CN114303473B - 低轨手持式卫星通信终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低轨手持式卫星通信终端，涉及低轨卫星通信领域中的通信终端设备，由天线、微波模块、基带信号处理模块、ARM嵌入式模块、触摸屏、按键盘、液晶显示屏、接口模块和电源管理模块组成。它采用集成化和结构功能一体化设计方法，突破了终端小型化设计技术，并采用导频信号快速捕获、多路信号解调等多种技术，通过外接天线与卫星进行全双工的信息传输，并借助卫星的存储转发功能，实现非实时的数据和报文通信。本发明还采用了干扰抵消和自毁功能，它具有体积小、集成度高、抗干扰抗截获性能好、性能稳定可靠、重量轻、功耗低等优点，适用于作为基于数据存储的低轨卫星通信系统中的用于情报信息传输的手持式通信终端设备。

Description

低轨手持式卫星通信终端

技术领域

本发明涉及无线通信领域中的一种小体积低功耗的低轨手持式卫星通信终端，特别适用于用作基于数据存储的低轨卫星通信系统中非实时的数据和报文通信应用方式的通信终端。

背景技术

低轨卫星通信系统具有传输时延短、路径损耗低、发射成本低等特点，特别是极轨通信卫星，由于具有全球覆盖能力，因此以其为空间平台组成的卫星通信网，在军事上常用于全球范围内的情报信息传输。由于该类信息往往事关国家政治、外交和军事等重大决策，因此保证低轨卫星通信系统终端设备的隐蔽性及其传输的情报信息安全至关重要。

但目前卫星移动通信系统中用于数据、情报传输的终端设备主要为便携式设备，体积相对较大，携带并不方便，操作繁琐且目标比较明显，因此无法满足低轨卫星通信系统中用于情报传输的用户终端小体积、携带方便、隐蔽性强的基本应用要求。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种用于非实时数据和报文通信的小体积低功耗的低轨卫星通信终端。本发明具有抗同频、窄带干扰的能力，在突发情况下具有自毁功能，且自毁时自动清除程序和数据，暴露后对整个系统的安全不构成威胁，从而可有效保证用户进行安全的信息通信。同时本发明还具有多速率、携带方便、隐蔽性强、操作简单、性能稳定可靠、人际交互界面友好等特点。

本发明的目的是这样实现的：它由天线A、ARM嵌入式模块D、触摸屏E、按键盘F、接口模块G、电源模块H、液晶显示屏I组成，其特征在于：还包括微波模块B、基带信号处理模块C，其中微波模块B的输入端口B1与天线A的输出端口A1连接，微波模块B的输出端口B2与天线A的输入端口A2连接，微波模块B的输入端口B4与基带信号处理模块C的输出端口C4连接，微波模块B的输入端口B5通过数据总线与ARM嵌入式模块D的输出端口D6连接，微波模块B在ARM嵌入式模块D输入的频率控制信号控制下，把来自基带信号处理模块C输入的低中频信号调制成UHF频段射频信号，通过微波模块B的输出端口B2将射频信号输出至天线A的输入端口A2，并经天线A将射频信号发射出去；天线A将接收到的射频信号经输出端口A1输出至微波模块B的输入端口B1，微波模块B对来自天线A输入的UHF频段射频信号进行正交解调后输出低中频信号，通过微波模块B的输出端口B3将低中频信号输出至基带信号处理模块C的输入端口C1；基带信号处理模块C的输入端口C3与ARM嵌入式模块D的输出端口D2连接，基带信号处理模块C的输入输出端口C5通过数据总线与ARM嵌入式模块D的输入输出端口D7连接，基带信号处理模块C的输出端口C2与ARM嵌入式模块D的输入端口D1连接，基带信号处理模块C在ARM嵌入式模块D输入的调制解调参数信息的控制下，对来自微波模块B输入的低中频信号进行解扩解调和信道译码后恢复出数据比特流，对来自ARM嵌入式模块D输入的业务数据比特流进行扩频调制、基带成形、数字上变频和数/模转换后输出模拟低中频信号，基带信号处理模块C将内部工作状态信号传送到ARM嵌入式模块(D)，ARM嵌入式模块(D)将来自基带信号处理模块C输入的内部工作状态信号送液晶显示屏I进行显示；ARM嵌入式模块D输入端口D3通过数据总线与触摸屏E的输出端口E1连接，ARM嵌入式模块D输出端口D8通过数据总线与液晶显示屏I的输入端口I1连接，ARM嵌入式模块D输入输出端口D5通过数据总线与接口模块G的输入输出端口G1连接，ARM嵌入式模块D把来自基带信号处理模块C输入的译码后恢复的数据比特流解密成明文数据，并分析解密后的数据类型是信息还是报文，然后把解密后的信息数据输出至液晶显示屏I的输入端口I1，由液晶显示屏I把信息显示出来，或者把解密后的报文数据输出至接口模块G的输入输出端口G1，接口模块G将报文数据转换成符合特定接口标准的接口数据后，经输入输出端口G2把符合接口标准的数据输出至外部数据输入输出端口INOUT，同时接口模块G接收自外部数据输入输出端口INOUT输入的符合接口标准的数据，把接收到的接口数据转化成报文数据，并把报文数据输出至ARM嵌入式模块D的输入输出端口D5，触摸屏E通过手写完成信息的编辑录入，并将录入的明文信息输出至ARM嵌入式模块D的输入端口D3，ARM嵌入式模块D接收来自触摸屏E输入的信息数据或者自接口模块G输入的报文数据，对输入数据进行加密后形成业务数据比特流，并输出至基带信号处理模块C的输入端口C3；ARM嵌入式模块D输入端口D4通过数据总线与按键盘F的输出端口F1连接，接收按键盘控制信息，并结合触摸屏E和液晶显示屏I，在ARM软件的支持下完成人机交互工作；电源管理模块H的输入端口H1与外部电池充电接口VIN连接，将自外部充电接口VIN输入的充电电流送给内部电池进行充电，电源管理模块H输出端口+V1、+V2、+V3电压端分别与微波模块、基带信号处理模块、ARM嵌入式模块的电源端连接。

