[发明专利]一种星载X频段的数传带外抑制装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及星载数传发射带外抑制技术，尤其涉及一种星载X频段的数传带外抑制装置及其方法。

背景技术

为了更好地促进国际合作，以及避免频谱干扰，空间数据咨询委员会（CCSDS）对卫星测控频段进行了划分，随着国际空间探测活动的日益频繁，X频段越来越多被使用，频谱相互干扰日益严重，因此对卫星下行频谱宽度均有相应要求。根据空间频谱协调组建议的21-2R2(SFCG21-2R2)模板，如图1所示，和测控数传分系统要求，空间科学服务空地链路有效频谱的容许频谱框架，在长距离探测中，由于通信距离遥远，数传码速率较低（小于5Mbps，大于2Mbps），在1.4倍码速率处要求带外抑制大于30dB。数传调制一般采用BPSK，根据BPSK调制频谱特性，数传调制输出频谱自身有一定宽度，最高码速率为R Mbps时，在R×1.4处抑制约13dB，为了减少对相邻频带的影响，需对数传输出频谱进行滤波。

目前有两种常用的滤波实现途径：输出直接滤波和中频滤波。前一种方法采用X频段腔体滤波器，根据要求其带宽应为2×R MHz，对中心频率±R×1.4MHz处抑制需大于30dB，由于带宽很窄，矩形系数和品质因数均要求极高，目前在工程上腔体滤波器无法满足要求。后一种方法利用声表滤波器矩形系数高的优点，在中频对数传调制输出频谱进行滤波，实现所要求的带外抑制后将调制信号混频至X频段，此方法避免了X频段腔体滤波器设计瓶颈，虽然可以实现数传带外抑制，但所用元器件多，因此其在X频段需使用腔体滤波器抑制本振和镜频，还需进行增益补偿，具有电路复杂、体积大、功耗大以及调试工作量大的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星载X频段的数传带外抑制装置，利用本装置，可在不增加体积、功耗、重量的情况下，使装置输出频谱在偏离中心频率±1.4倍最高码速率处的抑制均大于30dB，且不影响数传调制特性和数传通信误码率。 

本发明的另一目的在于提供一种星载X频段的数传带外抑制方法，通过本方法，可以使输出频谱在偏离中心频率±1.4倍最高码速率处的抑制均大于30dB，且不影响数传调制特性和数传通信误码率。 

为了实现上述第一目的，本发明提供一种星载X频段的数传带外抑制装置，通过其可使X频段数传输出信号的带外抑制提高至30dB以上，所述星载X频段的数传带外抑制装置至少包括电平转换器、基带滤波器、BPSK调制器、X频段载波信号发生器、放大器以及隔离器；其中，所述电平转换器、基带滤波器、BPSK调制器、放大器以及隔离器依次相连，且所述X频段载波信号发生器与所述BPSK调制器相连；并且：

所述电平转换器接收一基带数据，并将输入的所述基带数据转换为双极性电平信号，且所述双极性电平信号的正负电平的幅度相同；

所述基带滤波器为低通LC滤波器，且所述低通LC滤波器的阶数至少为5阶，所述基带滤波器对所述双极性电平信号进行成形滤波； 

所述X频段载波信号发生器产生X频段载波信号；

所述BPSK调制器接收所述X频段载波信号，并对成形滤波后的所述双极性电平信号直接进行BPSK调制，使其调制到X频段内，形成X频段信号；

所述放大器将经BPSK调制后得到的X频段信号进行功率放大；

所述隔离器接收经功率放大后的所述X频段信号，进行端口匹配，并输出一X频段数传输出信号。

作为优选地，所述低通LC滤波器的阶数为5阶。

作为优选地，所述基带滤波器中的电感和电容均为标准0805封装。

作为优选地，所述基带数据的数传码速率为可变值，且低于一预设的最高数传码速率。

较佳地，所述X频段载波信号发生器通过将其参考频率利用锁相倍频或直接倍频的方式产生所述X频段载波信号。

为了实现上述第二目的，本发明提供了一种星载X频段的数传带外抑制方法，包括以下步骤：

S1: 预设基带数据的最高数传码速率，将低频的基带数据输入电平转换器中，转换为双极性电平信号，且正负电平的幅度相同，所述基带数据的数传码速率为可变值，且低于所述最高数传码速率；

S2：将从所述电平转换器中输出的所述双极性电平信号输入基带滤波器中，对所述双极性电平信号进行成形滤波；其中所述基带滤波器为低通LC滤波器，且所述低通LC滤波器的阶数至少为5阶；

S3：通过X频段载波信号发生器产生X频段载波信号，将成形滤波后的所述双极性电平信号以及所述X频段载波信号输入所述BPSK调节器，从而在载波频率上对成形滤波后的所述双极性电平信号直接进行BPSK调制，形成X频段信号；