CN115396006B - 一种激光微波混合星间链路系统 - Google Patents

一种激光微波混合星间链路系统 Download PDF

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CN115396006B CN202210901093.XA CN202210901093A CN115396006B CN 115396006 B CN115396006 B CN 115396006B CN 202210901093 A CN202210901093 A CN 202210901093A CN 115396006 B CN115396006 B CN 115396006B
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Abstract

本发明公开了一种激光微波混合星间链路系统,包括:同轨激光链路、异轨激光链路、毫米波星间链路、Ka星间链路和激光微波一体化处理机;其中,激光微波一体化处理机:接收同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据;对同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据进行数据处理后分别得到第一光载波、第二光载波、第一S频段中频信号和第二S频段中频信号,将第一光载波传输给同轨激光链路,将第二光载波传输给异轨激光链路,将第一S频段中频信号传输给毫米波星间链路,将第二S频段中频信号传输给Ka星间链路。本发明实现了卫星之间激光高速数据传输和微波高可靠传输。

Description

一种激光微波混合星间链路系统
技术领域
本发明属于星间链路通信技术领域,尤其涉及一种激光微波混合星间链路系统。
背景技术
现有的星间链路的传输介质主要采用微波或者激光,实际工作过程中,激光星间链路对准捕获困难、建链时间长、受平台振动及空间背景光影响链路可靠性低,而微波星间链路通信速率低。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种激光微波混合星间链路系统,实现了卫星之间激光高速数据传输和微波高可靠传输。
本发明目的通过以下技术方案予以实现:一种激光微波混合星间链路系统,包括:同轨激光链路、异轨激光链路、毫米波星间链路、Ka星间链路和激光微波一体化处理机;其中,所述激光微波一体化处理机:接收同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据;对同轨激光链路信息进行数据处理后得到第一光载波,将第一光载波传输给所述同轨激光链路;对异轨激光链路信息进行数据处理后得到第二光载波,将第二光载波传输给所述异轨激光链路;将毫米波星间链路数据进行处理后得到第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号传输给所述毫米波星间链路;将Ka星间链路数据处理后得到第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号传输给所述Ka星间链路;所述同轨激光链路:接收第一光载波,将第一光载波进行光功率放大后得到第一大功率信号光,将第一大功率信号光准直发射给同轨对方卫星;所述异轨激光链路:接收第二光载波,将第二光载波进行光功率放大后得到第二大功率信号光,将第二大功率信号光准直发射给异轨对方卫星;所述毫米波星间链路:接收第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号进行处理后得到滤波放大后信号,将滤波放大后信号辐射至目标星;所述Ka星间链路:接收第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号进行处理后得到Ka频段滤波信号,将Ka频段滤波信号辐射至目标星。
上述激光微波混合星间链路系统中,所述同轨激光链路:接收同轨对方卫星发射的第一微弱空间光信号,将第一微弱空间光信号传输给所述激光微波一体化处理机;所述异轨激光链路:接收异轨对方卫星发射的第二微弱空间光信号,将第二微弱空间光信号传输给所述激光微波一体化处理机;所述毫米波星间链路:接收目标星发送来的毫米波信号,将毫米波信号进行处理后得到变频后的毫米波信号,将变频后的毫米波信号传输给所述激光微波一体化处理机;所述Ka星间链路:接收目标星发送来的Ka信号,将Ka信号处理后得到中频信号,将中频信号传输给所述激光微波一体化处理机;所述激光微波一体化处理机:接收第二微弱空间光信号并对微第二弱空间光信号处理后得到异轨信息;接收变频后的毫米波信号,将变频后的毫米波信号进行处理后得到毫米波星间链路的信息;接收中频信号,将中频信号进行处理后得到Ka星间链路的信息。
