[发明专利]一种载人航天器的天基测控通信系统

权利要求书

1.一种载人航天器的天基测控通信系统，其特征在于，包括：

窄波束中继子系统，所述窄波束中继子系统包括窄波束中继终端、窄波束中继天线和高速数据处理设备；其中，所述窄波束中继终端包括：中继S终端，Ka接收组件，Ka发射组件和中继综合单元；

宽波束中继子系统，所述宽波束中继子系统包括宽波束中继终端和宽波束中继天线；其中，所述宽波束中继终端包括用于连接III象限的宽波束中继天线的III象限射频收发组件，用于连接I象限的宽波束中继天线的I象限射频收发组件，合路器和功分器；

中央控制子系统，所述中央控制子系统分别通过所述窄波束中继子系统和所述宽波束中继子系统接收和发送前向和返向信号；

所述中央控制子系统中设有用于实时监控所述载人航天器的运行姿态和用于控制所述宽波束中继子系统的工作状态的测控安全模式，其中，所述中央控制子系统通过地面控制方式或者自动判断控制方式启动所述测控安全模式；

采用所述地面控制方式时，地面对载人航天器的姿态判断，若姿态异常，地面向载人航天器发送接通指令使所述中央控制子系统中的测控安全模式启动；

采用自动判断控制方式时，所述中央控制子系统对载人航天器的姿态自主判断，若姿态异常，所述中央控制子系统自主发送接通指令使所述中央控制子系统中的测控安全模式启动；

所述宽波束中继天线具有两组。

2.根据权利要求1所述的天基测控通信系统，其特征在于，两组所述宽波束中继天线分别位于载人航天器的I、III象限，所述窄波束中继天线位于载人航天器的III象限。

3.根据权利要求2所述的天基测控通信系统，其特征在于，所述接通指令中包括I、III象限的宽波束中继天线的接通序列；

所述宽波束中继子系统根据所述接通序列接通I、III象限的宽波束中继天线。

4.根据权利要求1所述的天基测控通信系统，其特征在于，所述窄波束中继天线采用两自由度伺服机构驱动，并且采用Ka/S天线共面形式。

5.根据权利要求4所述的天基测控通信系统，其特征在于，所述中继S终端分别与所述中央控制子系统和所述窄波束中继天线相连接，所述中继S终端通过所述窄波束中继天线接收前向信号，并对所述前向信号进行解扩、解调和信道译码，并以串行数据流输出到所述中央控制子系统；

所述Ka接收组件分别与所述窄波束中继天线、所述中继综合单元、所述高速数据处理设备相连接；其中，所述Ka接收组件包括跟踪接收机、前向数据接收机和Ka输入滤波器；

所述Ka接收组件基于所述窄波束中继天线接收前向信号，所述前向信号通过Ka输入滤波器进行信号滤波后发送至所述跟踪接收机和所述前向数据接收机，所述跟踪接收机将接收到的信号变频后解调出中继信标信息，并通过解调出的信息计算出所述窄波束中继天线对中继通信卫星进行跟踪的过程中产生的误差信号，并将误差信号输送至所述中继综合单元，所述前向数据接收机将接收到的信号变频后解调出中继Ka前向信号后传输至所述高速数据处理设备，所述高速数据处理设备对所述Ka接收组件解调后的所述前向数据进行分接传输至中央控制子系统；

所述Ka发射组件分别与所述窄波束中继天线和所述高速数据处理设备相连接；其中，所述Ka发射组件包括Ka频段编码调制器、Ka行波管，所述Ka频段编码调制器和所述Ka行波管相连接，所述Ka行波管与所述窄波束中继天线相连接；

所述高速数据处理设备对所述中央控制子系统发出的返向数据进行组帧和RS编码后传输到所述Ka发射组件，所述Ka发射组件接收所述高速数据处理设备编码后的返向信号，通过所述Ka频段编码调制器对编码后的所述返向信号进行Ka频段微波调制，将调制后的所述返向信号输送至所述窄波束中继天线，并由所述窄波束中继天线传输到中继通信卫星；

所述中继综合单元分别与所述中央控制子系统、所述中继S终端、所述Ka接收组件相连接，以及对所述窄波束中继天线的运动进行控制，所述中继综合单元接收所述中央控制子系统发出的返向信号，并且将所述返向信号传输到所述中继S终端，所述中继S终端对所述返向信号进行扩频、编码和调制后输出到所述窄波束中继天线。