一種星載無線數據傳輸發射機的製作方法
2023-10-08 23:30:59 3
專利名稱：一種星載無線數據傳輸發射機的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線數據傳輸發射機，特別是一種星載無線數據傳輸發射機。
背景技術：
由我國空間物理學家劉振興院士1997年提出的「雙星」探測計劃是利用2顆衛星對近地赤道區和近地極區這兩個主要磁層活動區的電磁場和能量粒子的時空變化進行聯合探測。雙星計劃與歐空局的Cluster探測計劃相配合，獲得非常有價值的結果。雙星計劃將對人類歷史上從未探測過的空間區域進行探測，一顆衛星繞著南極和北極上空運行，另一顆繞著赤道運行，利用2顆衛星對近地赤道區和近地極區這兩個主要磁層活動區的電磁場和能量粒子的時空變化進行聯合探測。
當衛星經過地面接收站的可視弧段時，星上有效載荷探測的科學數據及工程遙測參數可以通過無線數據傳輸發射機及其天線系統發回地面。
現有的發射機，其旁瓣發射比較大，會對衛星上的應答機造成幹擾，而且沒有針對衛星運行的空間環境，對發射機進行抗輻照、剩磁、熱設計、結構設計等。
因此，就需要一種旁瓣發射小、整機體積小、重量輕、通信距離遠、抗輻照、剩磁小的星載無線數據傳輸發射機。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種旁瓣發射小、整機體積小、重量輕、通信距離遠、抗輻照、剩磁小的星載無線數據傳輸發射機。
為了達到上述目的，本發明採取的技術方案包括一種星載無線數據傳輸發射機，包括一基帶信號處理電路；一中頻調製電路，該中頻調製電路接收所述基帶信號處理電路的輸入信號；一中頻晶振電路(7)，與所述中頻調製電路連接；
一射頻電路，與所述中頻調製電路連接。
在上述技術方案中，進一步地，還包括一電源電路，分別與所述基帶信號處理電路、所述中頻調製電路、所述本振電路、所述射頻電路連接。
在上述技術方案中，進一步地，所述基帶信號處理電路為一編碼器，該編碼器接收星上數據管理系統輸入的時鐘信號和數碼信號。
在上述技術方案中，進一步地，所述中頻調製電路由一中頻調製器、一中頻濾波器、一中頻放大器、一上變頻器和一第二隔離器順序連接組成；所述編碼器的輸出接入所述中頻調製器，所述中頻調製器輸出接中頻濾波器，所述中頻濾波器輸出接中頻放大器，該中頻放大器輸出接上變頻器，該上變頻器連接到第二隔離器。
在上述技術方案中，進一步地，所述中頻晶振電路(7)包括一中頻晶振電路(7)輸出兩路信號，其中一路信號接一放大器，該放大器輸出接所述中頻調製器；另一路信號輸出接一本地振蕩電路；該本地振蕩電路輸出接第一隔離器，該第一隔離器輸出接所述上變頻器。
在上述技術方案中，進一步地，所述射頻電路包括一上變頻濾波器，該上變頻濾波器輸出接一第三隔離器，該第三隔離器輸出接一射頻功率放大器，該射頻功率放大器輸出接一第四隔離器，該第四隔離器輸出接一發信濾波器；所述第二隔離器輸出接所述上變頻濾波器。
在上述技術方案中，進一步地，所述電源電路為一DC/DC電源，該電源將衛星系統提供給發射機的電源變換為發射機內部使用的電源。
與現有技術相比，本發明的優點在於1)本發明的發射機在中頻節點、上變頻節點以及射頻輸出節點均插入了濾波器，從而減小了發射機的旁瓣發射，避免對衛星上的應答機造成幹擾。
2)整機體積小、重量輕、通信距離遠、抗輻照、剩磁小。
圖1是本發明的無線數據傳輸發射機原理框圖。
圖面說明1-編碼器2-中頻調製器3-中頻濾波器4-中頻放大器
5-上變頻器 6-第二隔離器7-晶振 8-放大器9-本地振蕩器 10-第一隔離器11-上變頻濾波器12-第三隔離器13-射頻功率放大器 14-第四隔離器15-發信濾波器 16-DC/DC電源具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述參照圖1，製作本發明的發射機，輸入的串行數據流在編碼器1中分離成同相與正交兩路雙比特碼流，然後再進行差分編碼。發射機晶振7一路經放大後供給中頻調製器2作為調製用；另一路經分頻後供給本地振蕩器9作為參考。中頻調製器2的輸出經過中頻濾波器3用以限制調相信號的帶外頻譜，然後經中頻放大器4後送入上變頻器5與本振信號混頻。上變頻器混頻之後可以獲得2287.5MHz的上邊帶信號，上變頻濾器11用以濾除本振及下邊帶信號等。發信濾波器15用以進一步濾除帶外頻譜。與同類的發射機相比，本發射機在中頻節點、上變頻節點以及射頻輸出節點均插入了濾波器，從而減小了發射機的旁瓣發射，不會對衛星上的應答機造成幹擾。