上述激光微波混合星间链路系统中,所述激光微波一体化处理机包括电源转换模块、组网路由模块、微波收发模块、基带处理模块和光电收发模块;其中,所述电源转换模块:分别给所述组网路由模块、所述微波收发模块、所述基带处理模块和所述光电收发模块供电;所述组网路由模块:接收同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据,将同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据分别进行组帧和封装处理后传输给所述基带处理模块;所述基带处理模块:接收组帧和封装处理后的同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据;将组帧和封装处理后的同轨激光链路信息进行数据编码、调制和星座映射处理后得到第一基带信号,将第一基带信号发送给所述光电收发模块;将组帧和封装处理后的异轨激光链路信息进行数据编码、调制和星座映射处理后得到第二基带信号,将第二基带信号发送给所述光电收发模块;将组帧和封装处理后的毫米波星间链路数据进行数据编码、调制、星座映射和成型滤波处理处理后得到第三基带信号,将第三基带信号发送给所述微波收发模块;将组帧和封装处理后的Ka星间链路数据进行数据编码、调制、星座映射和成型滤波处理处理后得到第四基带信号,将第四基带信号发送给所述微波收发模块;所述光电收发模块:接收第一基带信号和第二基带信号,将第一基带信号进行激光调制得到到第一光载波,将第一光载波传输给所述同轨激光链路;将第二基带信号进行激光调制得到到第二光载波,将第二光载波传输给所述异轨激光链路;所述微波收发模块:接收第三基带信号和第四基带信号;将第三基带信号进行一次变频到S频段中频得到第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号传输给所述毫米波星间链路;将第四基带信号进行一次变频到S频段中频得到第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号传输给所述Ka星间链路。
上述激光微波混合星间链路系统中,所述光电收发模块:接收第一微弱空间光信号和第二微弱空间光信号;将第一微弱空间光信号进行光电转换处理后得到第一电信号,将第一电信号传输给所述基带处理模块;将第二微弱空间光信号进行光电转换处理后得到第二电信号,将第二电信号传输给所述基带处理模块;所述微波收发模块:接收变频后的毫米波信号和中频信号;将变频后的毫米波信号进行AGC控制和滤波处理后得到第二中频信号,将第二中频信号传输给所述基带处理模块;将中频信号进行AGC控制和滤波处理后得到滤波后的中频信号,将滤波后的中频信号传输给所述基带处理模块;所述基带处理模块:接收第一电信号、第二电信号、第二中频信号和滤波后的中频信号;将第一电信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到同轨信息,并将同轨信息发送给所述组网路由模块;将第二电信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到异轨信息,并将异轨信息发送给所述组网路由模块;将第二中频信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到毫米波星间链路的信息,并将毫米波星间链路的信息发送给所述组网路由模块;将滤波后的中频信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到Ka星间链路的信息,并将Ka星间链路的信息发送给所述组网路由模块;所述组网路由模块:接收同轨信息、异轨信息、毫米波星间链路的信息和Ka星间链路的信息,将同轨信息、异轨信息、毫米波星间链路的信息和Ka星间链路的信息进行数据解包后发送出去。
上述激光微波混合星间链路系统中,所述同轨激光链路包括同轨光放大器和同轨光学头;其中,所述同轨光放大器:接收第一光载波,将第一光载波进行光功率放大后得到第一大功率信号光,将第一大功率信号光发送给同轨光学头;所述同轨光学头:将第一大功率信号光准直发射给同轨对方卫星。
上述激光微波混合星间链路系统中,所述同轨光学头:接收同轨对方卫星发射的第一微弱空间光信号,将第一微弱空间光信号传输给所述激光微波一体化处理机。
上述激光微波混合星间链路系统中,所述异轨激光链路包括异轨光放大器和异轨光学头;其中,所述异轨光放大器:接收第二光载波,将第二光载波进行光功率放大后得到第二大功率信号光,将第二大功率信号光发送给异轨光学头;所述异轨光学头:将第二大功率信号光准直发射给异轨对方卫星;接收异轨对方卫星发射的第二微弱空间光信号,将第二微弱空间光信号传输给所述激光微波一体化处理机。