本发明微波模块B由低噪声放大器Ba、第一带通滤波器Bb、放大器Bc、可变增益放大器Bd、正交解调器Be、低通滤波器Bf、低频放大器Bg、正交调制器Bh、第二带通滤波器Bi、功率放大器Bj、频率综合器Bk、晶振Bl组成；其中低噪声放大器Ba将天线A输入的微弱射频信号放大后经输出端口Ba2输出至第一带通滤波器Bb的输入端口Bb1，第一带通滤波器Bb将输入的放大后的射频信号进行模拟带通滤波后经输出端口Bb2送至放大器Bc的输入端口Bc1，放大器Bc将输入的带通滤波后信号放大后经输出端口Bc2送至可变增益放大器Bd的输入端口Bd1，可变增益放大器Bd将输入的放大后射频信号进行变增益放大后经输出端口Bd2送至正交解调器Be的输入端口Be1，频率综合器Bk的输入端口Bk1与晶振Bl的输出端口Bl1连接，频率综合器Bk对来自晶振Bl输入的参考频率源进行频率合成得到本振信号，将下变频所需要的本振信号经输出端口Bk2送至正交解调器Be的输入端口Be2，同样也将上变频所需要的本振信号经输出端口Bk3送至正交调制器Bh的输入端口Bh2，正交解调器Be把可变增益放大器Bd输入的变增益放大后的射频信号与频率综合器Bk输入的本振信号进行正交混频，将信号频谱搬移到低频段，得到解调后的低中频信号，把解调后的低中频信号经输出端口Be3输出至低通滤波器Bf的输入端口Bf1，低通滤波器Bf对输入的低中频信号进行模拟低通滤波后经输出端口Bf2输出至低频放大器Bg的输入端口Bg1，低频放大器Bg将输入的低通滤波后的信号进行线性放大，将线性放大后的信号经输出端口Bg2输出至及基带信号处理模块C的输入端口C1；正交调制器Bh把基带信号处理模块C输入的低中频信号与频率综合器Bk输入的本振信号进行正交混频，将信号频谱搬移到高频段，得到调制后的射频信号，把调制后的射频信号经输出端口Bh3输出至第二带通滤波器Bi的输入端口Bi1，第二带通滤波器Bi将输入的射频信号进行模拟带通滤波，将带通滤波后的信号经输出端口Bi2输出至功率放大器Bj的输入端口Bj1，功率放大器Bj将输入的带通滤波后的信号进行功率放大，将功率放大后的射频信号经输出端口Bj2输出至天线A的输入端口A2，并由天线将功率放大后的射频信号发射出去。

