Ka频段扩频下行遥测信号下变频至中频信号发送至数字综合基带1；
遥测参数解析设备9用于提取基带数据中的锁定指示和当前状态的AGC参数，发送至功率控制器3。
本发明工作原理如下：
通过实时接收的受雨、雪、风、跟踪误差、闪烁误差等影响的卫星测控设备的锁定指示和AGC状态参数，并与晴空状态下的接收的卫星测控设备的锁定指示和AGC状态参数进行比较，以AGC的状态差值为参数控制Ka功率放大器，形成星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制，使得功率放大器工作在最佳功率点，卫星测控设备工作在最佳状态。

Claims (2)

1.一种用于星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制装置，包括数字综合基带(1)、遥控上行链路设备(2)、Ka功率放大器(4)、天线(5)、卫星测控设备(6)、低噪放大器(7)和遥测下行链路设备(8)；其特征在于，还包括功率控制器(3)和遥测参数解析设备(9)；
数字综合基带(1)用于产生遥控指令并对遥控指令进行扩频调制形成扩频信号，将扩频信号发送至遥控上行链路设备(2)；还用于将中频信号进行解扩、解调形成基带数据后发送至遥测参数解析设备(9)；
遥控上行链路设备(2)用于将扩频信号上变频至Ka频段信号后，发送至Ka功率放大器(4)；
功率控制器(3)用于在初始状态时将预设晴空状态的AGC参数作为控制参数输出至Ka功率放大器(4)；还用于在锁定状态下，将当前状态的AGC参数与预设晴空状态的AGC参数进行比较，当当前状态的AGC参数不在预设范围时，将上一次输出控制参数的n倍输出至Ka功率放大器(4)；n为正数；当当前状态的AGC参数在预设范围时，将上一次输出控制参数增加或减小设定值，输出至Ka功率放大器(4)；
Ka功率放大器(4)用于根据控制参数设置Ka频段信号的输出功率，并通过天线(5)输出至卫星测控设备(6)；
卫星测控设备(6)用于将设置输出功率后的Ka频段信号进行解调处理得到当前状态的AGC参数和锁定指示，将锁定指示和当前状态的AGC参数形成遥测信息，并对遥测信息进行扩频调制后形成Ka频段扩频下行遥测信号,将Ka频段扩频下行遥测信号通过天线(5)发送至低噪放大器(7)；
低噪放大器(7)用于将Ka频段扩频下行遥测信号进行低噪声放大后发送至遥测下行链路设备(8)；
遥测下行链路设备(8)用于将放大后的Ka频段扩频下行遥测信号下变频至中频信号发送至数字综合基带(1)；
遥测参数解析设备(9)用于提取基带数据中的锁定指示和当前状态的AGC参数，发送至功率控制器(3)。
2.根据权利要求1所述的一种用于星地联合的Ka频段自适应闭环功率控制装置，其特征在于，所述的n为2或1/2；设定值为1或-1。
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