一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置製造方法

2023-05-28 15:31:51

一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置，包括：存儲器A（8）、衰減器（2）、功率放大器（12）、時鐘分配器（1），還包括：FPGA可編程邏輯控制器（7）。時鐘分配器（1）的輸入端作為外部時鐘信號的輸入端，太空總線接口模塊（15）接收外部太空總線的信息，並通過頻率綜合器接口模塊（17）將信息發送給數字頻率綜合器（10）。數字中頻回波信號通過信號處理模塊（13）後，傳遞給存儲器控制模塊A（14）。存儲器控制模塊A（14）將數據在存儲器A（8）中進行緩存後，經由太空總線接口模塊（15），發送給外部的太空總線，進行後續的信號處理。本發明可以廣泛地適用於基於太空總線的星載探測設備中。
【專利說明】一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種窄帶中頻收發裝置，特別是一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置。
【背景技術】
[0002]收發裝置是探測設備中最為關鍵的部件，能夠簡化探測設備體系結構，縮小探測設備體積。
[0003]過去的窄帶中頻收發裝置，包括:光電收發模塊、FPGA可編程邏輯控制器、存儲器A、存儲器B、衰減器、帶通濾波器、低噪聲放大器、單端轉差分變壓器、模數轉換器、數字頻率綜合器、差分轉單端變壓器、功率放大器、時鐘分配器。其缺陷在於由於星載系統通常採用太空總線作為通信和控制方式，因此過去以光纖通信作為通信和控制方式的窄帶中頻收發裝置並不能應用在星載設備。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在於提供一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置，解決過去窄帶中頻收發裝置無法應用到星載設備中的問題。
[0005]一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置，包括:存儲器A、存儲器B、衰減器、低噪聲放大器、帶通濾波器、單端轉差分變壓器、模數轉換器、數字頻率綜合器、差分轉單端變壓器、功率放大器、時鐘分配器，還包括=FPGA可編程邏輯控制器；其中，FPGA可編程邏輯控制器，包括:太空總線接口模塊、存儲器控制模塊A、存儲器控制模塊B、信號處理模塊、頻率綜合器接口模塊。衰減器、低噪聲放大器、帶通濾波器、單端轉差分變壓器、模數轉換器作為接收通道，數字頻率綜合器、差分轉單端變壓器、功率放大器作為發射通道。
[0006]時鐘分配器的輸入端作為外部時鐘信號的輸入端，時鐘分配器的輸出端分別與模數轉換器、FPGA可編程邏輯控制器、數字頻率綜合器的時鐘輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器的存儲器控制模塊A與存儲器A雙向連接；FPGA可編程邏輯控制器的存儲器控制模塊B與存儲器B雙向連接；衰減器的輸入端作為外部中頻回波的輸入端；衰減器、低噪聲放大器、帶通濾波器、單端轉差分變壓器、模數轉換器、FPGA可編程邏輯控制器的信號處理模塊順次串聯；FPGA可編程邏輯控制器的信號處理模塊的衰減信號輸出端與衰減器衰減信號輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器的頻率綜合器接口模塊、數字頻率綜合器、差分轉單端變壓器、帶通濾波器、功率放大器順次串聯；FPGA可編程邏輯控制器的太空總線接口模塊作為太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置的控制埠，太空總線接口模塊與外部太空總線雙向連接。