本发明基带信号处理模块C由A/D变换器Ca、数字下变频器Cb、干扰抵消器Cc、导频信道捕获模块Cd、导频信道解扩解调模块Ce、导频信息解析模块Cf、业务信道解扩解调模块Cg、解交织器Ch、信道译码器Ci以及编码器Cj、交织器Ck、突发形成器Cl扩频调制器Cm、成形滤波器Cn、数字上变频器Co、D/A变换器Cp、低通滤波器Cq组成；其中A/D变换器Ca对微波模块B输入的低中频信号进行模/数变换，将模/数变换后的数据输入数字下变频器Cb的输入端口Cb1，数字下变频器Cb将信号进行数字下变频，将低中频信号转化为基带信号，并将基带信号经输出端口Cb2输出至干扰抵消模块Cc的输入端口Cc1，干扰抵消模块Cc将输入的基带信号进行频谱分析，并把基带信号中存在的窄带干扰信号消除掉，将干扰消除后的信号经输出端口Cc2输出至导频信道捕获模块Cd的输入端口Cd1，导频信道捕获模块Cd将输入的干扰消除后的信号和导频信道的本地参考码进行相关处理并搜索符合预定信噪比要求的信号，从而完成导频信号的捕获，将捕获到的导频信号的载波和码相位信息通过输出端口Cd2输出至导频信道解扩解调模块Ce的输入端口Ce1，同时将捕获到的导频信号的载波、码相位和时钟同步信息通过输出端口Cd3输出至业务信道解扩解调模块Cg的输入端口Cg1，导频信道解扩解调模块Ce根据输入的导频信号的载波和码相位信息来完成导频信号的解扩解调，将解调后的导频数据经过输出端口Ce2输出至导频信息解析模块Cf的输入端口Cf1，导频信息解析模块Cf将输入的解调后的导频数据进行解析处理，恢复出卫星下发的导频信息，并将恢复出的导频信息分为两路，一路经过输出端口Cf2输出至业务信道解扩解调模块Cg的输入端口Cg2，另一路经过输出端口Cf3输出至ARM嵌入式模块D的输入端口D1中进行后续的信息处理，业务信道解扩解调模块Cg在导频信道捕获模块Cd输入的导频信号载波、码相位和时钟同步信息及导频信息解析模块Cf输入的卫星下发的导频信息的引导下，完成业务信道的同步和解扩解调，将解调后的业务数据经过输出端口Cg3输出至解交织器Ch的输入端口Ch1，解交织器Ch将输入的解调后的业务数据进行解交织处理，将解交织后的业务数据经输出端口Ch2输出至信道译码器Ci的输入端口Ci1，信道译码器Ci将输入的解交织后的业务数据进行纠错译码，将译码后恢复的卫星发送的业务数据报文经过输出端口Ci2输出至ARM嵌入式模块D的输入端口D1中进行后续的信息处理；编码器Cj对ARM嵌入式模块D输入的需要发送的业务数据信息进行信道编码，将编码后的数据经输出端口Cj2输出至交织器Ck的输入端口Ck1，交织器Ck将输入的编码后的数据进行块交织处理，将交织后的数据经过输出端口Ck2输出至突发形成器Cl的输入端口Cl1，突发形成器Cl对输入信号插入同步引导段和独特码形成突发信道帧，将突发信道帧经输出端口Cl2输出至扩频调制器Cm的输入端口Cm1，扩频调制器Cm对输入的突发帧数据进行扩频调制，把扩频调制信号经输出端口Cm2输出至成形滤波器Cn的输入端口Cn1，成形滤波器Cn将输入的扩频调制信号进行基带频谱成形，将基带成形的信号经输出端口Cn2输出至数字上变频器Co的输入端口Co1，数字上变频器Co对输入的基带成形信号进行数字上变频，得到低中频的数字信号，经输出端口Co2将低中频信号输出至D/A变换器Cp的输入端口Cp1，D/A变换器Cp将低中频数字信号进行数/模变换，经输出端口Cp2将数/模变换后的数据输出至低通滤波器Cq的输入端口Cq1，低通滤波器Cq将数/模变换后的低中频信号进行模拟低通滤波，将低通滤波后的信号输出至微波模块B的输入端口B3中进行射频调制。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

1.本发明是一种应用于低轨卫星通信系统的通信终端，可通过外接天线与卫星进行全双工的信息传输，并借助卫星的存储转发功能，实现多速率、非实时的数据和报文通信。

2.本发明在基带信号处理模块C中加入了干扰抵消器Cc，干扰抵消器Cc对接收信号进行谱分析，如果发现单音、多音或窄带信号存在则对其进行干扰消除，从而增强了通信稳定性，提高了通信终端的抗同频、窄带干扰能力。

3.本发明微波模块B中的频率综合器Bk采用收发端同源的方案，即微波模块B中的正交调制器Bh和正交解调器Be使用相同的本振信号来进行正交调制和解调，从而大大减小了整机体积，有利于通信终端的小型化设计。

4.本发明支持卫星的定位，搜索。通过输入本地的经纬度，根据预置的卫星轨道根数可得知卫星的过境时间。当卫星入境后，可根据接收到的导频信息更新卫星轨道根数，并利用终端的位置信息确定卫星轨道预报。

5.本发明具备在突发情况下的自毁功能，自毁时要清除程序和数据，暴露后对整个系统的安全不构成威胁。

6.本发明具备友好易用的用户界面，操作简便快捷，支持用户口令密码设置，具备触摸屏、外接键盘或连接计算机进行输入、输出数据的功能，且具有外接U盘、SD卡等存储设备的能力，以及短信息处理功能和数据存储管理能力。

7.本发明集成化程度高，主机体积较小，功耗低，性能稳定可靠，能够在较恶劣的环境(-10℃～55℃)条件下正常工作。同时具备丰富的接口，具有很高的易用性，具有推广应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例的电原理方框图。

