CN107911125A - 一种Ka‑S多频组合卫星通信终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Ka‑S多频组合卫星通信终端，该卫星通信终端实现了两种测控形式的一体化设计。具体方案包括：S射频接收模块接收S频段的前向遥控射频信号，处理形成S频段中频信号。S基带模块接收S频段中频信号，处理得到S遥控指令发送至Ka基带模块；还接收低速遥测数据，处理得到第一零中频遥测信号发送至S射频发射模块；采集S遥测数据发送至Ka基带模块。Ka射频接收模块接收Ka频段的前向遥控射频信号，处理形成Ka频段中频信号。Ka基带模块接收Ka频段中频信号，处理得到Ka遥控指令，将S或Ka遥控指令择一输出；还接收飞行器和Ka遥测数据，结合S遥测数据处理得到第二零中频遥测信号发送至Ka射频发射模块；还根据预设的策略选取低速遥测数据。

Description

一种Ka-S多频组合卫星通信终端
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种Ka-S多频组合卫星通信终端。
背景技术
随着空间飞行器通信技术的发展，卫星通信在飞行器上得到了应用，当前飞行器上采用的中继测控有S频段和Ka频段两种。有的飞行器只采用S频段中继测控，有的只采用Ka频段中继测控。两种测控形式均有的飞行器一般采用中继终端、功放独立设置形式，互不关联，无法实现两种测控形式的一体化的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种Ka-S多频组合卫星通信终端，该卫星通信终端既能够通过两个独立的频段链路与地面进行独立通信，又能够在内部对与指令进行集中统一控制，实现了两种测控形式的一体化设计。
本发明技术方案为，通信终端包括：S基带模块、S射频接收模块、S射频发射模块、Ka基带模块、Ka射频接收模块以及Ka射频发射模块；各模块之间通过内总线进行通信。
S射频接收模块，配置用于接收S频段的前向遥控射频信号，处理形成S频段的前向遥控中频信号，发送至S基带模块。
S基带模块，配置用于接收S频段的前向遥控中频信号，进行解扩解调处理得到S遥控指令，并将S遥控指令发送至Ka基带模块；还配置用于接收来自Ka基带模块的低速遥测数据，进行反向遥测组帧、编码以及调制处理得到第一零中频遥测信号，并将第一零中频遥测信号发送至S射频发射模块；采集S遥测数据发送至Ka基带模块。
S射频发射模块，配置用于将第一零中频遥测信号进行射频发射。
Ka射频接收模块，配置用于接收Ka频段的前向遥控射频信号，处理形成Ka频段的前向遥控中频信号，发送至Ka基带模块。
Ka基带模块，配置用于接收Ka频段的前向遥控中频信号，进行解扩解调处理得到Ka遥控指令；还配置用于根据预设的选择策略选择S遥控指令或者Ka遥控指令其中的一个进行输出；还配置用于通过串口接收飞行器遥测数据，采集Ka遥测数据，对飞行器遥测数据、Ka遥测数据以及S遥测数据进行返向遥测组帧、编码以及调制处理得到第二零中频遥测信号，并将第二零中频遥测信号发送至Ka射频发射模块；还配置用于从飞行器遥测数据、Ka遥测数据以及S遥测数据中根据预设的策略选取关键遥测参数组成一路速率为kbps级别的低速遥测数据，将低速遥测数据发送至S基带模块。
Ka射频发射模块，配置用于将第二零中频遥测信号进行射频发射。
进一步地，S射频接收模块，包括顺次连接的第一滤波器、第一低噪声放大单元、第一下变频单元和第一中频放大单元，还包括第一本振单元。
S频段的前向遥控射频信号经第一滤波器、第一低噪声放大单元、第一下变频单元和第一中频放大单元处理后，得到S频段的前向遥控中频信号。
第一本振单元为第一下变频单元提供本振频率。
第一滤波器为窄带滤波器。
进一步地，S射频发射模块，包括顺次连接的第一调制单元、第二滤波器、第一小信号放大器，第一功率放大单元、第三滤波器和分路器，还包括第二本振单元。
第一零中频遥测信号经第一调制单元、第二滤波器、第一小信号放大器，第一功率放大单元、第三滤波器和分路器处理后，进行射频发射。
第二本振单元为第一调制单元提供本振频率。
第二滤波器和第三滤波器均为窄带滤波器。
进一步地，Ka射频接收模块，包括顺次连接的第四滤波器、第二低噪声放大单元、第二下变频单元和第二中频放大单元，还包括第三本振单元。
