CN112702104A - 一种测控中继数传一体化装置、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例公开了一种测控中继数传一体化装置、系统和方法，该方法包括：测控收发模块、基带处理模块、计算机控制模块和中继数传发射模块，其中测控收发模块用于将对地测控信号和对天中继信号发送给基带处理模块，基带处理模块用于将对地测控信号和对天中继信号进行处理，并根据计算机控制模块的指令发送给测控收发模块、基带处理模块和/或中继数传发射模块；计算机控制模块用于控制基带处理模块的传输模式。

Description

一种测控中继数传一体化装置、系统和方法
技术领域
本发明涉及航天测控技术领域。更具体地，涉及一种测控中继数传一体化装置、系统和方法。
背景技术
微小卫星具有体积小、重量轻、功耗低、研发成本低和周期短的特点,其工程实现向传统的卫星系统设计方法提出了挑战。测控数传系统作为卫星的重要分系统，要负责星地、星间链路的通信，它的正常工作与否将直接影响整个卫星任务的成。目前在卫星测控数传通信中,常规设计中各功能均为独立的硬件产品,独立工作,不适应微小卫星小型化的工程应用目标。
发明内容
有鉴于此，本发明第一方面提供了一种测控中继数传一体化装置，包括：测控收发模块、基带处理模块、计算机控制模块和中继数传发射模块，其中
测控收发模块用于将对地测控信号和对天中继信号发送给基带处理模块，
基带处理模块用于将对地测控信号和对天中继信号进行处理，并根据计算机控制模块的指令发送给测控收发模块、基带处理模块和/或中继数传发射模块；
计算机控制模块用于控制基带处理模块的传输模式。
在一个具体实施例中，所述测控收发模块包括：第一测控收发天线、第二测控收发天线、第一高频馈线模块、第二高频馈线模块、合路双工器、测控中继接收模块和测控调制发射模块，
在接收信号阶段：
第一测控收发天线通过第一高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
第二测控收发天线通过第二高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
合路双工器将接收到的第一测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号和第二测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号两个信号进行合路，并发送给测控中继接收模块；
测控中继接收模块将合路信号发送给基带处理模块。
在一个具体实施例中，在信号处理阶段：
所述基带处理模块将合路信号分为对地调制信号和对地数传对天中继信号，
所述计算机控制模块向所述基带处理模块发送模式切换指令，其中，所述模式切换指令包括：对地调制模式、对地数传模式和对天中继模式，
当指令为对地调制模式时，所述基带处理模块将对地调制信号发送至测控收发模块；
当指令为对地数传模式或对天中继模式时，所述基带处理模块将对地数传和对天中继信号发送至中继数传发射模块。
在一个具体实施例中，所述中继数传发射模块包括：
中继数传调制发射模块、功分器模块、第一功放模块、第三高频馈线模块和中继发射天线，
在发射对天中继信号阶段：
中继数传调制发射模块接收对地数传对天中继信号，并发送给功分器模块，
所述功分器模块将对地数传对天中继信号分为对地数传信号和对天中继信号，
第一功放模块将所述对天中继信号进行放大，并通过第三高频馈线模块发送给中继发射天线，
所述中继发射天线将所述对天中继信号发射出去。
在一个具体实施例中，所述中继数传发射模块还包括：第二功放模块、第四高频馈线模块和数传发射天线，
在发射对地数传信号阶段
中继数传调制发射模块接收对地数传对天中继信号，并发送给功分器模块，
所述功分器模块将对地数传对天中继信号分为对地数传信号和对天中继信号，
第二功放模块将所述对地数传信号进行放大，并通过第四高频馈线模块发送给数传发射天线，
数传发射天线将所述对地数传信号发射出去。
在一个具体实施例中，所述测控调制发射模块在发射对地调制信号阶段时，接收来自基带处理模块的对地调制信号，并发送给合路双工模块，
所述合路双工模块将所述对地调制信号分为第一对地调制信号和第二对地调制信号，
所述第一对地调制信号通过第一高频馈线模块发送给第一测控收发天线，
所述第二对地调制信号通过第二高频馈线模块发送给第二测控收发天线，所述第一测控收发天线将所述第一对地调制信号发射出去；
所述第二测控收发天线将所述第二对地调制信号发射出去。
在一个具体实施例中，所述第一测控收发天线与第二测控收发天线对称安装在卫星上。
本发明第二方面提供了一种测控中继数传一体化系统，包括
安装在卫星上的第一方面中任一项所述的装置和卫星。
本发明第三方面提供了一种测控中继数传一体化方法，
测控收发模块将对地测控信号和对天中继信号发送给基带处理模块，
计算机控制模块控制基带处理模块的传输模式；
基带处理模块将对地测控信号和对天中继信号进行处理，并根据计算机控制模块的指令发送给测控收发模块、基带处理模块和/或中继数传发射模块。
在一个具体实施例中，接收信号阶段：
第一测控收发天线通过第一高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
第二测控收发天线通过第二高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
合路双工器将接收到的第一测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号和第二测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号两个信号进行合路，并发送给测控中继接收模块；