FPGA可編程邏輯控制器中，信號處理模塊的數據輸出端與存儲器控制模塊A的數據輸入端連接，存儲器控制模塊A的數據輸出端與太空總線接口模塊的數據輸入端連接，太空總線接口模塊的數據輸出端與存儲器控制模塊B的數據輸入端連接，存儲器控制模塊B的數據輸出端與頻率綜合器接口模塊的數據輸入端連接，太空總線接口模塊的控制信號輸出端分別與信號處理模塊的控制信號輸入端和頻率綜合器接口模塊的控制信號輸入端連接。
[0007]FPGA可編程邏輯控制器中，太空總線接口模塊用於與外部太空總線進行互聯及數據交換；信號處理模塊轉發太空總線接口模塊傳遞的衰減器控制碼，並對數位化的中頻回波進行初步信號處理，即進行數字正交下變頻、數字濾波、數據抽取、通道校正，再將處理後的數據傳遞給存儲器控制模塊A ;存儲器控制模塊A用於控制存儲器A完成數據的緩存，即將完成信號處理後的數據寫入存儲器A中進行緩存，再將數據取出，發送給太空總線接口模塊的發送端，由太空總線接口模塊發送給外部太空總線；存儲器控制模塊B用於控制存儲器B完成數據的緩存，即將太空總線接口模塊接收端輸出的1、Q兩路基帶數據寫入存儲器B中緩存，再依據預設時序將數據取出，發送給頻率綜合器接口模塊；頻率綜合器接口模塊接收存儲器控制模塊B傳遞的1、Q兩路基帶數據，將數據同步後發送給數字頻率綜合器，同時頻率綜合器接口模塊將太空總線接口模塊傳遞的頻率、幅度、相位信息轉發給數字頻率綜合器。
[0008]太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置加電，並且太空總線接口模塊與外部太空總線接口順利完成連接後，時鐘分配器接收外部時鐘信號，將時鐘信號分別傳遞給模數轉換器、FPGA可編程邏輯控制器、數字頻率綜合器，作為控制時鐘使用。太空總線接口模塊接收外部太空總線下發的頻率、幅度、相位控制信息，並通過頻率綜合器接口模塊將頻率、幅度、相位控制信息發送給數字頻率綜合器；太空總線接口模塊接收外部太空總線下發的衰減控制信息，並將衰減控制信息通過信號處理模塊發送給衰減器；太空總線接口模塊接收外部太空總線下發的1、Q兩路基帶數據，將1、Q兩路基帶數據通過存儲器控制模塊B寫入存儲器B中進行緩存，然後將1、Q兩路基帶數據通過存儲器控制模塊B從存儲器B中取出，經過頻率綜合器接口模塊，發送給數字頻率綜合器。數字頻率綜合器生成差分的模擬基帶信號，差分的模擬基帶信號通過差分轉單端變壓器轉換為單端的模擬基帶信號，再依次通過帶通濾波器、功率放大器後，作為最終的中頻發射信號輸出。中頻回波依次通過衰減器、低噪聲放大器、帶通濾波器、單端轉差分變壓器、模數轉換器後，成為數字中頻回波信號，數字中頻回波信號通過信號處理模塊，完成數字正交下變頻、數字濾波、數據抽取、通道校正後，傳遞給存儲器控制模塊A。存儲器控制模塊A將數據在存儲器A中進行緩存後，經由太空總線接口模塊，發送給外部的太空總線，進行後續的信號處理。
[0009]本發明可以用於完成星載探測系統的中頻信號產生、接收任務，將基帶波形數據通過太空總線傳送至設備緩存中，然後按照預設時序輸出，同時可以接收中頻回波，處理後通過太空總線傳遞給信號處理系統。本發明可以廣泛地適用於基於太空總線的星載探測設備中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1 一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置的結構示意圖。
[0011]1.時鐘分配器 2.衰減器 3.低噪聲放大器 4.帶通濾波器 5.單端轉差分變壓器 6.模數轉換器 7.FPGA可編程邏輯控制器 8.存儲器A 9.存儲器B 10.數字頻率綜合器 11.差分轉單端變壓器 12.功率放大器 13.信號處理模塊 14.存儲器控制模塊A 15.太空總線接口模塊 16.存儲器控制模塊B