Ka频段的前向遥控射频信经第四滤波器、第二低噪声放大单元、第二下变频单元和第二中频放大单元处理后，形成Ka频段的前向遥控中频信号。
第三本振单元为第二下变频单元提供本振频率。
第四滤波器为窄带滤波器。
进一步地，Ka射频发射模块，包括顺次连接的第二调制单元、第五滤波器、第二小信号放大器，第二功率放大单元和第六滤波器，还包括第四本振单元。
第二零中频遥测信号经第二调制单元、第五滤波器、第二小信号放大器，第二功率放大单元和第六滤波器处理后，进行射频发射。
第四本振单元为第二调制单元提供本振频率。
第五滤波器和第六滤波器均为窄带滤波器。
进一步地，通信终端还包括：
S频段中继电源模块以及Ka频段中继电源模块。
S频段中继电源模块，配置用于连接外部第一一次电源，将第一一次电源进行转换得到第一二次电源分别为S基带模块、S射频接收模块、S射频发射模块进行供电。
Ka频段中继电源模块，配置用于连接外部第二一次电源，将第二一次电源进行转换得到第二二次电源分别为Ka基带模块、Ka射频接收模块、Ka射频发射模块进行供电。
进一步地，S频段中继电源模块包括顺次连接的第一熔断器电路、第一浪涌抑制电路、第一EMI滤波电路和第一DC/DC电源模块。
第一一次电源为28V电源，第一一次电源经第一熔断器电路、第一浪涌抑制电路、第一EMI滤波电路和第一DC/DC电源模块进行电源转换得到9V、+5V、-5V、12V的第一二次电源。
9V、-5V的第一二次电源为S射频发射模块供电。
+5V、12V的第一二次电源为S射频接收模块供电。
+5V的第一二次电源为S基带模块供电。
进一步地，Ka频段中继电源模块包括顺次连接的第二熔断器电路、第二浪涌抑制电路、第二EMI滤波电路和第二DC/DC电源模块。
第二一次电源为28V电源，第二一次电源经第二熔断器电路、第二浪涌抑制电路、第二EMI滤波电路和第二DC/DC电源模块进行电源转换得到+5V、12V的第二二次电源。
12V的第二二次电源为Ka射频发射模块供电。
+5V的第二二次电源为Ka基带模块和Ka射频接收模块供电。
有益效果：
1、本发明所提供的卫星通信终端，具有两个独立的频段链路，均可与地面进行独立的通信，该卫星通信终端通过Ka基带模块实现了集中统一控制，将S频段射频收发模块与Ka频段射频收发模块实现了一体化设计，并通过内总线实现模块间的信息互联，综合实现了在一个卫星通信终端中用两个频段进行测控，充分实现了Ka和S频段测控的一体化设计。
2、本发明中，将S频段射频收发通道与S频功放进行了一体化设计，传统的设计方式是功放作为单独的设备，本发明将功放与收发放在同一模块中实现，不用采用单独的功放，减小了体积，减小了信号单独处理带来的资源浪费和效率低的问题。
3、本发明中，滤波器均为窄带滤波器，实现了模块优异的电磁兼容性，为Ka频段测控与S频段测控能够一体化设计提供了便利。
4、本发明中，采用两套电源模块并行独立为S及Ka功能模块供电，实现了高可靠性并行的供电设计。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的Ka-S多频组合卫星通信终端组成框图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种Ka-S多频组合卫星通信终端，通信终端包括：S基带模块、S射频接收模块、S射频发射模块、Ka基带模块、Ka射频接收模块以及Ka射频发射模块；各模块之间通过内总线进行通信。
S射频接收模块，配置用于接收S频段的前向遥控射频信号，处理形成S频段的前向遥控中频信号，发送至S基带模块。
S基带模块，配置用于接收S频段的前向遥控中频信号，进行解扩解调处理得到S遥控指令，并将S遥控指令发送至Ka基带模块；还配置用于接收来自Ka基带模块的低速遥测数据，进行反向遥测组帧、编码以及调制处理得到第一零中频遥测信号，并将第一零中频遥测信号发送至S射频发射模块；采集S遥测数据发送至Ka基带模块。
S射频发射模块，配置用于将第一零中频遥测信号进行射频发射。
Ka射频接收模块，配置用于接收Ka频段的前向遥控射频信号，处理形成Ka频段的前向遥控中频信号，发送至Ka基带模块。
Ka基带模块，配置用于接收Ka频段的前向遥控中频信号，进行解扩解调处理得到Ka遥控指令；还配置用于根据预设的选择策略选择S遥控指令或者Ka遥控指令其中的一个进行输出；还配置用于通过串口接收飞行器遥测数据，采集Ka遥测数据，对飞行器遥测数据、Ka遥测数据以及S遥测数据进行返向遥测组帧、编码以及调制处理得到第二零中频遥测信号，并将第二零中频遥测信号发送至Ka射频发射模块；还配置用于从飞行器遥测数据、Ka遥测数据以及S遥测数据中根据预设的策略选取关键遥测参数组成一路速率为kbps级别的低速遥测数据，将低速遥测数据发送至S基带模块。