图2是本发明微波模块B实施例的电原理图。

图3是本发明基带信号处理模块C实施例的电原理图。

具体实施方式

参照图1至图3，本发明包括天线A、微波模块B、基带信号处理模块C、ARM嵌入式模块D、触摸屏E、按键盘F、接口模块G、电源管理模块H、液晶显示屏I，图1是本发明实施例的电原理方框图，实施例按图1连接线路。其中天线A输出端口A1与微波模块B输入端口B1连接，其作用是将接收到的微弱射频信号送微波模块B中进行低噪声放大和模拟正交解调。天线A输入端口A2与微波模块B输出端口B2连接，其作用是将微波模块B送来的射频信号发射出去。天线A其作用就是完成射频信号的接收和发送。实施例中天线A根据不同的终端造型，采用自制的收发分离的头盔附形天线或微带阵列平板天线制作。

本发明ARM嵌入式模块D输出端口D6通过数据总线与微波模块B输入端口B5连接，用于控制射频收发本振源的频率变化和射频输出信号的功率电平，ARM嵌入式模块D输入输出端口D7通过数据总线与基带信号处理模块C输入输出端口C5连接，用于控制本机的信息速率和工作模式等工作参数，并检测它的信噪比等工作状态，ARM嵌入式模块D输入端口D3与触摸屏E输出端口E1连接，用于配合手写笔完成发送信息的编辑录入，ARM嵌入式模块D输出端口D8与液晶显示屏I输入端口I1连接，用于完成接收信息的输出及显示，ARM嵌入式模块D输入端口D4与按键盘F输出端口F1连接，通过本机的按键操作修改或监测本机的状态，ARM嵌入式模块D输入输出端口D5通过数据总线与接口模块G输入输出端口G1连接，用于实施本机与外接设备的信息交互，ARM嵌入式模块D其作用就是通过这些控制和监测端口控制本机的正常工作，完成对该终端设备的总体控制、数据处理、人机交互、资源管理、安全加解密等功能，直接为用户提供方便的服务。实施例采用市售专用CPU集成电路ARM NHPXA270C5C520、专用集成电路MT48LC64M4A2、28F256P30T、K9F1208SUOM、专用网卡芯片DM9000AE、触摸屏接口芯片UCB1400BE、SD卡驱动芯片SDIN2C2-2G、232接口电路MAX3232EEAE制作。触摸屏E采用自行设计、定制的4线电阻式触摸屏制作，液晶显示屏I实施例采用TD035STEB2型3.5寸TFT彩色液晶屏制作。按键盘F实施例采用自制的2x3的矩阵键盘制作。

本发明微波模块B的主要作用包括对输入的微弱射频信号进行低噪声放大和正交解调后，经低通滤波、放大后输出低中频信号，以及对输入的低中频信号进行正交混频后调制到射频频段，并经带通滤波和功率放大后输出射频信号。它包括低噪声放大器Ba、第一带通滤波器Bb、第二带通滤波器Bi、放大器Bc、可变增益放大器Bd、正交解调器Be、低通滤波器Bf、低频放大器Bg、正交调制器Bh、功率放大器Bj、频率综合器Bk、晶振Bl，图2是本发明微波模块实施例的电原理图，实施例按图2连接线路。其中低噪声放大器Ba其作用是将输入的微弱射频信号放大到通信所需的大信号，完成功率放大。第一带通滤波器Bb和第二带通滤波器Bi的作用是完成输入信号的模拟带通滤波，滤除信号在频带外的干扰和杂散。放大器Bc其作用是完成输入信号的线性放大。可变增益放大器Bd其作用是完成输入信号的可变增益放大，将射频信号的幅度控制在需要的范围内输出，从而使进入后级A/D转换器的信号变得相对平稳，使接收端具有较大的动态范围。正交解调器Be其作用是使输入的射频信号和本振信号进行正交混频得到低中频解调信号。低通滤波器Bf其作用是滤除输入信号中高频部分的杂散和干扰。低频放大器Bg其作用是完成输入低中频信号的功率放大。正交调制器Bh其作用是将输入的低中频信号和本振信号进行正交混频得到射频频段的调制信号。功率放大器Bj其作用是完成射频调制信号的功率放大，将射频信号提升至要求的发射功率，最终经天线发射出去。频率综合器Bk其作用是对输入的参考频率源进行频率合成得到正交混频所需要的本振信号，并分别送正交调制器和解调器进行信号的调制和解调。晶振Bl其作用是为频率综合器提供参考频率源。实施例低噪声放大器采用中国电子科技集团公司第十三研究所定制的LNA370-80-0.6低噪声放大器制作，带通滤波器Bb、Bi分别采用中国电子科技集团公司第十三研究所定制的SBP399B和SBP369B滤波器件制作，放大器Bc采用中国电子科技集团公司第十三研究所生产的集成放大器制作，可变增益放大器Bd、正交解调器Be和低频放大器Bg各个功能模块采用专用的有源解调芯片AD8348制作，低通滤波器Bf采用LC滤波器制作，正交调制器Bh采用专用的有源调制芯片AD8345制作，功率放大器Bj采用中国电子科技集团公司第十三研究所生产的PA400-47-5W功率放大器制作，频率综合器中国电子科技集团公司第十三研究所生产的MPS393-786频率综合器器制作，晶振Bl采用10M温补晶振制作。