测控中继接收模块将合路信号发送给基带处理模块。
本发明的有益效果如下：
本发明的目的是提供一种高集成小型化测控中继数传一体化系统,即通过一个单机和配套的天馈线完成常规的地基测控、天基测控和高速数传功能。具有高集成、小型化、通用化的特点，解决微小卫星对测控数传系统的轻小型化要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明实施例提供的测控中继数传一体化系统架构图。
图2示出本发明实施例提供的一种测控中继数传一体化装置示意图。
图3示出本发明实施例提供的一种测控中继数传一体化方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，一种测控中继数传一体化系统，包括一种测控中继数传一体化装置10和卫星20，所述装置安装于卫星上，
如图2所示，一种测控中继数传一体化装置，包括：
测控收发模块101、基带处理模块103、计算机控制模块105和中继数传发射模块107，其中，
测控收发模块101包括：第一测控收发天线1011、第二测控收发天线1012、第一高频馈线模块1013、第二高频馈线模块1014、合路双工器模块1015、测控中继接收模块1016、测控调制发射模块1017。
中继数传发射模块包括107：中继发射天线1071、第三高频馈线模块1072、第一功放模块1073、功分器模块1074、数传调制发射模块1075、数传发射天线模块1076、第四高频馈线模块1077和第二功放模块1078。
第一高频馈线模块1013、第二高频馈线模块1014、第三高频馈线模块1072和第四高频馈线模块1077可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者高频电缆等等，只要可以传输高频信号即可，在此不做具体限定。
所述第一测控收发天线1011的输入输出端与第一高频馈线模块1013的输入输出端连接；所述第二测控收发天线1012的输入输出端与第二高频馈线模块1014的输入输出端连接；所述合路双工器模块1015的输入输出端与第一高频馈线模块1013、第二高频馈线模块1014的输入输出端连接；所述合路双工器模块1015的输出端与测控中继接收模块1016的输入端连接；所述合路双工器模块1015的输入端与测控调制发射模块1016的输出端连接；所述测控中继接收模块1016的输出端与基带处理模块103的输入端连接；所述基带处理模块的输出端103与测控调制发射模块1017的输入端连接。
所述计算机控制模块105的输出端与基带处理模块103的输入端连接；
所述基带处理模块103的输出端与中继数传调制发射模块1075的输入端连接；所述中继数传调制发射模块1075的输出端与功分器模块1074的输入端连接；所述功分器模块1074的输出端与第一功放模块1073、第二功放模块1078的输入端连接；所述第一功放模块1073的输出端与第三高频馈线模块1072输入端连接；所述第二功放模块1078的输出端与第四高频馈线模块1077输入端连接；所述第三高频馈线模块1072的输出端与中继发射天线1071的输入端连接；所述第四高频馈线模块1077输出端与数传发射天线1076的输入端连接。
如图3所示，一种测控中继数传一体化方法，包括：
在接收信号阶段：
测控收发模块将对地测控信号和对天中继信号发送给基带处理模块，包括：
第一测控收发天线通过第一高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
第二测控收发天线通过第二高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
合路双工器将接收到的第一测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号和第二测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号两个信号进行合路，并发送给测控中继接收模块；
测控中继接收模块将合路信号发送给基带处理模块。
基带处理模块将对地测控信号和对天中继信号进行处理，并根据计算机控制模块的指令发送给测控收发模块、基带处理模块和/或中继数传发射模块；
在信号处理阶段：
所述基带处理模块将合路信号分为对地调制信号和对地数传对天中继信号，
计算机控制模块控制基带处理模块的传输模式。
所述计算机控制模块向所述基带处理模块发送模式切换指令，其中，所述模式切换指令包括：对地调制模式、对地数传模式和对天中继模式，
当指令为对地调制模式时，所述基带处理模块将对地调制信号发送至测控收发模块；
当指令为对地数传模式或对天中继模式时，所述基带处理模块将对地数传和对天中继信号发送至中继数传发射模块。
在发射对天中继信号阶段：
中继数传调制发射模块接收对地数传对天中继信号，并发送给功分器模块，
所述功分器模块将对地数传对天中继信号分为对地数传信号和对天中继信号，
第一功放模块将所述对天中继信号进行放大，并通过第三高频馈线模块发送给中继发射天线，
所述中继发射天线将所述对天中继信号发射出去。
在发射对地数传信号阶段：
中继数传调制发射模块接收对地数传对天中继信号，并发送给功分器模块，
所述功分器模块将对地数传对天中继信号分为对地数传信号和对天中继信号，
第二功放模块将所述对地数传信号进行放大，并通过第四高频馈线模块发送给数传发射天线，
数传发射天线将所述对地数传信号发射出去。
在发射对地调制信号阶段：
所述测控调制发射模块接收来自基带处理模块的对地调制信号，并发送给合路双工模块，
所述合路双工模块将所述对地调制信号分为第一对地调制信号和第二对地调制信号，
