一種基於MACPanel的小衛星一體化綜合測試系統的製作方法
2023-07-15 23:16:11
一種基於MAC Panel的小衛星一體化綜合測試系統的製作方法
【專利摘要】一種基於MAC?Panel的小衛星一體化綜合測試系統，解決了小衛星地面測試設備數量多、體積大、通用性差、設計和研製周期長的問題。本發明將小衛星綜合測試系統的三個分系統(供配電分系統、測控分系統、星務分系統)的設備集成在一臺設備內，大大縮減了測試設備的體積、數量、成本和研製周期。在採用NI公司的PXI設備實現三個測試分系統的功能集成基礎上，本發明採用MAC?Panel公司生產的大規模互聯機構實現星地接口適配以及設備內部信號的自由分配，最終完成小衛星一體化地面測試系統的內部結構和對外接口功能，實現小衛星地面綜合測試系統的集成化和通用化。
【專利說明】—種基於MAC Panel的小衛星一體化綜合測試系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於MAC Panel的小衛星一體化綜合測試系統，可應用於航天領域小衛星的綜合測試中。
【背景技術】
[0002]小衛星綜合測試作為小衛星整個研製過程中的重要環節，對衛星的研製周期、研製成本、研製效率有著很大影響。目前的測試系統雖然可以滿足現在衛星測試需求，但受其自身測試技術的制約已經難以滿足未來小衛星的多種類、高產出的要求。在目前的測試模式和測試系統構架下，很難完成批量化、產業化、周期短、智能化的型號測試任務，無法有效地提升測試可靠性。在現存模式下，測試系統體系龐大，通用性和靈活性低，大量的時間被用在測試系統的構建和維護工作中。因此，小衛星綜合測試需要隨著衛星的發展要求，採用新的測試系統來支撐新的測試任務，以滿足未來小衛星的發展要求，向靈活構建、快速測試方向發展，加快小衛星綜合測試發展的進程。
【發明內容】
[0003]本發明的技術解決問題是:克服現有技術的不足，對現有小衛星地面綜合系統中嚴重製約快速測試的供配電、測控、星務三個測試分系統進行小型化一體化改造，將三個測試分系統的功能集中到一個機箱中，實現了綜合測試系統的集成化、小型化、通用化，解決了小衛星地面測試設備數量多、體積大、通用性差、設計和研製周期長的問題。
[0004]本發明的技術解決方案是:
[0005]一種基於MAC Panel的小衛星一體化綜合測試系統，包括:PXI部分、MAC Panel大規模互聯機構和對外接口；
[0006]PXI部分包括PXI機箱和PXI板卡，PXI機箱為符合PXI標準的機箱，PXI板卡包括三個分系統的板卡:供配電分系統的PXI板卡實現衛星電源分系統模擬量和數字量採集以及控制量輸出；測控分系統的PXI板卡實現遙控信號的調製發射和遙測信號的解調和解碼；星務分系統的PXI板卡實現RS422通訊和CAN總線測試；
[0007]MAC Panel大規模互聯機構包括機箱適配器和板卡適配器；機箱適配器用於對PXI機箱進行適配，機箱適配器包括電源模塊和內部連接導線；板卡適配器用於對PXI板卡進行適配，所述電源模塊用於控制量輸出時星上電池通斷的控制，內部連接導線用於PXI板卡和星上信號的連接；
[0008]對外接口包括兩個部分，第一部分設置於MAC Panel機箱適配器的前面板，第二部分設置於MAC Panel機箱適配器的後面板。
[0009]MAC Panel 大規模互聯機構包括:SC0UT XT、ITA、ITA Enclosure、ITA Module、ITA Module Receiver 和 DAK ;其中，PXI 板卡適配器包括 DAK、ITA Module 和 ITA ModuleReceiver ；PXI 機箱適配器包括 SC0UTXT、ITA 和 ITA Enclosure。
[0010]所述對外接口的第一部分包括:手動控制開關、PXI機箱開機開關和機箱適配器中電源模塊的開關；
[0011]所述對外接口的第二部分包括:接插件、機箱適配器中電源模塊的輸出控制開關、機箱適配器中電源模塊的調節旋鈕、射頻輸出接口、射頻輸入接口、USB接口、網口、視頻接口和交流220V電源接口。
[0012]本發明與現有技術相比的有益效果是:
[0013](I)本發明將小衛星三個測試分系統進行了小型化和集成化設計，將傳統的多個機櫃組成的測試系統縮減為一個機箱，大大降低了設備體積，減少了系統的重構時間，提高了小衛星的測試效率。由於採用了成熟的工業產品，因此從採購、系統開發和設備維護三個方面大幅降低了測試系統成本。
[0014](2)本發明是小衛星測試技術發展的有益成果，作為小衛星測試系統發展的重要方向，將帶給小衛星測試前所未有的進步。推而廣之，其成功的應用可以加速一體化測試技術在社會各行業、各領域的應用，具有不可忽略的社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明系統架構示意圖；
