CN108259066A - 一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统 - Google Patents

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Abstract

一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，包括定向转发天线、多通道预处理设备、光传输设备、同频转发主机、发射天线，通过各个模块对运载器发送的遥测信号分别进行功率均衡调控、光信号与射频信号相互转化、主备路信号增益控制、信号双向检测及信息反馈等处理，达到对多路同频遥测信号进行监控、反馈、调控的目的，保证了信号的精度，系统结构稳定，可靠性高。

Description

一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统
技术领域
本发明涉及一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，属于领域。
背景技术
在航天型号发射任务前，在技术区火箭总检查测试期间，发射场场坪监测车以及远端监控站需要接收箭载遥测无线信号，以全面了解和掌握火箭的各项工作指标，确保其工作状态正常。目前，由于火箭总检查测试时位于垂直总装测试厂房之内，受厂房墙壁遮挡，场坪遥测车抛物面天线接收的一般都是散射信号，多径干扰严重，信号极不稳定，无法稳定获取遥测数据，且远端监控站由于与发射场总装测试厂房相距较远，还不具备接收箭载遥测信号的能力。此外，由于不同发射型号将在不同测试厂房内总装测试，在总检查时为保证箭载遥测信号的稳定接收，场坪遥测车需要根据型号所在厂房的位置，选择监测车的监测位置。然而，发射场内监测车的部署位置有限，使得在有限的位置内，确保监测车能够兼顾多型号任务的箭载遥测信号稳定接收更加困难。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有遥测信号转发中抗干扰能力不足的问题，提出了一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，解决了塔架狭小空间内多路遥测信号间的同频干扰难题以及遥测信号多方向远距离复杂传输环境下的多径干扰难题，实现了多型号多路同频遥测信号同时与监测车、远端监控站之间的稳定可靠转发要求。
本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，包括定向转发天线、多通道预处理设备、光传输设备、同频转发主机、发射天线，其中：
定向转发天线：接收外部运载器传输的不同型号的遥测同频无线信号发送至多通道预处理设备；
多通道预处理设备：接收定向转发天线发送的不同型号的遥测同频无线信号并分别进行功率均衡调控，将调控后信号发送至光传输设备；
光传输设备：接收多通道预处理设备发送的不同型号的调控后射频信号转换为光信号并通过光纤进行传输，再将光信号转换为射频信号并发送至同频转发主机；
同频转发主机:接收不同型号的射频信号并进行集中处理，对光传输设备发送的射频信号进行自适应调控直至信号满足远端监控站及遥测车的信号解调门限，将满足门限条件的射频信号发送至发射天线；
发射天线：将同频转发主机发送的射频信号功分并分别转发至远端监控站及遥测车。
所述同频转发主机包括主备切换开关、小信号放大模块、滤波器、双向功率检测调控模块，其中：
主备切换开关：将由光传输设备发送的不同型号的射频信号通过开关控制信号主路或信号备路通断，并将射频信号发送至不同型号的主、备路对应的小信号放大模块；
小信号放大模块：对主备切换开关控制通路发送的不同型号射频信号进行功率放大，并将功率放大后的射频信号发送至滤波器；
滤波器：对小信号放大模块发送的射频信号进行滤波处理；
双向功率检测调控模块：对滤波器发送的滤波处理后的射频信号通过远端监控站及遥测车的反馈信息进行调控，并将调控后满足信号解调门限的射频信号发送至发射天线。
所述双向功率检测调控模块包括功率检测处理单元、实时控制单元、第一功分器、第二功分器、第一主路调控单元，第二主路调控单元、第一备路调控单元、第二备路调控单元：
第一功分器：接收滤波器发送的滤波处理后主路射频信号进行二次分路并分别发送至第一主路调控单元、第二主路调控单元；
第二功分器：接收滤波器发送的滤波处理后备路射频信号进行二次分路并分别发送至第一备路调控单元、第二备路调控单元；
第一主路调控单元：接收第一功分器发送的主路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至监测车及功率检测处理单元；
第二主路调控单元：接收第一功分器发送的主路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至远端监控站及功率检测处理单元；
第一备路调控单元：接收第二功分器发送的备路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至监测车及功率检测处理单元；
第二备路调控单元：接收第二功分器发送的备路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至远端监控站及功率检测处理单元；
功率检测处理单元：对第一主路调控单元，第二主路调控单元、第一备路调控单元、第二备路调控单元输出射频信号进行功率检测，并将检测功率在反馈至实时控制单元；
实时控制单元：接收功率检测处理单元及遥测车、远端监控站发送的反馈信息并根据反馈信息对所有调控单元发送功率控制指令或进行主、备路调控单元切换。
所述功率检测处理单元包括正向功率检测单元、反向功率检测单元，其中：