Ka射频发射模块，配置用于将第二零中频遥测信号进行射频发射。
本发明实施例中，S射频接收模块，包括顺次连接的第一滤波器、第一低噪声放大单元、第一下变频单元和第一中频放大单元，还包括第一本振单元。
S频段的前向遥控射频信号经第一滤波器、第一低噪声放大单元、第一下变频单元和第一中频放大单元处理后，得到S频段的前向遥控中频信号。
第一本振单元为第一下变频单元提供本振频率。
第一滤波器为窄带滤波器。
S射频发射模块，包括顺次连接的第一调制单元、第二滤波器、第一小信号放大器，第一功率放大单元、第三滤波器和分路器，还包括第二本振单元。
第一零中频遥测信号经第一调制单元、第二滤波器、第一小信号放大器，第一功率放大单元、第三滤波器和分路器处理后，进行射频发射。
第二本振单元为第一调制单元提供本振频率。
第二滤波器和第三滤波器均为窄带滤波器。
本发明实施例中，Ka射频接收模块，包括顺次连接的第四滤波器、第二低噪声放大单元、第二下变频单元和第二中频放大单元，还包括第三本振单元。
Ka频段的前向遥控射频信经第四滤波器、第二低噪声放大单元、第二下变频单元和第二中频放大单元处理后，形成Ka频段的前向遥控中频信号。
第三本振单元为第二下变频单元提供本振频率。
第四滤波器为窄带滤波器。
本发明实施例中，Ka射频发射模块，包括顺次连接的第二调制单元、第五滤波器、第二小信号放大器，第二功率放大单元和第六滤波器，还包括第四本振单元。
第二零中频遥测信号经第二调制单元、第五滤波器、第二小信号放大器，第二功率放大单元和第六滤波器处理后，进行射频发射。
第四本振单元为第二调制单元提供本振频率。
第五滤波器和第六滤波器均为窄带滤波器。
本发明实施例中，通信终端还包括：
S频段中继电源模块以及Ka频段中继电源模块。
S频段中继电源模块，配置用于连接外部第一一次电源，将第一一次电源进行转换得到第一二次电源分别为S基带模块、S射频接收模块、S射频发射模块进行供电。
Ka频段中继电源模块，配置用于连接外部第二一次电源，将第二一次电源进行转换得到第二二次电源分别为Ka基带模块、Ka射频接收模块、Ka射频发射模块进行供电。
本发明实施例中，S频段中继电源模块包括顺次连接的第一熔断器电路、第一浪涌抑制电路、第一EMI滤波电路和第一DC/DC电源模块。
第一一次电源为28V电源，第一一次电源经第一熔断器电路、第一浪涌抑制电路、第一EMI滤波电路和第一DC/DC电源模块进行电源转换得到9V、+5V、-5V、12V的第一二次电源。
9V、-5V的第一二次电源为S射频发射模块供电。
+5V、12V的第一二次电源为S射频接收模块供电。
+5V的第一二次电源为S基带模块供电。
Ka频段中继电源模块包括顺次连接的第二熔断器电路、第二浪涌抑制电路、第二EMI滤波电路和第二DC/DC电源模块。
第二一次电源为28V电源，第二一次电源经第二熔断器电路、第二浪涌抑制电路、第二EMI滤波电路和第二DC/DC电源模块进行电源转换得到+5V、12V的第二二次电源。
12V的第二二次电源为Ka射频发射模块供电。
+5V的第二二次电源为Ka基带模块和Ka射频接收模块供电。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种Ka-S多频组合卫星通信终端，其特征在于，所述通信终端包括：S基带模块、S射频接收模块、S射频发射模块、Ka基带模块、Ka射频接收模块以及Ka射频发射模块；各模块之间通过内总线进行通信；
所述S射频接收模块，配置用于接收S频段的前向遥控射频信号，处理形成S频段的前向遥控中频信号，发送至所述S基带模块；
所述S基带模块，配置用于接收所述S频段的前向遥控中频信号，进行解扩解调处理得到S遥控指令，并将所述S遥控指令发送至Ka基带模块；还配置用于接收来自所述Ka基带模块的低速遥测数据，进行反向遥测组帧、编码以及调制处理得到第一零中频遥测信号，并将所述第一零中频遥测信号发送至S射频发射模块；采集S遥测数据发送至Ka基带模块；
所述S射频发射模块，配置用于将所述第一零中频遥测信号进行射频发射；
所述Ka射频接收模块，配置用于接收Ka频段的前向遥控射频信号，处理形成Ka频段的前向遥控中频信号，发送至所述Ka基带模块；