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本發明提供了一種基於MAC Panel的小衛星一體化綜合測試系統，包括:PXI部分、MAC Panel大規模互聯機構和對外接口 ；
[0017]PXI部分包括PXI機箱和PXI板卡，PXI機箱為符合PXI標準的機箱，本發明採用PXIe-1065, PXI板卡包括三個分系統的板卡:供配電分系統的PXI板卡實現衛星電源分系統模擬量和數字量採集以及控制量輸出；測控分系統的PXI板卡實現遙控信號的調製發射和遙測信號的解調和解碼；星務分系統的PXI板卡實現RS422通訊和CAN總線測試；
[0018]MAC Panel大規模互聯機構包括機箱適配器和板卡適配器；機箱適配器用於對PXI機箱進行適配，機箱適配器包括電源模塊和內部連接導線；板卡適配器用於對PXI板卡進行適配，所述電源模塊用於控制量輸出時星上電池通斷的控制，內部連接導線用於PXI板卡和星上信號的連接；
[0019]對外接口包括兩個部分，第一部分設置於MAC Panel機箱適配器的前面板，第二部分設置於MAC Panel機箱適配器的後面板。
[0020]MAC Panel 大規模互聯機構包括:SC0UT XT、ITA、ITA Enclosure、ITA Module、ITA Module Receiver 和 DAK ;其中，PXI 板卡適配器包括 DAK、ITA Module 和 ITA ModuleReceiver ；PXI 機箱適配器包括 SC0UTXT、ITA 和 ITA Enclosure。
[0021]板卡適配器的三個部分:
[0022](a) Direct Access kit (DAK):DAK 板卡用於將 PXI 板卡接口轉接成 MAC Panel 系統通用接口；
[0023](b) ITA Module:該模塊與DAK板卡構成一對接插件，該模塊放置在ITA中，在ITAEnclosure中可以通過導線任意配置互聯；
[0024](c)ITA Module Receiver:該模塊與 ITA Module 構成一對接插件。
[0025]機箱適配器的三個部分:[0026](I)SCOUT XT:該部分為上下兩部分，上部分用於固定板卡適配器DAK;下部分用於將位於前面板的PXI板卡信號轉接至後面板，可以使設備內部走線更加整齊；
[0027](2) Interchangeable Test Adapter (ITA):,該結構與 SCOUT XT 相適應，用於固定 ITA Module ；
[0028](3) ITA Enclosure:該結構與ITA相對應，ITA的上下兩部分可以在ITAEnclosure內部跳線連接，可適應不同衛星型號對信號分布的要求。
[0029]另外，通過對MAC Panel的大規模互聯機構進行適當的改造，來實現一體化測試系統的對外接口。對外接口包括:前面板對外接口，後面板對外接口。前面板對外接口通過改造ITA Enclosure前面板完成，包括:手動控制開關、PXI機箱開機開關和機箱適配器中電源豐吳塊的開關；
[0030]後面板對外接口通過改造SCOUT XT後面板完成，包括:對外接口的第二部分包括:接插件、機箱適配器中電源模塊的輸出控制開關、機箱適配器中電源模塊的調節旋鈕、射頻輸出接口、射頻輸入接口、USB接口、網口、視頻接口和交流220V電源接口。
[0031]供配電測試分系統和星務測試分系統需要使用板卡適配器將相應的PXI板卡信號引到後面板對外接口 ；測控測試分系統不使用板卡適配器，而是將相應的PXI板卡信號在SCOUT XT內部直接通過導線連接至後面板對外接口。
[0032](I) DAK 板卡
[0033]561142:適配PXI開關量控制板卡NI PX1-2586 ；
[0034]561036:適配PXI開關量控制板卡NI PX1-2570 ；
[0035]561032:適配PXI狀態量採集板卡NI PX1-6529 ；
[0036]561725:適配PXI模擬量採集板卡NI PX1-4300 ；
[0037]561283:適配 PXI CAN 總線板卡 NI PX1-8513/2 ；
[0038]561049:適配 PXI422 通訊板卡 NI PX1-8433/4。
[0039](2) ITA Module
[0040]561414:用於對接 DAK56IH2 ；
[0041]562055:用於對接 DAK56IO36 ；
[0042]562055:用於對接 DAK56IO32 ；
[0043]561413:用於對接 DAK561725 ；
[0044]561415:用於對接 DAK56I283 ；
[0045]561411:用於對接 DAK561049。
[0046](3)ITA Module Receiver
[0047]561314:用於對接 ITA Module561414 ；
[0048]561303:用於對接 ITA Module562055 ；