本发明基带信号处理模块C的主要作用包括对输入的业务数据进行扩频调制、频谱成形和上变频后输出低中频调制信号，以及对正交解调后的低中频信号进行解扩解调、信道译码和数据解析，最终恢复出原始的业务信息比特流。它包括A/D变换器Ca、数字下变频器Cb、干扰抵消器Cc、导频信道捕获模块Cd、导频信道解扩解调模块Ce、导频信息解析模块Cf、业务信道解扩解调模块Cg、解交织器Ch、信道译码器Ci以及编码器Cj、交织器Ck、突发形成器Cl、扩频调制器Cm、成形滤波器Cn、数字上变频器Co、D/A变换器Cp、低通滤波器Cq，图3是本发明基带信号处理模块实施例的电原理图，实施例按图3连接线路。其中A/D变换器Ca其作用是对接收信号进行A/D变换，将模拟信号转变为数字信号。数字下变频器Cb其作用是对接收信号进行正交数字下变频，将低中频信号转换为基带信号。干扰抵消器Cc其作用是对输入的基带信号进行频谱分析，并把输入信号中的窄带信号干扰信号抵消掉。导频信道捕获模块Cd其作用是完成导频信道本地扩频码的捕获，获得收发伪码的粗同步。导频信道解扩解调模块Ce其作用是根据导频信道捕获完成后的载波频率和扩频码相位信息，来完成导频信号的解扩解调，恢复出调制的导频数据。导频信息解析模块Cf其作用是从输入的导频解调数据中分离出辅助信息和导频信息。业务信道解扩解调模块Cg其作用是在导频信道扩频码捕获信息及恢复出的导频信息引导下，来完成业务信道的同步和解扩解调。解交织器Ch其作用是对解调后的业务数据进行去交织处理。信道译码器Ci其作用是对去交织后的业务解调数据进行纠错译码处理，恢复出卫星发送的业务数据报文。编码器Cj其作用是完成输入数据的信道编码。交织器Ck其作用是完成输入信号的块交织处理。突发形成器Cl其作用是对输入信号插入同步引导段和独特码形成突发信道帧。扩频调制器Cm其作用是完成输入信号的扩频调制。成形滤波器Cn其作用是完成扩频调制后数据的基带频谱成形，将数据转换成适合信道传输和解调的信号波形。数字上变频器Co其作用是对接收信号进行正交数字上变频，使基带信号频谱被搬移到低频段。D/A变换器Cp其作用是完成信号的数/模转换，将数字低中频信号转换成模拟低中频信号。低通滤波器Cq其作用是滤除输入信号中高频部分的杂散和干扰。实施例A/D变换器Ca采用市售专用A/D芯片AD9238制作，D/A变换器Cp采用AD9709型市售专用D/A芯片制作，低通滤波器Cq采用LC滤波器制作。实施例本发明数字下变频器Cb、干扰抵消器Cc、导频信道捕获模块Cd、导频信道解扩解调模块Ce、导频信息解析模块Cf、业务信道解扩解调模块Cg、解交织器Ch、信道译码器Ci、编码器Cj、交织器Ck、突发形成器Cl、扩频调制器Cm、成形滤波器Cn和数字上变频器Co各个功能模块采用一片EP2C70F672I8型FBGA芯片制作。

本发明接口模块G由mini_SD卡插槽，mini_USB接口(mini_USB_A、mini_USB_AB)、按键接口等构成，其主要作用是在实现本机与外部设备之间的信息交互。上述接口均由ARM嵌入式终端D进行控制，其中mini_SD卡插槽采用标准接口，其接口符合mini_SD接口标准规范要求。mini_USB_A接口只能作为主设备，通过该接口连接其它外围从设备，而mini_USB_AB接口既可以作为主设备连接外接设备，又可以作为从设备，其本身作为从设备连接主机。同时终端设备设有开关键、系统复位键和自毁键，其中开关键用于终端的开启和关闭操作；系统复位键用于终端操作系统复位操作，自毁键实现终端的紧急自毁功能。

本发明电源管理模块H由电池、充电电路和相应的电压转换电路构成，其主要作用是通过内部的DC-DC电压变换电路，将电池电压进行高效率的电压变换，从而提供各级部件直流工作电压，同时还可外接充电器来对电池进行充电。实施例电池采用定制4400mAh/7.4V锂离子聚合物可充电电池制作，电压转换电路采用市售专用电源转换芯片TPS65020RHAR制作，其输出+V1电压为+3.3伏，+V2电压为+1.3伏、输出+V3电压为+1.1伏。

本发明简要工作原理如下：低轨手持式卫星通信终端在整机体积受限的条件下，可通过外接天线与卫星进行全双工的信息传输，并借助卫星的存储转发功能，实现非实时的数据和报文通信，同时本发明设计有干扰抵消器接口，接收端可在进行基带处理前串入干扰抵消器，将自卫星上接收下来的窄带干扰信号抵消掉，从而使终端具有一定的抗同频、抗窄带干扰的能力，并增强了通信稳定性。其内部主要由天线A、微波模块B、基带信号处理模块C、ARM嵌入式模块D、触摸屏E、按键盘F、接口模块G、电源管理模块H、液晶显示屏I组成。各部分均采用了模块化设计技术，构成具有独立功能的相应单元。