正向功率检测单元：接收所有调控单元发送的正向信号，并将信号功率值检测信息发送至实时控制单元；
反向功率检测单元：接收发射天线返送的反向信号，并将驻波比信息反馈至实时控制单元。
所述实时控制单元中，根据反馈信息进行主、备路调控单元切换，其中：
第一主路调控单元与第一备路调控单元相互切换，第二主路调控单元与第二备路调控单元相互切换。
所述门限条件为：监测车天线口面处的信号检测功率门限为功率P≥-64.5dBm；远端监控站天线口面处的信号检测功率门限为功率P≥-74.9dBm。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明提出的一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，采用多通道预处理器进行多路同频遥测信号的分频、分路调理，实现了多路同频遥测信号的并行处理，同时能够实现有效信号的隔离，避免多信号的混叠以及强信号对弱信号的压制，有效解决了发射塔架特殊电磁环境下的多路电磁信号间的相互干扰问题，保证多路遥测信号同时准确的转发。能满足遥测车或远端监控站对运载遥测信号的的远距离信号接收；
(2)本发明中系统采用“双独立链路分路功率调控、两组定向天线发射”方式，可同时兼顾场坪监测车、远端监控站两个方向的转发。由于场坪监测车、远端监控站两个接收端与发射天线的距离不同、接收方位指向不同，故采用两路独立的功率放大通道，可分路调控每一通道的输出信号功率大小，同时采用两组“高增益、窄波束、低副瓣、极化隔离”的发射天线，确保两个方向上均能接收到稳定的遥测转发信号且有效抑制干扰；
(3)本发明中同频转发主机采用深度自动增益控制技术(AGC)，提高信号动态范围且微步进可调控，具有微弱信号接收处理能力，同时，通过正向功率检测与接收端信号强度双重信息回馈实现链路功率自适应微步进调控，可准确满足运载遥测系统的接口电平要求，改善因信号不稳定带来的接收机性能下降的影响。并且通过反向功率检测监测调控链路状态，异常情况下可快速完成主备链路切换提高系统可靠性。
附图说明
图1为发明提供的系统组成结构原理图；
图2为发明提供的系统工作流程图；
图3为发明提供的同频转发主机结构原理图；
图4为发明提供的双向功率检测调控模块结构原理图；
具体实施方式
一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，如图1所示，包括定向转发天线、多通道预处理设备、光传输设备、同频转发主机、发射天线，工作流程如图2所示，其中：
所述定向转发天线：接收两个运载器传输的不同型号的遥测同频无线信号发送至多通道预处理设备；
所述多通道预处理设备：接收定向转发天线发送的不同型号的遥测同频无线信号并分别进行功率均衡调控，将调控后信号分别发送至相应光传输设备；
所述光传输设备：接收多通道预处理设备发送的两路不同型号的调控后射频信号并通过光信号、射频信号的相互转换，将转换后的信号发送至同频转发主机；
如图3所示，所述同频转发主机:接收不同型号的两路射频信号并进行集中处理，对光传输设备发送的射频信号进行自适应调控直至信号满足远端监控站及遥测车的信号解调门限，将满足门限条件的射频信号发送至发射天线；
其中同频转发主机包括主备切换开关、小信号放大模块、滤波器、双向功率检测调控模块，各部分器件功能如下：
主备切换开关：将由光传输设备发送的不同型号的射频信号通过开关控制信号主路或信号备路通断，并将射频信号发送至不同型号的主、备路对应的小信号放大模块；
小信号放大模块：对主备切换开关控制通路发送的不同型号射频信号进行功率放大，并将功率放大后的射频信号发送至滤波器；
滤波器：对小信号放大模块发送的射频信号进行滤波处理；
双向功率检测调控模块：对滤波器发送的滤波处理后的射频信号通过远端监控站及遥测车的反馈信息进行调控，并将调控后满足信号解调门限的射频信号发送至发射天线。
如图4所示，所述双向功率检测调控模块包括功率检测处理单元、实时控制单元、功分器一、功分器二、第一主路调控单元，第二主路调控单元、第一备路调控单元、第二备路调控单元，其中：
第一功分器：接收滤波器发送的滤波处理后主路射频信号进行二次分路并分别发送至第一主路调控单元、第二主路调控单元；
第二功分器：接收滤波器发送的滤波处理后备路射频信号进行二次分路并分别发送至第一备路调控单元、第二备路调控单元；
第一主路调控单元：接收第一功分器发送的主路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至远端监控站及功率检测处理单元；
第二主路调控单元：接收第一功分器发送的主路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至监测车及功率检测处理单元；
第一备路调控单元：接收第二功分器发送的备路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至远端监控站及功率检测处理单元；
第二备路调控单元：接收第二功分器发送的备路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至监测车及功率检测处理单元；
功率检测处理单元：对第一主路调控单元，第二主路调控单元、第一备路调控单元、第二备路调控单元输出射频信号进行功率检测，并将检测功率在反馈至实时控制单元；
实时控制单元：接收功率检测处理单元及遥测车、远端监控站发送的反馈信息并根据反馈信息对所有调控单元发送功率控制指令或进行主、备路调控单元切换，根据反馈信息，进行主、备路调控单元切换，第一主路调控单元与第一备路调控单元相互切换，第二主路调控单元与第二备路调控单元相互切换
所述功率检测处理单元包括正向功率检测单元、反向功率检测单元，正向功率检测单元接收所有调控单元发送的正向信号，并将信号功率值检测信息发送至实时控制单元；反向功率检测单元接收发射天线返送的反向信号，并将驻波比信息反馈至实时控制单元。，