上述激光微波混合星间链路系统中,所述异轨光学头:将第二大功率信号光准直发射给异轨对方卫星。
上述激光微波混合星间链路系统中,所述毫米波星间链路包括毫米波发射通道、毫米波接收通道和毫米波收发天线;其中,所述毫米波接收通道:接收第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号进行处理后得到滤波放大后信号,将滤波放大后信号传输给所述毫米波收发天线;所述毫米波收发天线:将滤波放大后信号辐射至目标星;接收目标星发送来的毫米波信号,并将毫米波信号发送给所述毫米波接收通道;所述毫米波接收通道:接收毫米波信号,将毫米波信号进行输入滤波、低噪声放大和下变频到中频S频段处理后得到变频后的毫米波信号,将变频后的毫米波信号传输给所述激光微波一体化处理机。
上述激光微波混合星间链路系统中,所述Ka星间链路包括Ka发射通道、Ka接收通道和Ka相控阵天线;其中,所述Ka发射通道:接收第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号与二次本振信号进行混频得到Ka频段信号,将Ka频段信号进行滤波处理后得到Ka频段滤波信号,将Ka频段滤波信号传输给所述Ka相控阵天线;所述Ka相控阵天线:将Ka频段滤波信号辐射至目标星;所述Ka接收通道:接收目标星发送来的Ka信号,将Ka信号进行下变频和滤波处理后得到中频信号,将中频信号传输给所述激光微波一体化处理机。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
(1)本发明通过在卫星与卫星之间建立激光和微波混合的星间链路,实现两颗卫星激光高速数据传输和微波高可靠传输;
(2)本发明通过构建激光微波混合星间链路,结合两种链路的优点,在传输低速数据时通过微波星间链路,当需要进行高速数据传输时,并通过微波链路引导激光辅助对准,缩短激光捕获时间,实现链路高效能工作模式切换。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是本发明实施例提供的激光微波混合星间链路示意图;
图2是本发明实施例提供的激光微波混合星间链路载荷组成图;
图3是本发明实施例提供的激光微波混合星间链路工作模式设计示意图;
图4是本发明实施例提供的微波引导激光对准和捕获跟踪流程的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是本发明实施例提供的激光微波混合星间链路示意图。如图1所示,该激光微波混合星间链路系统,包括:激光星间链路和微波星间链路;其中,激光星间链路包括同轨激光链路和异轨激光链路;微波星间链路包括毫米波星间链路和Ka星间链路。激光星间链路和微波星间链路共用激光微波一体化处理机,如图2所示。
激光微波一体化处理机接收同轨激光链路信息,对同轨激光链路信息进行数据处理后得到第一光载波,将第一光载波传输给同轨激光链路;同轨激光链路接收第一光载波,将第一光载波进行光功率放大后得到第一大功率信号光,将第一大功率信号光准直发射给同轨对方卫星;同轨激光链路接收同轨对方卫星发射的第一微弱空间光信号(小于-50dBm),将第一微弱空间光信号传输给激光微波一体化处理机;激光微波一体化处理机接收第一微弱空间光信号并对第一微弱空间光信号处理后得到同轨信息。
激光微波一体化处理机接收异轨激光链路信息,对异轨激光链路信息进行数据处理后得到第二光载波,将第二光载波传输给异轨激光链路;异轨激光链路接收第二光载波,将第二光载波进行光功率放大后得到第二大功率信号光,将第二大功率信号光准直发射给异轨对方卫星;异轨激光链路接收异轨对方卫星发射的第二微弱空间光信号(小于-50dBm),将第二微弱空间光信号传输给激光微波一体化处理机;激光微波一体化处理机接收第二微弱空间光信号并对微第二弱空间光信号处理后得到异轨信息。
激光微波一体化处理机接收毫米波星间链路数据,将毫米波星间链路数据进行处理后得到第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号传输给毫米波星间链路;毫米波星间链路接收第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号进行处理后得到滤波放大后信号,将滤波放大后信号辐射至目标星;毫米波星间链路接收目标星发送来的毫米波信号,将毫米波信号进行处理后得到变频后的毫米波信号,将变频后的毫米波信号传输给激光微波一体化处理机;激光微波一体化处理机接收变频后的毫米波信号,将变频后的毫米波信号进行处理后得到毫米波星间链路的信息。