在低轨手持式卫星通信终端工作过程中，天线A将收到的微弱射频信号输入微波模块B，微波模块B对输入的微弱射频信号进行低噪声放大和正交解调，然后把解调后的低中频信号送基带信号处理模块C，基带信号处理模块C对输入的低中频信号进行干扰抵消、解扩解调、信道译码和信息解析，从译码后的数据中解析出业务信息，并把业务信息输出到ARM嵌入式模块D，ARM嵌入式模块D对输入的业务信息进行解密，并分析解密后的数据类型是信息还是报文，然后把解密后的信息数据送液晶显示屏I显示出来，或者把解密后的报文数据送接口模块G，接口模块G将报文数据转换成符合特定接口标准的数据形式后，把符合接口标准的数据输出给外接设备。另外，来自外接设备的符合接口标准的数据进入接口模块G，接口模块G把输入的接口数据转化成报文数据，并把报文数据输出至ARM嵌入式模块D，触摸屏E通过手写完成待发送信息的编辑录入，并把待发送信息输出至ARM嵌入式模块D，ARM嵌入式模块D接收来自触摸屏E输入的明文信息数据或者自接口模块G输入的报文数据，并对输入数据进行加密后形成业务数据比特流，然后把加密后的业务数据送至基带信号处理模块C，基带处理模块C对输入信号进行信道编码、块交织、突发形成、扩频调制、基带成形、数字上变频和数/模变换，并将数/模变换后的低中频模拟信号送微波模块B进行正交调制和放大，微波模块将放大后的射频信号输入到天线A，并由天线A将射频信号发射出去。通信过程中，按键盘F在触摸屏E和液晶显示屏工的配合下，将控制信息输入到ARM嵌入式模块D，并在ARM软件的支持下，协同ARM嵌入式模块D完成人机交互工作；接口模块G可协同ARM嵌入式模块D实现与外接设备的信息交互；ARM嵌入式模块D完成信息的加解密、射频收发本振源的频率选择、射频输出信号的功率电平设置、信息速率选择、本机工作信噪比的检测及电池电量检测等功能。

本发明安装结构如下：把本发明图2、图3中所有电路部件和电源管理模块H安装在一块长×宽为125×70毫米的印制板1上，把ARM嵌入式终端模块D、触摸屏E、按键盘F、接口模块G和液晶显示屏I安装在一块长×宽为125×70毫米的印制板2上，各印制板上安装与外部设备的接口，然后把印制板1、印制板2和电池按照由上至下的顺序依次装在一个长×宽×厚为130毫米×75毫米×30毫米的手机机壳内，印制板和电池按照串联结构安装，各印制板和电池之间通过数据线连接；设备整机重量约为340克，采用铝镁合金机壳来提高设备的散热能力，同时并采用不绣钢螺钉紧固，以增强接口的抗腐蚀性。设备正面安装有触摸屏E、液晶显示屏I和按键F，背面安装有手写笔和4400mAh电池，设备顶部安装有SMB天线收发接口，底部安装充电接口，设备左侧安装mini_SD卡插槽、复位键和自毁键，右侧安装mini_USB接口和开关机按键，天线A通过电缆与设备机壳上插座连接，组装成本发明。

Claims (3)