所述第一对地调制信号通过第一高频馈线模块发送给第一测控收发天线，
所述第二对地调制信号通过第二高频馈线模块发送给第二测控收发天线，所述第一测控收发天线将所述第一对地调制信号发射出去；
所述第二测控收发天线将所述第二对地调制信号发射出去。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种测控中继数传一体化装置，其特征在于，包括：测控收发模块、基带处理模块、计算机控制模块和中继数传发射模块，其中
测控收发模块用于将对地测控信号和对天中继信号发送给基带处理模块，
基带处理模块用于将对地测控信号和对天中继信号进行处理，并根据计算机控制模块的指令发送给测控收发模块、基带处理模块和/或中继数传发射模块；
计算机控制模块用于控制基带处理模块的传输模式。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测控收发模块包括：第一测控收发天线、第二测控收发天线、第一高频馈线模块、第二高频馈线模块、合路双工器、测控中继接收模块和测控调制发射模块，
在接收信号阶段：
第一测控收发天线通过第一高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
第二测控收发天线通过第二高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
合路双工器将接收到的第一测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号和第二测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号两个信号进行合路，并发送给测控中继接收模块；
测控中继接收模块将合路信号发送给基带处理模块。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
在信号处理阶段：
所述基带处理模块将合路信号分为对地调制信号和对地数传对天中继信号，
所述计算机控制模块向所述基带处理模块发送模式切换指令，其中，所述模式切换指令包括：对地调制模式、对地数传模式和对天中继模式，
当指令为对地调制模式时，所述基带处理模块将对地调制信号发送至测控收发模块；
当指令为对地数传模式或对天中继模式时，所述基带处理模块将对地数传和对天中继信号发送至中继数传发射模块。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述中继数传发射模块包括：
中继数传调制发射模块、功分器模块、第一功放模块、第三高频馈线模块和中继发射天线，
在发射对天中继信号阶段：
中继数传调制发射模块接收对地数传对天中继信号，并发送给功分器模块，
所述功分器模块将对地数传对天中继信号分为对地数传信号和对天中继信号，
第一功放模块将所述对天中继信号进行放大，并通过第三高频馈线模块发送给中继发射天线，
所述中继发射天线将所述对天中继信号发射出去。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述中继数传发射模块还包括：第二功放模块、第四高频馈线模块和数传发射天线，
在发射对地数传信号阶段
中继数传调制发射模块接收对地数传对天中继信号，并发送给功分器模块，
所述功分器模块将对地数传对天中继信号分为对地数传信号和对天中继信号，
第二功放模块将所述对地数传信号进行放大，并通过第四高频馈线模块发送给数传发射天线，
数传发射天线将所述对地数传信号发射出去。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测控调制发射模块在发射对地调制信号阶段时，接收来自基带处理模块的对地调制信号，并发送给合路双工模块，
所述合路双工模块将所述对地调制信号分为第一对地调制信号和第二对地调制信号，
所述第一对地调制信号通过第一高频馈线模块发送给第一测控收发天线，
所述第二对地调制信号通过第二高频馈线模块发送给第二测控收发天线，
所述第一测控收发天线将所述第一对地调制信号发射出去；
所述第二测控收发天线将所述第二对地调制信号发射出去。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一测控收发天线与第二测控收发天线对称安装在卫星上。
8.一种测控中继数传一体化系统，其特征在于，包括
安装在卫星上的权利要求1-7中任一项所述的装置和卫星。
9.一种测控中继数传一体化方法，其特征在于，
测控收发模块将对地测控信号和对天中继信号发送给基带处理模块，
计算机控制模块控制基带处理模块的传输模式；
基带处理模块将对地测控信号和对天中继信号进行处理，并根据计算机控制模块的指令发送给测控收发模块、基带处理模块和/或中继数传发射模块。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
接收信号阶段：
第一测控收发天线通过第一高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
第二测控收发天线通过第二高频馈线模块将对地测控信号和对天中继信号发送给合路双工器，
合路双工器将接收到的第一测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号和第二测控收发天线的对地测控信号和对天中继信号两个信号进行合路，并发送给测控中继接收模块；
测控中继接收模块将合路信号发送给基带处理模块。
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