17.頻率綜合器接口模塊。【具體實施方式】
[0012]一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置，包括:存儲器AS、存儲器B9、衰減器2、低噪聲放大器3、帶通濾波器4、單端轉差分變壓器5、模數轉換器6、數字頻率綜合器
10、差分轉單端變壓器11、功率放大器12、時鐘分配器1，還包括:FPGA可編程邏輯控制器7 ;其中，FPGA可編程邏輯控制器7，包括:太空總線接口模塊15、存儲器控制模塊A14、存儲器控制模塊B16、信號處理模塊13、頻率綜合器接口模塊17。衰減器2、低噪聲放大器3、帶通濾波器4、單端轉差分變壓器5、模數轉換器6作為接收通道，數字頻率綜合器10、差分轉單端變壓器11、功率放大器12作為發射通道。
[0013]時鐘分配器I的輸入端作為外部時鐘信號的輸入端，時鐘分配器I的輸出端分別與模數轉換器6、FPGA可編程邏輯控制器7、數字頻率綜合器10的時鐘輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器7的存儲器控制模塊A14與存儲器A8雙向連接；FPGA可編程邏輯控制器7的存儲器控制模塊B16與存儲器B9雙向連接；衰減器2的輸入端作為外部中頻回波的輸入端；衰減器2、低噪聲放大器3、帶通濾波器4、單端轉差分變壓器5、模數轉換器6、FPGA可編程邏輯控制器7的信號處理模塊13順次串聯；FPGA可編程邏輯控制器7的信號處理模塊13的衰減信號輸出端與衰減器2衰減信號輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器7的頻率綜合器接口模塊17、數字頻率綜合器10、差分轉單端變壓器11、帶通濾波器4、功率放大器12順次串聯；FPGA可編程邏輯控制器7的太空總線接口模塊15作為太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置的控制埠，太空總線接口模塊15與外部太空總線雙向連接。FPGA可編程邏輯控制器7中，信號處理模塊13的數據輸出端與存儲器控制模塊A14的數據輸入端連接，存儲器控制模塊A14的數據輸出端與太空總線接口模塊15的數據輸入端連接，太空總線接口模塊15的數據輸出端與存儲器控制模塊B16的數據輸入端連接，存儲器控制模塊B16的數據輸出端與頻率綜合器接口模塊17的數據輸入端連接，太空總線接口模塊15的控制信號輸出端分別與信號處理模塊13的控制信號輸入端和頻率綜合器接口模塊17的控制信號輸入端連接。
[0014]FPGA可編程邏輯控制器7中，太空總線接口模塊15用於與外部太空總線進行互聯及數據交換；信號處理模塊13轉發太空總線接口模塊15傳遞的衰減器2控制碼，並對數位化的中頻回波進行初步信號處理，即進行數字正交下變頻、數字濾波、數據抽取、通道校正，再將處理後的數據傳遞給存儲器控制模塊A14 ;存儲器控制模塊A14用於控制存儲器AS完成數據的緩存，即將完成信號處理後的數據寫入存儲器AS中進行緩存，再將數據取出，發送給太空總線接口模塊15的發送端，由太空總線接口模塊15發送給外部太空總線；存儲器控制模塊B16用於控制存儲器B9完成數據的緩存，即將太空總線接口模塊15接收端輸出的1、Q兩路基帶數據寫入存儲器B9中緩存，再依據預設時序將數據取出，發送給頻率綜合器接口模塊17 ;頻率綜合器接口模塊17接收存儲器控制模塊B16傳遞的1、Q兩路基帶數據，將數據同步後發送給數字頻率綜合器10，同時頻率綜合器接口模塊17將太空總線接口模塊15傳遞的頻率、幅度、相位信息轉發給數字頻率綜合器10。