激光微波一体化处理机接收Ka星间链路数据,将Ka星间链路数据处理后得到第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号传输给Ka星间链路;Ka星间链路接收第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号进行处理后得到Ka频段滤波信号,将Ka频段滤波信号辐射至目标星;Ka星间链路接收目标星发送来的Ka信号,将Ka信号处理后得到中频信号,将中频信号传输给激光微波一体化处理机;激光微波一体化处理机接收中频信号,将中频信号进行处理后得到Ka星间链路的信息。
激光微波一体化处理机包括电源转换模块、组网路由模块、微波收发模块、基带处理模块和光电收发模块。其中,
电源转换模块:分别给组网路由模块、微波收发模块、基带处理模块和光电收发模块供电。
组网路由模块:接收同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据,将同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据分别进行组帧和封装处理后传输给基带处理模块;接收同轨信息、异轨信息、毫米波星间链路的信息和Ka星间链路的信息,将同轨信息、异轨信息、毫米波星间链路的信息和Ka星间链路的信息进行数据解包后发送给本卫星其他分系统。
基带处理模块:接收组帧和封装处理后的同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据;将组帧和封装处理后的同轨激光链路信息进行数据编码、调制和星座映射处理后得到第一基带信号,将第一基带信号发送给光电收发模块;将组帧和封装处理后的异轨激光链路信息进行数据编码、调制和星座映射处理后得到第二基带信号,将第二基带信号发送给光电收发模块;将组帧和封装处理后的毫米波星间链路数据进行数据编码、调制、星座映射和成型滤波处理处理后得到第三基带信号,将第三基带信号发送给微波收发模块;将组帧和封装处理后的Ka星间链路数据进行数据编码、调制、星座映射和成型滤波处理处理后得到第四基带信号,将第四基带信号发送给微波收发模块;接收第一电信号、第二电信号、第二中频信号和滤波后的中频信号;将第一电信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到同轨信息,并将同轨信息发送给组网路由模块;将第二电信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到异轨信息,并将异轨信息发送给组网路由模块;将第二中频信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到毫米波星间链路的信息,并将毫米波星间链路的信息发送给组网路由模块;将滤波后的中频信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到Ka星间链路的信息,并将Ka星间链路的信息发送给组网路由模块。
光电收发模块:接收第一基带信号和第二基带信号,将第一基带信号进行激光调制得到到第一光载波,将第一光载波传输给同轨激光链路;将第二基带信号进行激光调制得到到第二光载波,将第二光载波传输给异轨激光链路;接收第一微弱空间光信号和第二微弱空间光信号;将第一微弱空间光信号进行光电转换处理后得到第一电信号,将第一电信号传输给基带处理模块;将第二微弱空间光信号进行光电转换处理后得到第二电信号,将第二电信号传输给基带处理模块;
微波收发模块:接收第三基带信号和第四基带信号;将第三基带信号进行一次变频到S频段中频得到第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号传输给毫米波星间链路;将第四基带信号进行一次变频到S频段中频得到第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号传输给Ka星间链路。接收变频后的毫米波信号和中频信号;将变频后的毫米波信号进行AGC控制和滤波处理后得到第二中频信号,将第二中频信号传输给基带处理模块;将中频信号进行AGC控制和滤波处理后得到滤波后的中频信号,将滤波后的中频信号传输给基带处理模块。