1.一种低轨手持式卫星通信终端，包括天线(A)、ARM嵌入式模块(D)、触摸屏(E)、按键盘(F)、接口模块(G)、电源管理模块(H)和液晶显示屏(I)，其特征在于：还包括微波模块(B)和基带信号处理模块(C)；其中微波模块(B)的输入端口B1与天线(A)的输出端口A1连接，微波模块(B)的输出端口B2与天线(A)的输入端口A2连接，微波模块(B)的输入端口B4与基带信号处理模块(C)的输出端口C4连接，微波模块(B)的输入端口B5通过数据总线与ARM嵌入式模块(D)的输出端口D6连接，微波模块(B)在ARM嵌入式模块(D)输入的频率控制信号控制下，把来自基带信号处理模块(C)输入的低中频信号调制成UHF频段射频信号，通过微波模块(B)的输出端口B2将射频信号输出至天线(A)的输入端口A2，并经天线(A)将射频信号发射出去；天线(A)将接收到的射频信号经输出端口A1输出至微波模块(B)的输入端口B1，微波模块(B)对来自天线(A)输入的UHF频段射频信号进行正交解调后输出低中频信号，通过微波模块(B)的输出端口B3将低中频信号输出至基带信号处理模块(C)的输入端口C1；基带信号处理模块(C)的输入端口C3与ARM嵌入式模块(D)的输出端口D2连接，基带信号处理模块(C)的输入输出端口C5通过数据总线与ARM嵌入式模块(D)的输入输出端口D7连接，基带信号处理模块(C)的输出端口C2与ARM嵌入式模块(D)的输入端口D1连接，基带信号处理模块(C)在ARM嵌入式模块(D)输入的调制解调参数信息的控制下，对来自微波模块(B)输入的低中频信号进行解扩解调和信道译码后恢复出数据比特流，对来自ARM嵌入式模块(D)输入的业务数据比特流进行扩频调制、基带成形、数字上变频和数/模转换后输出模拟低中频信号，基带信号处理模块(C)将内部工作状态信号传送到ARM嵌入式模块(D)，ARM嵌入式模块(D)将来自基带信号处理模块(C)输入的内部工作状态信号送液晶显示屏(I)进行显示；ARM嵌入式模块(D)输入端口D3通过数据总线与触摸屏(E)的输出端口E1连接，ARM嵌入式模块(D)输出端口D8通过数据总线与液晶显示屏(I)的输入端口I1连接，ARM嵌入式模块(D)输入输出端口D5通过数据总线与接口模块(G)的输入输出端口G1连接，ARM嵌入式模块(D)把来自基带信号处理模块(C)输入的译码后恢复的数据比特流解密成明文数据，并分析解密后的数据类型是信息还是报文，然后把解密后的信息数据输出至液晶显示屏(I)的输入端口I1，由液晶显示屏(I)把信息显示出来，或者把解密后的报文数据输出至接口模块(G)的输入输出端口G1，接口模块(G)将报文数据转换成符合特定接口标准的接口数据后，经输入输出端口G2把符合接口标准的数据输出至外部数据输入输出端口INOUT，同时接口模块(G)接收自外部数据输入输出端口INOUT输入的符合接口标准的数据，把接收到的接口数据转化成报文数据，并把报文数据输出至ARM嵌入式模块(D)的输入输出端口D5，触摸屏(E)通过手写完成信息的编辑录入，并将录入的明文信息输出至ARM嵌入式模块(D)的输入端口D3，ARM嵌入式模块(D)接收来自触摸屏(E)输入的信息数据或者自接口模块G输入的报文数据，对输入数据进行加密后形成业务数据比特流，并输出至基带信号处理模块(C)的输入端口C3；ARM嵌入式模块(D)输入端口D4通过数据总线与按键盘(F)的输出端口F1连接，接收按键盘控制信息，并结合触摸屏(E)和液晶显示屏(I)，在ARM软件的支持下完成人机交互工作；电源管理模块(H)输入端口H1与外部电池充电接口VIN连接，将自外部充电接口VIN输入的充电电流送给内部电池进行充电，电源管理模块(H)输出端口+V1、+V2、+V3电压端分别与微波模块、基带信号处理模块、ARM嵌入式模块的电源端连接。

2.根据权利要求1所述的低轨手持式卫星通信终端，其特征在于：微波模块(B)由低噪声放大器(Ba)、第一带通滤波器(Bb)、放大器(Bc)、可变增益放大器(Bd)、正交解调器(Be)、低通滤波器(Bf)、低频放大器(Bg)、正交调制器(Bh)、第二带通滤波器(Bi)、功率放大器(Bj)、频率综合器(Bk)和晶振(Bl)组成；

其中低噪声放大器(Ba)将天线(A)输入的微弱射频信号放大后经输出端口Ba2输出至第一带通滤波器(Bb)的输入端口Bb1，第一带通滤波器(Bb)将输入的放大后的射频信号进行模拟带通滤波后经输出端口Bb2送至放大器(Bc)的输入端口Bc1，放大器(Bc)将输入的带通滤波后信号放大后经输出端口Bc2送至可变增益放大器(Bd)的输入端口Bd1，可变增益放大器(Bd)将输入的放大后射频信号进行变增益放大后经输出端口Bd2送至正交解调器(Be)的输入端口Be1，频率综合器(Bk)的输入端口Bk1与晶振(Bl)的输出端口Bl1连接，频率综合器(Bk)对来自晶振(Bl)输入的参考频率源进行频率合成得到本振信号，将下变频所需要的本振信号经输出端口Bk2送至正交解调器(Be)的输入端口Be2，同样也将上变频所需要的本振信号经输出端口Bk3送至正交调制器(Bh)的输入端口Bh2，正交解调器(Be)把可变增益放大器(Bd)输入的变增益放大后的射频信号与频率综合器(Bk)输入的本振信号进行正交混频，将信号频谱搬移到低频段，得到解调后的低中频信号，把解调后的低中频信号经输出端口Be3送至低通滤波器(Bf)的输入端口Bf1，低通滤波器(Bf)对输入的低中频信号进行模拟低通滤波后经输出端口Bf2输出至低频放大器(Bg)的输入端口Bg1，低频放大器(Bg)将输入的低通滤波后的信号进行线性放大，将线性放大后的信号经输出端口Bg2输出至及基带信号处理模块(C)的输入端口C1；正交调制器(Bh)把基带信号处理模块(C)输入的低中频信号与频率综合器(Bk)输入的本振信号进行正交混频，将信号频谱搬移到高频段，得到调制后的射频信号，把调制后的射频信号经输出端口Bh3送至第二带通滤波器(Bi)的输入端口Bi1，第二带通滤波器(Bi)将输入的射频信号进行模拟带通滤波，将带通滤波后的信号经输出端口Bi2输出至功率放大器(Bj)的输入端口Bj1，功率放大器(Bj)将输入的带通滤波后的信号进行功率放大，将功率放大后的射频信号经输出端口Bj2输出至天线(A)的输入端口A2。