[0015]太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置加電，並且太空總線接口模塊15與外部太空總線接口順利完成連接後，時鐘分配器I接收外部時鐘信號，將時鐘信號分別傳遞給模數轉換器6、FPGA可編程邏輯控制器7、數字頻率綜合器10，作為控制時鐘使用。太空總線接口模塊15接收外部太空總線下發的頻率、幅度、相位控制信息，並通過頻率綜合器接口模塊17將頻率、幅度、相位控制信息發送給數字頻率綜合器10 ;太空總線接口模塊15接收外部太空總線下發的衰減控制信息，並將衰減控制信息通過信號處理模塊13發送給衰減器2 ;太空總線接口模塊15接收外部太空總線下發的1、Q兩路基帶數據，將1、Q兩路基帶數據通過存儲器控制模塊B16寫入存儲器B9中進行緩存，然後將1、Q兩路基帶數據通過存儲器控制模塊B16從存儲器B9中取出，經過頻率綜合器接口模塊17，發送給數字頻率綜合器10。數字頻率綜合器10生成差分的模擬基帶信號，差分的模擬基帶信號通過差分轉單端變壓器11轉換為單端的模擬基帶信號，再依次通過帶通濾波器4、功率放大器12後，作為最終的中頻發射信號輸出。中頻回波依次通過衰減器2、低噪聲放大器3、帶通濾波器4、單端轉差分變壓器5、模數轉換器6後，成為數字中頻回波信號，數字中頻回波信號通過信號處理模塊13，完成數字正交下變頻、數字濾波、數據抽取、通道校正後，傳遞給存儲器控制模塊A14。存儲器控制模塊A14將數據在存儲器A8中進行緩存後，經由太空總線接口模塊15，發送給外部的太空總線，進行後續的信號處理。
【權利要求】
1.一種太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置，包括:存儲器A (8)、存儲器B (9)、衰減器(2)、低噪聲放大器(3)、帶通濾波器(4)、單端轉差分變壓器(5)、模數轉換器(6)、數字頻率綜合器(10)、差分轉單端變壓器(11)、功率放大器(12)、時鐘分配器(1)，其特徵在於還包括:FPGA可編程邏輯控制器(7);其中，FPGA可編程邏輯控制器(7)，包括:太空總線接口模塊(15)、存儲器控制模塊A (14)、存儲器控制模塊B (16),信號處理模塊(13)、頻率綜合器接口模塊(17);衰減器(2)、低噪聲放大器(3)、帶通濾波器(4)、單端轉差分變壓器(5)、模數轉換器(6)作為接收通道，數字頻率綜合器(10)、差分轉單端變壓器(11)、功率放大器(12)作為發射通道； 時鐘分配器(I)的輸入端作為外部時鐘信號的輸入端，時鐘分配器(I)的輸出端分別與模數轉換器(6)、FPGA可編程邏輯控制器(7)、數字頻率綜合器(10)的時鐘輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器(7)的存儲器控制模塊A (14)與存儲器A (8)雙向連接；FPGA可編程邏輯控制器(7)的存儲器控制模塊B (16)與存儲器B (9)雙向連接；衰減器(2)的輸入端作為外部中頻回波的輸入端；衰減器(2)、低噪聲放大器(3)、帶通濾波器(4)、單端轉差分變壓器(5)、模數轉換器(6)、FPGA可編程邏輯控制器(7)的信號處理模塊(13)順次串聯；FPGA可編程邏輯控制器(7)的信號處理模塊(13)的衰減信號輸出端與衰減器(2)衰減信號輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器(7)的頻率綜合器接口模塊(17)、數字頻率綜合器(10)、差分轉單端變壓器(11)、帶通濾波器(4)、功率放大器(12)順次串聯；FPGA可編程邏輯控制器(7)的太空總線接口模塊(15)作為太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置的控制埠，太空總線接口模塊(15)與外部太空總線雙向連接；FPGA可編程邏輯控制器(7)中，信號處理模塊(13)的數據輸出端與存儲器控制模塊A (14)的數據輸入端連接，存儲器控制模塊A (14)的數據輸出端與太空總線接口模塊(15)的數據輸入端連接，太空總線接口模塊(15)的數據輸出端與存儲器控制模塊B (16)的數據輸入端連接，存儲器控制模塊B (16)的數據輸出端與頻率綜合器接口模塊(17)的數據輸入端連接，太空總線接口模塊(15)的控制信號輸出端分別與信號處理模塊(13)的控制信號輸入端和頻率綜合器接口模塊(17)的控制信號輸入端連接； FPGA可編程邏輯控制器(7)中，太空總線接口模塊(15)用於與外部太空總線進行互聯及數據交換；信號處理模塊(13)轉發太空總線接口模塊(15)傳遞的衰減器(2)控制碼，並對數位化的中頻回波進行初步信號處理，即進行數字正交下變頻、數字濾波、數據抽取、通道校正，再將處理後的數據傳遞給存儲器控制模塊A (14);存儲器控制模塊A (14)用於控制存儲器A (8)完成數據的緩存，即將完成信號處理後的數據寫入存儲器A (8)中進行緩存，再將數據取出，發送給太空總線接口模塊(15)的發送端，由太空總線接口模塊(15)發送給外部太空總線；存儲器控制模塊B (16)用於控制存儲器B (9)完成數據的緩存，即將太空總線接口模塊(15)接收端輸出的1、Q兩路基帶數據寫入存儲器B (9)中緩存，再依據預設時序將數據取出，發送給頻率綜合器接口模塊(17);頻率綜合器接口模塊(17)接收存儲器控制模塊B (16)傳遞的1、Q兩路基帶數據，將數據同步後發送給數字頻率綜合器(10)，同時頻率綜合器接口模塊(17)將太空總線接口模塊(15)傳遞的頻率、幅度、相位信息轉發給數字頻率綜合器(10)； 太空總線星載探測設備窄帶中頻收發裝置加電，並且太空總線接口模塊(15)與外部太空總線接口順利完成連接後，時鐘分配器(I)接收外部時鐘信號，將時鐘信號分別傳遞給模數轉換器(6)、FPGA可編程邏輯控制器(7)、數字頻率綜合器(10)，作為控制時鐘使用；太空總線接口模塊(15)接收外部太空總線下發的頻率、幅度、相位控制信息，並通過頻率綜合器接口模塊(17)將頻率、幅度、相位控制信息發送給數字頻率綜合器(10);太空總線接口模塊(15)接收外部太空總線下發的衰減控制信息，並將衰減控制信息通過信號處理模塊(13)發送給衰減器(2);太空總線接口模塊(15)接收外部太空總線下發的1、Q兩路基帶數據，將1、Q兩路基帶數據通過存儲器控制模塊B (16)寫入存儲器B (9)中進行緩存，然後將1、Q兩路基帶數據通過存儲器控制模塊B (16)從存儲器B (9)中取出，經過頻率綜合器接口模塊(17)，發送給數字頻率綜合器(10);數字頻率綜合器(10)生成差分的模擬基帶信號，差分的模擬基帶信號通過差分轉單端變壓器(11)轉換為單端的模擬基帶信號，再依次通過帶通濾波器(4)、功率放大器(12)後，作為最終的中頻發射信號輸出；中頻回波依次通過衰減器(2)、低噪聲放大器(3)、帶通濾波器(4)、單端轉差分變壓器(5)、模數轉換器(6)後，成為數字中頻回波信號，數字中頻回波信號通過信號處理模塊(13)，完成數字正交下變頻、數字濾波、數據抽取、通道校正後，傳遞給存儲器控制模塊A (14);存儲器控制模塊A (14)將數據在存儲器A (8)中進行緩存後，經由太空總線接口模塊(15)，發送給外部的太空總線，進行後續的信號處理 。
【文檔編號】H04B1/38GK103516383SQ201310350526
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月13日 優先權日:2013年8月13日
【發明者】陳利彬, 吳來萍, 欒鳳虎 申請人:北京無線電測量研究所