具体的,电源转换模块接收卫星平台送来的一次电源,转换为二次电源供给系统其它设备使用;组网路由模块接收卫星平台送来的本星数据,进行组帧、封装处理后,并根据IP地址分配将数据送给同轨激光链路、异轨激光链路、毫米波星间链路或Ka星间链路。同时,组网路由模块接收同轨激光链路、异轨激光链路、毫米波星间链路或Ka星间链路恢复的星间数据帧,根据IP地址分配将数据帧送给本星或者对各个链路的数据进行路由交换处理;微波收发模块完成基带数据到中频数据的处理,包含中频AGC(自动功率控制)、中频滤波和中频放大等;基带处理模块完成激光星间链路和微波星间链路的模数和数模转换、数字解调、数字译码、数据处理、编码、星座映射等;光电收发模块主要完成激光本振产生、激光调制器、光信号放大、接收以及光电探测等。
同轨激光链路包括同轨光放大器和同轨光学头;其中,同轨光放大器:接收第一光载波,将第一光载波进行光功率放大后得到第一大功率信号光,将第一大功率信号光发送给同轨光学头;同轨光学头:将第一大功率信号光准直发射给同轨对方卫星;接收同轨对方卫星发射的第一微弱空间光信号,将第一微弱空间光信号传输给激光微波一体化处理机。
异轨激光链路包括异轨光放大器和异轨光学头;其中,异轨光放大器:接收第二光载波,将第二光载波进行光功率放大后得到第二大功率信号光,将第二大功率信号光发送给异轨光学头;异轨光学头:将第二大功率信号光准直发射给异轨对方卫星;接收异轨对方卫星发射的第二微弱空间光信号,将第二微弱空间光信号传输给激光微波一体化处理机;将第二大功率信号光准直发射给异轨对方卫星。
毫米波星间链路包括毫米波发射通道、毫米波接收通道和毫米波收发天线;其中,毫米波接收通道:接收第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号进行处理后得到滤波放大后信号,将滤波放大后信号传输给毫米波收发天线;毫米波收发天线:将滤波放大后信号辐射至目标星;接收目标星发送来的毫米波信号,并将毫米波信号发送给毫米波接收通道;毫米波接收通道:接收毫米波信号,将毫米波信号进行输入滤波、低噪声放大和下变频到中频S频段处理后得到变频后的毫米波信号,将变频后的毫米波信号传输给激光微波一体化处理机。
Ka星间链路包括Ka发射通道、Ka接收通道和Ka相控阵天线;其中,Ka发射通道:接收第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号与二次本振信号进行混频得到Ka频段信号,将Ka频段信号进行滤波处理后得到Ka频段滤波信号,将Ka频段滤波信号传输给Ka相控阵天线;Ka相控阵天线:将Ka频段滤波信号辐射至目标星;Ka接收通道:接收目标星发送来的Ka信号,将Ka信号进行下变频和滤波处理后得到中频信号,将中频信号传输给激光微波一体化处理机。
本实施例的激光微波混合星间链路有以下9种工作模式:解锁模式、健康检查模式、初始标校模式、微波链路牵引模式、激光捕获链路维持模式、激光通信跟踪模式、休眠模式、维护模式、关机模式。终端工作模式流程设计如图3所示。
1)解锁模式
卫星发射入轨后,激光终端的粗指向机构进行解锁。
2)健康检查模式
星间链路各分机及相应的机构及探测器上电,并检测各分机状态。
3)初始标校模式
激光星间链路开展初始指向开环标校及终端收发同轴度自标校。
4)微波链路牵引模式
建立微波星间链路,传输低速指令并互传两颗卫星的GNSS位置,缩小激光指向不确定区域,引导激光建链,缩小激光对准时间。
5)激光捕获链路维持模式
该模式下,链路无高速数据传输需求,激光星间链路终端仅粗指向机构、光放大器及捕获探测器工作,热控正常运行,进行超前指向、扫描捕获与捕获维持,保证终端工作在低功耗模式。
6)激光通信跟踪模式
激光星间链路终端接收卫星平台的业务数据,经调制、编码、加扰后发送至对方终端,激光终端接收信号光并作解调、译码、解扰处理后发送至卫星平台,同时保持链路稳定跟踪与保持。
7)休眠模式
该模式下,激光星间链路终端只具备接收指令(被唤醒)的状态,各分机及相应的传感器均处于断电状态,CPA处于初始位置,热控正常运行,保证星间链路终端和各舱外模块的健康状态。
8)维护模式
星间链路开展软件在轨上注更新及功能演进,开展参数的配置,其中激光星间链路终端粗指向机构及相应的传感器均处于断电状态。
9)关机模式
星间链路各分机复位断电,激光终端停止工作。
本实施例采用的激光微波混合星间链路采用微波宽波束引导激光进行窄波束捕获跟踪,通过先建立微波星间链路,然后双星互传GNSS位置,通过精确指向计算出目标星指向,引导激光窄波束进行对准,微波宽波束引导激光进行窄波束捕获跟踪的工作流程如图4所示。
本实施例通过激光微波混合星间链路,发挥两种链路各自优势,可以最大程度提升星间链路传输能力和链路可靠性;本实施例的激光星间链路主要工作在1550nm波段,通信速率为100Mbps~5Gbps,链路建立时间小于30秒;本实施例的微波星间链路主要工作在S频段、Ka频段等微波频段,或者工作在V、W等毫米波频段,其中S频段链路速率为1~100Kbps、Ka频段链路速率为100Kbps~10Mbps、V频段及W频段链路速率为10Mbps~100Mbps;本实施例后续可以应用于高轨星间、低轨星间及高低轨之间的多种星间链路应用场景中。