所述发射天线：将同频转发主机发送的射频信号功分并分别转发至远端监控站及遥测车。
所述所有调控单元组成相同，包括自动增益控制器、数控衰减器、第一级功率放大器、第二级功率放大器，各部分功能如下：
自动增益控制：对来自功分器的遥测信号进行限幅，利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整。当信号输入较弱时，线性放大模块正常工作，保证输出信号强度；当输入信号较强时，自动增益控制模块进行控制，使增益随输入信号的增大而减小。最终将信号输出给数控衰减器。
数控衰减器：接收信号输入，并根据实时控制单元的控制指令，对信号进行微步进衰减，发送至第一级放大模块。
第一级功率放大器：接收数控衰减器输出的信号，然后进行一级线性放大，并将放大后的信号输出至二级放大模块。
第二级功率放大器：接收一级放大信号的输出信号，然后进行二级线性放大，最终将放大后的信号输出至切换开关。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，其特征在于：包括定向转发天线、多通道预处理设备、光传输设备、同频转发主机、发射天线，其中：
定向转发天线：接收外部运载器传输的不同型号的遥测同频无线信号发送至多通道预处理设备；
多通道预处理设备：接收定向转发天线发送的不同型号的遥测同频无线信号并分别进行功率均衡调控，将调控后信号发送至光传输设备；
光传输设备：接收多通道预处理设备发送的不同型号的调控后射频信号转换为光信号并通过光纤进行传输，再将光信号转换为射频信号并发送至同频转发主机；
同频转发主机:接收不同型号的射频信号并进行集中处理，对光传输设备发送的射频信号进行自适应调控直至信号满足远端监控站及遥测车的信号解调门限，将满足门限条件的射频信号发送至发射天线；
发射天线：将同频转发主机发送的射频信号功分并分别转发至远端监控站及遥测车。
2.根据权利要求1所述的一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，其特征在于：所述同频转发主机包括主备切换开关、小信号放大模块、滤波器、双向功率检测调控模块，其中：
主备切换开关：将由光传输设备发送的不同型号的射频信号通过开关控制信号主路或信号备路通断，并将射频信号发送至不同型号的主、备路对应的小信号放大模块；
小信号放大模块：对主备切换开关控制通路发送的不同型号射频信号进行功率放大，并将功率放大后的射频信号发送至滤波器；
滤波器：对小信号放大模块发送的射频信号进行滤波处理；
双向功率检测调控模块：对滤波器发送的滤波处理后的射频信号通过远端监控站及遥测车的反馈信息进行调控，并将调控后满足信号解调门限的射频信号发送至发射天线。
3.根据权利要求2所述的一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，其特征在于：所述双向功率检测调控模块包括功率检测处理单元、实时控制单元、第一功分器、第二功分器、第一主路调控单元，第二主路调控单元、第一备路调控单元、第二备路调控单元：
第一功分器：接收滤波器发送的滤波处理后主路射频信号进行二次分路并分别发送至第一主路调控单元、第二主路调控单元；
第二功分器：接收滤波器发送的滤波处理后备路射频信号进行二次分路并分别发送至第一备路调控单元、第二备路调控单元；
第一主路调控单元：接收第一功分器发送的主路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至监测车及功率检测处理单元；
第二主路调控单元：接收第一功分器发送的主路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至远端监控站及功率检测处理单元；
第一备路调控单元：接收第二功分器发送的备路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至监测车及功率检测处理单元；
第二备路调控单元：接收第二功分器发送的备路射频信号及实时控制单元的功率控制指令，进行功率调控并发送至远端监控站及功率检测处理单元；
功率检测处理单元：对第一主路调控单元，第二主路调控单元、第一备路调控单元、第二备路调控单元输出射频信号进行功率检测，并将检测功率在反馈至实时控制单元；
实时控制单元：接收功率检测处理单元及遥测车、远端监控站发送的反馈信息并根据反馈信息对所有调控单元发送功率控制指令或进行主、备路调控单元切换。
4.根据权利要求3所述的一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，其特征在于：所述功率检测处理单元包括正向功率检测单元、反向功率检测单元，其中：
正向功率检测单元：接收所有调控单元发送的正向信号，并将信号功率值检测信息发送至实时控制单元；
反向功率检测单元：接收发射天线返送的反向信号，并将驻波比信息反馈至实时控制单元。
5.根据权利要求3所述的一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，其特征在于：所述实时控制单元中，根据反馈信息进行主、备路调控单元切换，其中：
第一主路调控单元与第一备路调控单元相互切换，第二主路调控单元与第二备路调控单元相互切换。
6.根据权利要求1所述的一种兼顾多型号任务的同频遥测信号双方向转发系统，其特征在于：所述门限条件为：监测车天线口面处的信号检测功率门限为功率P≥-64.5dBm；远端监控站天线口面处的信号检测功率门限为功率P≥-74.9dBm。
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