[0049]561303:用於對接 ITA Module562055 ；
[0050]561313:用於對接 ITA Module561413 ；
[0051]561315:用於對接 ITA Module561415 ；
[0052]561311:用於對接 ITA Module561411。
[0053]機箱適配器包括:
[0054](I)SCOUT XT:選用型號為 561240 的 SCOUT XT。在 SCOUT XT 內部，ITA ModuleReceiver與後面板對外接口之間進行導線連接，此部分針對不同型號的衛星不需要改變；
[0055](2) ITA:選用型號為561602的ITA，該結構與SCOUT XT561240相適應；
[0056](3) ITA Enclosure:選用型號為 561531 的 ITA Enclosure，該結構與 ITA561602相適應。在ITA Enclosure內部，PXI板卡信號與後面板對外接口信號之間的連線可以針對不同型號的衛星進行跳線配置。
[0057]前面板對外接口包括:
[0058](I)手動控制開關
[0059]手動控制開關共9個，包括:電池使能、電池通、電池斷、姿控使能、姿控通、姿控斷、脫插使能、脫插脫落、備用；
[0060](2)電源開關
[0061]電源開關共2個，包括:PXI機箱的啟動開關，機箱適配器中電源模塊的交流電源輸入開關。
[0062]後面板對外接口包括:
[0063](1)1個VPC Il型高密度接插件，包括:供配電測試分系統信號，星務測試分系統
信號;
[0064]⑵2個SMA射頻接口，包括測控測試分系統的I路射頻上行信號和I路射頻下行
信號;
[0065](3) I個J36A-17ZJ型接插件，包括8路供配電模擬量測量信號；
[0066](4) I個開關用於控制機箱適配器中電源模塊是否輸出；1個調節旋鈕用於調節機箱適配器中電源模塊的輸出範圍；
[0067](5) 4個USB接口； I個網口； I個視頻信號接口 ； I個交流220V電源接口。
[0068]本發明已經在目前研製的某型號小衛星測試過程中得到了應用，且效果良好。
[0069]以供配電分系統為例，測試過程中，當需要衛星電池接通時，依次按下機箱適配器前面板的電池使能、電池通開關，控制信號將依次通過PXI板卡、板卡適配器、機箱適配器的內部連接導線、機箱適配器後面板的VPC Il型高密度接插件，最終觸發衛星的電池通繼電器，實現衛星電池接通的目的。
[0070]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.一種基於MAC Panel的小衛星一體化綜合測試系統，其特徵在於包括:PXI部分、MACPanel大規模互聯機構和對外接口 ； PXI部分包括PXI機箱和PXI板卡，PXI機箱為符合PXI標準的機箱，PXI板卡包括三個分系統的板卡:供配電分系統的PXI板卡實現衛星電源分系統模擬量和數字量採集以及控制量輸出；測控分系統的PXI板卡實現遙控信號的調製發射和遙測信號的解調和解碼；星務分系統的PXI板卡實現 RS422通訊和CAN總線測試； MAC Panel大規模互聯機構包括機箱適配器和板卡適配器；機箱適配器用於對PXI機箱進行適配，機箱適配器包括電源模塊和內部連接導線；板卡適配器用於對PXI板卡進行適配，所述電源模塊用於控制量輸出時星上電池通斷的控制，內部連接導線用於PXI板卡和星上信號的連接； 對外接口包括兩個部分，第一部分設置於MAC Panel機箱適配器的前面板，第二部分設置於MAC Panel機箱適配器的後面板。
2.根據權利要求1所述的一種基於MACPanel的小衛星一體化綜合測試系統，其特徵在於:MAC Panel 大規模互聯機構包括:SCOUT XT、ITA、ITA Enclosure、ITA Module、ITA Module Receiver 和 DAK ;其中，PXI 板卡適配器包括 DAK、ITA Module 和 ITA ModuleReceiver ；PXI 機箱適配器包括 SCOUT XT、ITA 和 ITA Enclosure。
3.根據權利要求1所述的一種基於MACPanel的小衛星一體化綜合測試系統，其特徵在於:所述對外接口的第一部分包括:手動控制開關、PXI機箱開機開關和機箱適配器中電源豐吳塊的開關； 所述對外接口的第二部分包括:接插件、機箱適配器中電源模塊的輸出控制開關、機箱適配器中電源模塊的調節旋鈕、射頻輸出接口、射頻輸入接口、USB接口、網口、視頻接口和交流220V電源接口。
【文檔編號】G01D21/00GK103983298SQ201410164460
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】洪雷, 王志勇, 曾鴻, 曹麗君, 郝東卿 申請人:航天東方紅衛星有限公司