CN200953554Y - 一种适于空间应用的s波段数据传输发射机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适于空间应用的S波段数据传输发射机，包括一射频电路、一基带信号处理电路；一中频调制电路与所述基带信号处理电路连接；一中频晶振电路与所述中频调制电路连接；所述射频电路与所述中频调制电路连接。一电源电路，分别与所述基带信号处理电路、所述中频调制电路、所述本振电路、所述射频电路连接。本实用新型的优点在于减小了发射机的旁瓣发射、整机体积小、重量轻、通信距离远、抗辐照、剩磁小。

Description

一种适于空间应用的S波段数据传输发射机

技术领域

本实用新型涉及无线数据传输发射机，特别是一种适于空间应用的S波段数据传输发射机。

背景技术

由我国空间物理学家刘振兴院士1997年提出的“双星”探测计划是利用2颗卫星对近地赤道区和近地极区这两个主要磁层活动区的电磁场和能量粒子的时空变化进行联合探测。双星计划与欧空局的Cluster探测计划相配合，获得非常有价值的结果。双星计划将对人类历史上从未探测过的空间区域进行探测，一颗卫星绕着南极和北极上空运行，另一颗绕着赤道运行，利用2颗卫星对近地赤道区和近地极区这两个主要磁层活动区的电磁场和能量粒子的时空变化进行联合探测。

当卫星经过地面接收站的可视弧段时，星上有效载荷探测的科学数据及工程遥测参数可以通过无线数据传输发射机及其天线系统发回地面。

现有的发射机，其旁瓣发射比较大，会对卫星上的应答机造成干扰，而且没有针对卫星运行的空间环境，对发射机进行抗辐照、剩磁、热设计、结构设计等。

因此，就需要一种旁瓣发射小、整机体积小、重量轻、通信距离远、抗辐照、剩磁小的适于空间应用的S波段数据传输发射机。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种旁瓣发射小、整机体积小、重量轻、通信距离远、抗辐照、剩磁小的适于空间应用的S波段数据传输发射机。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案包括：

一种适于空间应用的S波段数据传输发射机，包括：

一基带信号处理电路；

一中频调制电路，该中频调制电路接收所述基带信号处理电路的输入信号；

一中频晶振电路(7)，与所述中频调制电路连接；

一射频电路，与所述中频调制电路连接。

在上述技术方案中，进一步地，还包括一电源电路，分别与所述基带信号处理电路、所述中频调制电路、所述本振电路、所述射频电路连接。

在上述技术方案中，进一步地，所述基带信号处理电路为一编码器，该编码器接收星上数据管理系统输入的时钟信号和数码信号。

在上述技术方案中，进一步地，所述中频调制电路由一中频调制器、一中频滤波器、一中频放大器、一上变频器和一第二隔离器顺序连接组成；所述编码器的输出接入所述中频调制器，所述中频调制器输出接中频滤波器，所述中频滤波器输出接中频放大器，该中频放大器输出接上变频器，该上变频器连接到第二隔离器。

在上述技术方案中，进一步地，所述中频晶振电路(7)包括：一中频晶振电路(7)输出两路信号，其中一路信号接一放大器，该放大器输出接所述中频调制器；另一路信号输出接一本地振荡电路；该本地振荡电路输出接第一隔离器，该第一隔离器输出接所述上变频器。

在上述技术方案中，进一步地，所述射频电路包括：一上变频滤波器，该上变频滤波器输出接一第三隔离器，该第三隔离器输出接一射频功率放大器，该射频功率放大器输出接一第四隔离器，该第四隔离器输出接一发信滤波器；所述第二隔离器输出接所述上变频滤波器。

在上述技术方案中，进一步地，所述电源电路为一DC/DC电源，该电源将卫星系统提供给发射机的电源变换为发射机内部使用的电源。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1)本实用新型的发射机在中频节点、上变频节点以及射频输出节点均插入了滤波器，从而减小了发射机的旁瓣发射，避免对卫星上的应答机造成干扰。

2)整机体积小、重量轻、通信距离远、抗辐照、剩磁小。

附图说明

图1是本实用新型的无线数据传输发射机原理框图。

图面说明：

1-编码器            2-中频调制器

3-中频滤波器            4-中频放大器

5-上变频器              6-第二隔离器

7-晶振                  8-放大器

9-本地振荡器            10-第一隔离器

11-上变频滤波器         12-第三隔离器

13-射频功率放大器       14-第四隔离器

15-发信滤波器           16-DC/DC电源

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

参照图1，制作本实用新型的发射机，输入的串行数据流在编码器1中分离成同相与正交两路双比特码流，然后再进行差分编码。发射机晶振7一路经放大后供给中频调制器2作为调制用；另一路经分频后供给本地振荡器9作为参考。中频调制器2的输出经过中频滤波器3用以限制调相信号的带外频谱，然后经中频放大器4后送入上变频器5与本振信号混频。上变频器混频之后可以获得2287.5MHz的上边带信号，上变频滤器11用以滤除本振及下边带信号等。发信滤波器15用以进一步滤除带外频谱。与同类的发射机相比，本发射机在中频节点、上变频节点以及射频输出节点均插入了滤波器，从而减小了发射机的旁瓣发射，不会对卫星上的应答机造成干扰。