所述Ka基带模块，配置用于接收Ka频段的前向遥控中频信号，进行解扩解调处理得到Ka遥控指令；还配置用于根据预设的选择策略选择S遥控指令或者Ka遥控指令其中的一个进行输出；还配置用于通过串口接收飞行器遥测数据，采集Ka遥测数据，对飞行器遥测数据、Ka遥测数据以及S遥测数据进行返向遥测组帧、编码以及调制处理得到第二零中频遥测信号，并将所述第二零中频遥测信号发送至Ka射频发射模块；还配置用于从飞行器遥测数据、Ka遥测数据以及S遥测数据中根据预设的策略选取关键遥测参数组成一路速率为kbps级别的低速遥测数据，将所述低速遥测数据发送至所述S基带模块；
所述Ka射频发射模块，配置用于将所述第二零中频遥测信号进行射频发射。
2.如权利要求1所述的通信终端，其特征在于，所述S射频接收模块，包括顺次连接的第一滤波器、第一低噪声放大单元、第一下变频单元和第一中频放大单元，还包括第一本振单元；
所述S频段的前向遥控射频信号经第一滤波器、第一低噪声放大单元、第一下变频单元和第一中频放大单元处理后，得到S频段的前向遥控中频信号；
所述第一本振单元为所述第一下变频单元提供本振频率；
所述第一滤波器为窄带滤波器。
3.如权利要求1所述的通信终端，其特征在于，所述S射频发射模块，包括顺次连接的第一调制单元、第二滤波器、第一小信号放大器，第一功率放大单元、第三滤波器和分路器，还包括第二本振单元；
所述第一零中频遥测信号经第一调制单元、第二滤波器、第一小信号放大器，第一功率放大单元、第三滤波器和分路器处理后，进行射频发射；
所述第二本振单元为所述第一调制单元提供本振频率；
所述第二滤波器和所述第三滤波器均为窄带滤波器。
4.如权利要求1所述的通信终端，其特征在于，所述Ka射频接收模块，包括顺次连接的第四滤波器、第二低噪声放大单元、第二下变频单元和第二中频放大单元，还包括第三本振单元；
所述Ka频段的前向遥控射频信经第四滤波器、第二低噪声放大单元、第二下变频单元和第二中频放大单元处理后，形成Ka频段的前向遥控中频信号；
所述第三本振单元为所述第二下变频单元提供本振频率；
所述第四滤波器为窄带滤波器。
5.如权利要求1所述的通信终端，其特征在于，所述Ka射频发射模块，包括顺次连接的第二调制单元、第五滤波器、第二小信号放大器，第二功率放大单元和第六滤波器，还包括第四本振单元；
所述第二零中频遥测信号经第二调制单元、第五滤波器、第二小信号放大器，第二功率放大单元和第六滤波器处理后，进行射频发射；
所述第四本振单元为所述第二调制单元提供本振频率；
所述第五滤波器和所述第六滤波器均为窄带滤波器。
6.如权利要求1～5任一所述的Ka-S多频组合卫星通信终端，其特征在于，所述通信终端还包括：
S频段中继电源模块以及Ka频段中继电源模块；
所述S频段中继电源模块，配置用于连接外部第一一次电源，将第一一次电源进行转换得到第一二次电源分别为S基带模块、S射频接收模块、S射频发射模块进行供电；
所述Ka频段中继电源模块，配置用于连接外部第二一次电源，将第二一次电源进行转换得到第二二次电源分别为Ka基带模块、Ka射频接收模块、Ka射频发射模块进行供电。
7.如权利要求6所述的通信终端，其特征在于，所述S频段中继电源模块包括顺次连接的第一熔断器电路、第一浪涌抑制电路、第一EMI滤波电路和第一DC/DC电源模块；
所述第一一次电源为28V电源，第一一次电源经第一熔断器电路、第一浪涌抑制电路、第一EMI滤波电路和第一DC/DC电源模块进行电源转换得到9V、+5V、-5V、12V的第一二次电源；
9V、-5V的第一二次电源为所述S射频发射模块供电；
+5V、12V的第一二次电源为所述S射频接收模块供电；
+5V的第一二次电源为所述S基带模块供电。
8.如权利要求6所述的通信终端，其特征在于，所述Ka频段中继电源模块包括顺次连接的第二熔断器电路、第二浪涌抑制电路、第二EMI滤波电路和第二DC/DC电源模块；
所述第二一次电源为28V电源，第二一次电源经第二熔断器电路、第二浪涌抑制电路、第二EMI滤波电路和第二DC/DC电源模块进行电源转换得到+5V、12V的第二二次电源；
12V的第二二次电源为所述Ka射频发射模块供电；
+5V的第二二次电源为所述Ka基带模块和所述Ka射频接收模块供电。
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