本实施例通过在卫星与卫星之间建立激光和微波混合的星间链路,实现两颗卫星激光高速数据传输和微波高可靠传输;本实施例通过构建激光微波混合星间链路,结合两种链路的优点,在传输低速数据时通过微波星间链路,当需要进行高速数据传输时,并通过微波链路引导激光辅助对准,缩短激光捕获时间,实现链路高效能工作模式切换。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种激光微波混合星间链路系统,其特征在于包括:同轨激光链路、异轨激光链路、毫米波星间链路、Ka星间链路和激光微波一体化处理机;其中,
所述激光微波一体化处理机:接收同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据;对同轨激光链路信息进行数据处理后得到第一光载波,将第一光载波传输给所述同轨激光链路;对异轨激光链路信息进行数据处理后得到第二光载波,将第二光载波传输给所述异轨激光链路;将毫米波星间链路数据进行处理后得到第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号传输给所述毫米波星间链路;将Ka星间链路数据处理后得到第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号传输给所述Ka星间链路;
所述同轨激光链路:接收第一光载波,将第一光载波进行光功率放大后得到第一大功率信号光,将第一大功率信号光准直发射给同轨对方卫星;
所述异轨激光链路:接收第二光载波,将第二光载波进行光功率放大后得到第二大功率信号光,将第二大功率信号光准直发射给异轨对方卫星;
所述毫米波星间链路:接收第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号进行处理后得到滤波放大后信号,将滤波放大后信号辐射至目标星;
所述Ka星间链路:接收第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号进行处理后得到Ka频段滤波信号,将Ka频段滤波信号辐射至目标星;
所述同轨激光链路:接收同轨对方卫星发射的第一微弱空间光信号,将第一微弱空间光信号传输给所述激光微波一体化处理机;
所述异轨激光链路:接收异轨对方卫星发射的第二微弱空间光信号,将第二微弱空间光信号传输给所述激光微波一体化处理机;
所述毫米波星间链路:接收目标星发送来的毫米波信号,将毫米波信号进行处理后得到变频后的毫米波信号,将变频后的毫米波信号传输给所述激光微波一体化处理机;
所述Ka星间链路:接收目标星发送来的Ka信号,将Ka信号处理后得到中频信号,将中频信号传输给所述激光微波一体化处理机;
所述激光微波一体化处理机:接收第二微弱空间光信号并对微第二弱空间光信号处理后得到异轨信息;接收变频后的毫米波信号,将变频后的毫米波信号进行处理后得到毫米波星间链路的信息;接收中频信号,将中频信号进行处理后得到Ka星间链路的信息;
所述激光微波一体化处理机包括电源转换模块、组网路由模块、微波收发模块、基带处理模块和光电收发模块;其中,
所述电源转换模块:分别给所述组网路由模块、所述微波收发模块、所述基带处理模块和所述光电收发模块供电;
所述组网路由模块:接收同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据,将同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据分别进行组帧和封装处理后传输给所述基带处理模块;
所述基带处理模块:接收组帧和封装处理后的同轨激光链路信息、异轨激光链路信息、毫米波星间链路数据和Ka星间链路数据;将组帧和封装处理后的同轨激光链路信息进行数据编码、调制和星座映射处理后得到第一基带信号,将第一基带信号发送给所述光电收发模块;将组帧和封装处理后的异轨激光链路信息进行数据编码、调制和星座映射处理后得到第二基带信号,将第二基带信号发送给所述光电收发模块;将组帧和封装处理后的毫米波星间链路数据进行数据编码、调制、星座映射和成型滤波处理处理后得到第三基带信号,将第三基带信号发送给所述微波收发模块;将组帧和封装处理后的Ka星间链路数据进行数据编码、调制、星座映射和成型滤波处理处理后得到第四基带信号,将第四基带信号发送给所述微波收发模块;
所述光电收发模块:接收第一基带信号和第二基带信号,将第一基带信号进行激光调制得到第一光载波,将第一光载波传输给所述同轨激光链路;将第二基带信号进行激光调制得到第二光载波,将第二光载波传输给所述异轨激光链路;