具体来说，发射机中的各部件分别为：

编码器1采用集成电路实现DQPSK编码；

中频调制器2由中频调制器、滤波器和放大器组成，实现70MHZ上的中频调制；

本地振荡器9由锁相倍频源构成，产生2217.5MHZ本振信号源；

上变频器11产生2287.5MHZ的射频信号；

射频功率放大器13由功放电路产生14W功率输出；

发信滤波器15带宽为9MHZ的带通滤波器，阻带抑制大于60dB；

隔离器6、10、12、14的正向损耗≤0.5dB，反向损耗≥20dB。

DC/DC电源16，该电源将卫星系统提供给发射机的电源变换为发射机内部使用的电源，本实施例中变换为+10V，+5V和-5V三种电源。

整体发射机在结构上分成三层，布局紧凑，每一层对各个单元电路都进行屏蔽隔离，增强发射机电路的集成度和电磁兼容性，使体积减小、重量减轻。

为了适应卫星运行的空间环境，对发射机进行抗辐照、剩磁、热设计、结构设计等。采取的方式如下：

1.抗辐照设计

S波段发射机抗辐照加固的对象主要是数字电路，根据器件的抗辐照能力进行设计。将编码电路中CMOS器件换为TTL器件。辐照试验结果表明采用TTL器件后，电路的抗辐照能力明显提高。

2.磁设计

在结构设计时，将发射机内部隔离器两两反向放置，即实现了发射机内部补偿。未补偿前剩磁为1023mA·m²，补偿后降为196mA·m²。此结果仍不能满足要求，仍需进行进一步补偿，在发射机整机Z方向放置一极性相反的200mA·m²磁块，剩磁降为47mA·m²。此处Z方向是指：发射机水平放置时，垂直于水平面的方向。

本实用新型的发射机减小了发射机的旁瓣发射，避免对卫星上的应答机造成干扰，并且整机体积小、重量轻、通信距离远，通信距离大于八万公里。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1、一种适于空间应用的S波段数据传输发射机，包括一射频电路；其特征在于，还包括：

一基带信号处理电路；

一中频调制电路与所述基带信号处理电路连接；

一中频晶振电路(7)与所述中频调制电路连接；

所述射频电路与所述中频调制电路连接；

一电源电路，分别与所述基带信号处理电路、所述中频调制电路、所述本振电路、所述射频电路连接。

2、根据权利要求1所述适于空间应用的S波段数据传输发射机，其特征在于，所述基带信号处理电路为一DQPSK编码器(1)。

3、根据权利要求2所述适于空间应用的S波段数据传输发射机，其特征在于，所述中频调制电路由一中频调制器(2)、一中频滤波器(3)、一中频放大器(4)、一上变频器(5)和一第二隔离器(6)顺序连接组成；所述DQPSK编码器(1)的输出接入所述中频调制器(2)，所述中频调制器(2)输出接中频滤波器(3)，所述中频滤波器(3)输出接中频放大器(4)，该中频放大器(4)输出接上变频器(5)，该上变频器(5)连接到第二隔离器(6)。

4、根据权利要求1所述适于空间应用的S波段数据传输发射机，其特征在于，所述中频晶振电路(7)包括：一中频晶振电路(7)输出两路信号，其中一路信号接一放大器(8)，该放大器(8)输出接所述中频调制器(2)，另一路信号输出接一本地振荡电路(9)；该本地振荡电路输出接第一隔离器(10)，该第一隔离器输出接所述上变频器(5)。

5、根据权利要求1所述适于空间应用的S波段数据传输发射机，其特征在于，所述射频电路包括：一上变频滤波器(11)，该上变频滤波器输出接一第三隔离器(12)，该第三隔离器输出接一射频功率放大器(13)，该射频功率放大器输出接一第四隔离器(14)，该第四隔离器输出接一发信滤波器(15)；所述第二隔离器(6)输出接所述上变频滤波器。

6、根据权利要求1-5任一项所述适于空间应用的S波段数据传输发射机，其特征在于，所述电源电路(16)为一将卫星系统提供给发射机的电源变换为发射机内部使用的电源的DC/DC电源。

7、根据权利要求2所述适于空间应用的S波段数据传输发射机，其特征在于，所述编码器(1)采用TTL器件。

Images