具體來說，發射機中的各部件分別為編碼器1採用集成電路實現DQPSK編碼；中頻調製器2由中頻調製器、濾波器和放大器組成，實現70MHZ上的中頻調製；本地振蕩器9由鎖相倍頻源構成，產生2217.5MHZ本振信號源；上變頻器11產生2287.5MHZ的射頻信號；射頻功率放大器13由功放電路產生14W功率輸出；發信濾波器15帶寬為9MHZ的帶通濾波器，阻帶抑制大於60dB；隔離器6、10、12、14的正向損耗≤0.5dB，反向損耗≥20dB。
DC/DC電源16，該電源將衛星系統提供給發射機的電源變換為發射機內部使用的電源，本實施例中變換為+10V，+5V和-5V三種電源。
整體發射機在結構上分成三層，布局緊湊，每一層對各個單元電路都進行屏蔽隔離，增強發射機電路的集成度和電磁兼容性，使體積減小、重量減輕。
為了適應衛星運行的空間環境，對發射機進行抗輻照、剩磁、熱設計、結構設計等。採取的方式如下1.抗輻照設計S波段發射機抗輻照加固的對象主要是數字電路，根據器件的抗輻照能力進行設計。將編碼電路中CMOS器件換為TTL器件。輻照試驗結果表明採用TTL器件後，電路的抗輻照能力明顯提高。
2.磁設計在結構設計時，將發射機內部隔離器兩兩反向放置，即實現了發射機內部補償。未補償前剩磁為1023mA·m2，補償後降為196mA·m2。此結果仍不能滿足要求，仍需進行進一步補償，在發射機整機Z方向放置一極性相反的200mA·m2磁塊，剩磁降為47mA·m2。此處Z方向是指發射機水平放置時，垂直於水平面的方向。
本發明的發射機減小了發射機的旁瓣發射，避免對衛星上的應答機造成幹擾，並且整機體積小、重量輕、通信距離遠，通信距離大於八萬公裡。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。儘管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種星載無線數據傳輸發射機，包括一射頻電路；其特徵在於，還包括一基帶信號處理電路；一中頻調製電路與所述基帶信號處理電路連接；一中頻晶振電路(7)與所述中頻調製電路連接；所述射頻電路與所述中頻調製電路連接。一電源電路，分別與所述基帶信號處理電路、所述中頻調製電路、所述本振電路、所述射頻電路連接。
2.根據權利要求1所述星載無線數據傳輸發射機，其特徵在於，所述基帶信號處理電路為一編碼器(1)。
3.根據權利要求2所述星載無線數據傳輸發射機，其特徵在於，所述中頻調製電路由一中頻調製器(2)、一中頻濾波器(3)、一中頻放大器(4)、一上變頻器(5)和一第二隔離器(6)順序連接組成；所述編碼器(1)的輸出接入所述中頻調製器(2)，所述中頻調製器(2)輸出接中頻濾波器(3)，所述中頻濾波器(3)輸出接中頻放大器(4)，該中頻放大器(4)輸出接上變頻器(5)，該上變頻器(5)連接到第二隔離器(6)。
4.根據權利要求1所述星載無線數據傳輸發射機，其特徵在於，所述中頻晶振電路(7)包括一中頻晶振電路(7)輸出兩路信號，其中一路信號接一放大器(8)，該放大器(8)輸出接所述中頻調製器(2)，另一路信號輸出接一本地振蕩電路(9)；該本地振蕩電路輸出接第一隔離器(10)，該第一隔離器輸出接所述上變頻器(5)。
5.根據權利要求1所述星載無線數據傳輸發射機，其特徵在於，所述射頻電路包括一上變頻濾波器(11)，該上變頻濾波器輸出接一第三隔離器(12)，該第三隔離器輸出接一射頻功率放大器(13)，該射頻功率放大器輸出接一第四隔離器(14)，該第四隔離器輸出接一發信濾波器(15)；所述第二隔離器(6)輸出接所述上變頻濾波器。
6.根據權利要求1-5任一項所述星載無線數據傳輸發射機，其特徵在於，所述電源電路(16)為一將衛星系統提供給發射機的電源變換為發射機內部使用的電源的DC/DC電源。
7.根據權利要求2所述星載無線數據傳輸發射機，其特徵在於，所述編碼器(1)採用TTL器件。
8.根據權利要求3所述星載無線數據傳輸發射機，其特徵在於，所述編碼器(1)是DQPSK編碼器。
全文摘要
本發明公開了一種星載無線數據傳輸發射機，包括一射頻電路、一基帶信號處理電路；一中頻調製電路與所述基帶信號處理電路連接；一中頻晶振電路與所述中頻調製電路連接；所述射頻電路與所述中頻調製電路連接。一電源電路，分別與所述基帶信號處理電路、所述中頻調製電路、所述本振電路、所述射頻電路連接。本發明的優點在於減小了發射機的旁瓣發射、整機體積小、重量輕、通信距離遠、抗輻照、剩磁小。
文檔編號H04B7/185GK101030803SQ20061010994
公開日2007年9月5日 申請日期2006年8月25日 優先權日2006年2月27日
發明者謝春堅, 屈晨陽, 王竹剛, 耿浩, 郭麗莉, 姜亞祥, 陳曉敏, 孫輝先 申請人:中國科學院空間科學與應用研究中心