測控系統的距離零值標校裝置的製作方法

2023-05-06 08:52:56

專利名稱：測控系統的距離零值標校裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及航天測控領域的系統距離零值標校設備，特別適合於地面應用系統中 的距離測量設備。
背景技術：
在航天測控系統地面應用系統中，為了獲得準確的距離零值，一般都建設有標校 塔，通過塔上的轉發裝置於地面收發系統閉環但是標校塔的建設增加了工程成本，由於滿足標校條件的遠場距離會在百公裡以 上，使得標校塔的高度過高而並且塔上設備工作在室外環境，設備可靠性會下降。在深空大 天線系統中，無法實現，這樣也要求系統設計必須探索新的距離零值標校手段。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於避免上述背景技術中的不足之處而提供一種距 離標校精度在米級、設備簡單可靠、操控靈活的距離零值標校裝置。可以滿足各種口徑的具 有距離測量功能的地面系統的需要。本發明的目的是這樣實現的一種測控系統的距離零值標校裝置，包括校零天線、收發雙工器、本地振蕩器和頻 率變換器；其中校零天線設有的一個雙向埠與收發雙工器的雙向埠連接；收發雙工器 射頻輸出埠連接頻率變換器的射頻輸入埠，收發雙工器的射頻輸入埠連接頻率變換 器的射頻輸出埠 ；頻率變換器的本振輸入埠連接本地振蕩器的本振輸出埠 ；校零天線接收地面系統主天線輸出的上行射頻信號後，將感應到的射頻信號傳輸 到收發雙工器，然後傳輸到頻率變換器，頻率變換器接收本地振蕩器輸出的本振信號後，將 輸入的射頻信號和本振信號在頻率變換器的混頻器中實現頻率變換；變頻後的射頻信號 輸入到收發雙工器，再輸入到校零天線，校零天線向空間輸出射頻信號，被地面系統主天線 接收。所述的校零天線為具有一定方向性的(增益彡IOdB)線極化喇叭天線。所述的頻率變換器由射頻輸入適配器、本振輸入適配器、射頻輸出適配器和混頻 器組成；射頻輸入適配器的輸入埠與收發雙工器的射頻輸出埠連接，射頻輸入適配器 的輸出埠與混頻器的中頻輸入埠連接；本振輸入適配器的輸入埠與本地振蕩器的輸 出埠連接，本振輸入適配器的輸出埠與混頻器的本振輸入埠連接；射頻輸出適配器 的輸入埠與混頻器的輸出埠連接，射頻輸出適配器的輸出埠與收發雙工器的射頻輸 入埠連接。所述的本地振蕩器由參考源、頻率綜合器和本振輸出適配器組成；參考源輸出端 口連接至頻率綜合器的參考輸入埠 ；頻率綜合器輸出埠連接至本振適配器的輸入端 口，本振適配器的輸出連接至頻率變換器中的本振輸入適配器的射頻輸入埠。本發明與背景技術相比具有如下優點
1.本發明的距離標校裝置的校零天線採用具有一定方向性的線極化喇叭，具有距 離標校精度高，受外界環境影響小的特點。2.本發明的頻率變換裝置採用寬帶變頻設計，具有絕對時延小，距離零值穩定的 優點。3.本發明的本地振蕩器採用PLL設計，具有頻率可以小步進控制，可以適應寬帶 的射頻信號的轉發，能夠寬頻段的距離標校需求。