所述微波收发模块:接收第三基带信号和第四基带信号;将第三基带信号进行一次变频到S频段中频得到第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号传输给所述毫米波星间链路;将第四基带信号进行一次变频到S频段中频得到第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号传输给所述Ka星间链路。
2.根据权利要求1所述的激光微波混合星间链路系统,其特征在于:
所述光电收发模块:接收第一微弱空间光信号和第二微弱空间光信号;将第一微弱空间光信号进行光电转换处理后得到第一电信号,将第一电信号传输给所述基带处理模块;将第二微弱空间光信号进行光电转换处理后得到第二电信号,将第二电信号传输给所述基带处理模块;
所述微波收发模块:接收变频后的毫米波信号和中频信号;将变频后的毫米波信号进行AGC控制和滤波处理后得到第二中频信号,将第二中频信号传输给所述基带处理模块;将中频信号进行AGC控制和滤波处理后得到滤波后的中频信号,将滤波后的中频信号传输给所述基带处理模块;
所述基带处理模块:接收第一电信号、第二电信号、第二中频信号和滤波后的中频信号;将第一电信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到同轨信息,并将同轨信息发送给所述组网路由模块;将第二电信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到异轨信息,并将异轨信息发送给所述组网路由模块;将第二中频信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到毫米波星间链路的信息,并将毫米波星间链路的信息发送给所述组网路由模块;将滤波后的中频信号进行模数转换、数字解调和译码处理后得到Ka星间链路的信息,并将Ka星间链路的信息发送给所述组网路由模块;
所述组网路由模块:接收同轨信息、异轨信息、毫米波星间链路的信息和Ka星间链路的信息,将同轨信息、异轨信息、毫米波星间链路的信息和Ka星间链路的信息进行数据解包后发送出去。
3.根据权利要求1所述的激光微波混合星间链路系统,其特征在于:所述同轨激光链路包括同轨光放大器和同轨光学头;其中,
所述同轨光放大器:接收第一光载波,将第一光载波进行光功率放大后得到第一大功率信号光,将第一大功率信号光发送给同轨光学头;
所述同轨光学头:将第一大功率信号光准直发射给同轨对方卫星。
4.根据权利要求3所述的激光微波混合星间链路系统,其特征在于:所述同轨光学头:接收同轨对方卫星发射的第一微弱空间光信号,将第一微弱空间光信号传输给所述激光微波一体化处理机。
5.根据权利要求1所述的激光微波混合星间链路系统,其特征在于:所述异轨激光链路包括异轨光放大器和异轨光学头;其中,
所述异轨光放大器:接收第二光载波,将第二光载波进行光功率放大后得到第二大功率信号光,将第二大功率信号光发送给异轨光学头;
所述异轨光学头:将第二大功率信号光准直发射给异轨对方卫星;接收异轨对方卫星发射的第二微弱空间光信号,将第二微弱空间光信号传输给所述激光微波一体化处理机。
6.根据权利要求5所述的激光微波混合星间链路系统,其特征在于:所述异轨光学头:将第二大功率信号光准直发射给异轨对方卫星。
7.根据权利要求1所述的激光微波混合星间链路系统,其特征在于:所述毫米波星间链路包括毫米波发射通道、毫米波接收通道和毫米波收发天线;其中,
所述毫米波接收通道:接收第一S频段中频信号,将第一S频段中频信号进行处理后得到滤波放大后信号,将滤波放大后信号传输给所述毫米波收发天线;
所述毫米波收发天线:将滤波放大后信号辐射至目标星;接收目标星发送来的毫米波信号,并将毫米波信号发送给所述毫米波接收通道;
所述毫米波接收通道:接收毫米波信号,将毫米波信号进行输入滤波、低噪声放大和下变频到中频S频段处理后得到变频后的毫米波信号,将变频后的毫米波信号传输给所述激光微波一体化处理机。
8.根据权利要求1所述的激光微波混合星间链路系统,其特征在于:所述Ka星间链路包括Ka发射通道、Ka接收通道和Ka相控阵天线;其中,
所述Ka发射通道:接收第二S频段中频信号,将第二S频段中频信号与二次本振信号进行混频得到Ka频段信号,将Ka频段信号进行滤波处理后得到Ka频段滤波信号,将Ka频段滤波信号传输给所述Ka相控阵天线;
所述Ka相控阵天线:将Ka频段滤波信号辐射至目标星;
所述Ka接收通道:接收目标星发送来的Ka信号,将Ka信号进行下变频和滤波处理后得到中频信号,将中频信号传输给所述激光微波一体化处理机。
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