3.根据权利要求1或2所述的低轨手持式卫星通信终端，其特征还在于：基带信号处理模块(C)由A/D变换器(Ca)、数字下变频器(Cb)、干扰抵消器(Cc)、导频信道捕获模块(Cd)、导频信道解扩解调模块(Ce)、导频信息解析模块(Cf)、业务信道解扩解调模块(Cg)、解交织器(Ch)、信道译码器(Ci)、编码器(Cj)、交织器(Ck)、突发形成器(Cl)、扩频调制器(Cm)、成形滤波器(Cn)、数字上变频器(Co)、D/A变换器(Cp)和低通滤波器(Cq)组成；

其中A/D变换器(Ca)对微波模块(B)输入的低中频信号进行模/数变换，将模/数变换后的数据送至数字下变频器(Cb)的输入端口Cb1，数字下变频器(Cb)将信号进行数字下变频，将低中频信号转化为基带信号，并将基带信号经输出端口Cb2输出至干扰抵消器(Cc)的输入端口Cc1，干扰抵消器(Cc)将输入的基带信号进行频谱分析，并把基带信号中存在的窄带干扰信号消除掉，将干扰消除后的信号经输出端口Cc2输出至导频信道捕获模块(Cd)的输入端口Cd1，导频信道捕获模块(Cd)将输入的干扰消除后的信号和导频信道的本地参考码进行相关处理并搜索符合预定信噪比要求的信号，从而完成导频信号的捕获，将捕获到的导频信号的载波和码相位信息通过输出端口Cd2输出至导频信道解扩解调模块(Ce)的输入端口Ce1，同时将捕获到的导频信号的载波、码相位和时钟同步信息通过输出端口Cd3输出至业务信道解扩解调模块(Cg)的输入端口Cg1，导频信道解扩解调模块(Ce)根据输入的导频信号的载波和码相位信息来完成导频信号的解扩解调，将解调后的导频数据经过输出端口Ce2输出至导频信息解析模块(Cf)的输入端口Cf1，导频信息解析模块(Cf)将输入的解调后的导频数据进行解析处理，恢复出卫星下发的导频信息，并将恢复出的导频信息分为两路，一路经过输出端口Cf2输出至业务信道解扩解调模块(Cg)的输入端口Cg2，另一路经过输出端口Cf3输出至ARM嵌入式模块(D)的输入端口D1中进行后续的信息处理，业务信道解扩解调模块(Cg)在导频信道捕获模块(Cd)输入的导频信号载波、码相位和时钟同步信息及导频信息解析模块(Cf)输入的卫星下发的导频信息的引导下，完成业务信道的同步和解扩解调，将解调后的业务数据经过输出端口Cg3输出至解交织器(Ch)的输入端口Ch1，解交织器(Ch)将输入的解调后的业务数据进行解交织处理，将解交织后的业务数据经输出端口Ch2输出至信道译码器(Ci)的输入端口Ci1，信道译码器(Ci)将输入的解交织后的业务数据进行纠错译码，将译码后恢复的卫星发送的业务数据报文经过输出端口Ci2输出至ARM嵌入式模块(D)的输入端口D1中进行后续的信息处理；编码器(Cj)对ARM嵌入式模块(D)输入的需要发送的业务数据信息进行信道编码，将编码后的数据经输出端口Cj2输出至交织器(Ck)的输入端口Ck1，交织器(Ck)将输入的编码后的数据进行块交织处理，将交织后的数据经过输出端口Ck2输出至突发形成器(Cl)的输入端口Cl1，突发形成器(Cl)对输入信号插入同步引导段和独特码形成突发信道帧，将突发信道帧经输出端口Cl2输出至扩频调制器(Cm)的输入端口Cm1，扩频调制器(Cm)对输入的突发帧数据进行扩频调制，把扩频调制信号经输出端口Cm2输出至成形滤波器(Cn)的输入端口Cn1，成形滤波器(Cn)将输入的扩频调制信号进行基带频谱成形，将基带成形的信号经输出端口Cn2输出至数字上变频器(Co)的输入端口Co1，数字上变频器(Co)对输入的基带成形信号进行数字上变频，得到低中频的数字信号，经输出端口Co2将低中频信号输出至D/A变换器(Cp)的输入端口Cp1，D/A变换器(Cp)将低中频数字信号进行数/模变换，经输出端口Cp2将数/模变换后的数据输出至低通滤波器(Cq)的输入端口Cq1，低通滤波器(Cq)将数/模变换后的低中频信号进行模拟低通滤波，将低通滤波后的信号输出至微波模块(B)的输入端口B3中进行射频调制。

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