圖1是本發明的原理方框圖。圖2是本發明頻率變換器4的實施例的電原理圖。圖3是本發明本地振蕩器3實施例的電原理圖。
具體實施例方式參照圖1至圖3，本發明包括校零天線1、收發雙工器2、本地振蕩器3、頻率變換 器4。本發明校零天線1的作用是感應空間電磁場的射頻能量，並且可以向空間輻射電 磁能量；它是由一個定向線極化喇叭構成的，具有一個雙向同軸接口，與收發雙工器2的雙 向同軸埠連接。本發明收發雙工器2的作用是既可以接收校零天線感應的上行射頻能 量，也可以將頻率轉換後的射頻信號傳遞給校零天線。收發雙工器2的雙向埠與校零天 線1的雙向同軸埠連接；收發雙工器2的射頻輸出埠與頻率變換器的射頻輸入適配器 5-1連接；收發雙工器2的射頻輸入埠與頻率變換器4的射頻輸出適配器5-3連接。本發明頻率變換器4的作用是完成對輸入射頻信號的頻率轉換；它由射頻輸入適 配器5-1，本振輸入適配器5-2和射頻輸出適配器5-3以及混頻器6組成。射頻輸入適配 器5-1的輸入埠與收發雙工器2的射頻輸出埠連接，射頻輸入適配器5-1的輸出埠 與混頻器(7)的中頻輸入埠連接；本振輸入適配器5-2的輸入埠與本地振蕩器3的輸 出適配器7的輸出埠連接，本振輸入適配器5-2的輸出埠與混頻器6的本振輸入埠 連接；射頻輸出適配器5-3的輸入埠與混頻器6的輸出埠連接，射頻輸出適配器5-3的 輸出埠與收發雙工器2的射頻輸入埠連接。本發明本地振蕩器3的作用是以內置的參考頻率為基準，產生頻率轉發比所需要 的本振信號。本地振蕩器3由參考源8和頻率綜合器9和本振輸出適配器7組成；參考源 8輸出埠連接至頻率綜合器9的參考輸入埠 ；頻率綜合器9輸出埠連接至本振適配 器7的輸入埠，本振適配器7的輸出埠連接至頻率變換器4中的本振輸入適配器5-2 的射頻輸入埠。本發明簡要工作原理如下地面系統主天線輸出的上行射頻信號通過空間場被校零天線接收，校零天線將感 應到的射頻信號傳輸到收發雙工器，然後傳輸到頻率變換器，頻率變換器接收本地振蕩器 輸出的本振信號，輸入射頻信號和本振信號在頻率變換器的混頻器中實現頻率變換；變頻 後的射頻信號輸入到收發雙工器，再輸入到校零天線，最終向空間輻射，被地面天線接收， 完成上下行鏈路的閉環，通過測量上行、下行信號的傳輸時延，並且扣除天線系統的幾何傳輸路徑時延，就可以獲得地面系統的準確的距離零值。 本發明安裝結構如下把圖1中的校零天線安裝在主天線口面上的合適位置，將 收發雙工器和頻率變換器安裝在一個長X寬X高為50X50X20毫米的小屏蔽盒內，安裝 在天線中心體內，將本地振蕩器安裝在一個標準的2U機箱內，放置在系統機柜上，組成本 發明。
權利要求
1.一種測控系統的距離零值標校裝置，其特徵在於包括校零天線(1)、收發雙工器 (2)、本地振蕩器(3)和頻率變換器⑷；其中校零天線(1)設有的一個雙向埠與收發雙 工器(2)的雙向埠連接；收發雙工器⑵射頻輸出埠連接頻率變換器⑷的射頻輸入 埠，收發雙工器(2)的射頻輸入埠連接頻率變換器(4)的射頻輸出埠 ；頻率變換器 (4)的本振輸入埠連接本地振蕩器(3)的本振輸出埠 ；校零天線接收地面系統主天線輸出的上行射頻信號後，將感應到的射頻信號傳輸到收 發雙工器，然後傳輸到頻率變換器，頻率變換器接收本地振蕩器輸出的本振信號後，將輸入 的射頻信號和本振信號在頻率變換器的混頻器中實現頻率變換；變頻後的射頻信號輸入到 收發雙工器，再輸入到校零天線，校零天線向空間輸出射頻信號，被地面系統主天線接收。
2.根據權利要求1所述的測控系統的距離零值標校裝置，其特徵在於所述的校零天 線(1)為具有一定方向性的(增益> IOdB)線極化喇叭天線。
3.根據權利要求1所述的測控系統的距離零值標校裝置，其特徵在於所述的頻率變 換器(4)由射頻輸入適配器(5-1)、本振輸入適配器(5-2)、射頻輸出適配器(5-3)和混頻 器(6)組成；射頻輸入適配器(5-1)的輸入埠與收發雙工器(2)的射頻輸出埠連接， 射頻輸入適配器(5-1)的輸出埠與混頻器(6)的中頻輸入埠連接；本振輸入適配器 (5-2)的輸入埠與本地振蕩器(3)的輸出埠連接，本振輸入適配器(5-2)的輸出埠與 混頻器(6)的本振輸入埠連接；射頻輸出適配器(5-3)的輸入埠與混頻器(6)的輸出 埠連接，射頻輸出適配器(5-3)的輸出埠與收發雙工器(2)的射頻輸入埠連接。
4.根據權利要求3所述的測控系統的距離零值標校裝置，其特徵在於所述的本地振 蕩器(3)由參考源(8)、頻率綜合器(9)和本振輸出適配器(7)組成；參考源(8)輸出埠 連接至頻率綜合器(9)的參考輸入埠 ；頻率綜合器(9)輸出埠連接至本振適配器(7) 的輸入埠，本振適配器(7)的輸出連接至頻率變換器(4)中的本振輸入適配器(5-2)的 射頻輸入埠。
全文摘要
本發明公開了一種測控系統的距離零值標校裝置，包括校零天線(1)、收發雙工器(2)、本地振蕩器(3)和頻率變換器(4)；其中校零天線(1)設有的一個雙向埠與收發雙工器(2)的雙向埠連接；收發雙工器(2)射頻輸出埠連接頻率變換器(4)的射頻輸入埠，收發雙工器(2)的射頻輸入埠連接頻率變換器(4)的射頻輸出埠；頻率變換器(4)的本振輸入埠連接本地振蕩器(3)的本振輸出埠。本發明具有設備簡單、標校精度高、操控容易的特點；可以替代測控系統中傳統的對塔距離零值標校設備；尤其適用於在沒有條件建設標校塔的場合。本發明可以應用於具有測距功能的地面應用系統。
文檔編號H01Q13/02GK102006126SQ201010286818
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月20日 優先權日2010年9月20日
發明者於益農, 劉敏, 李國民, 杜小鳴, 耿虎軍, 閆春生, 高延生, 黃英 申請人:中國人民解放軍總裝備部測量通信總體研究所, 中國電子科技集團公司第五十四研究所