[发明专利]一种航天器通用化综合射频测控系统

说明书

一种航天器通用化综合射频测控系统及方法，包括综合孔径天线、综合射频信道以及综合处理终端；综合孔径天线实现空间电磁波能量和测控系统能量之间的一体化转换；综合射频信道实现射频信号和中频信号之间的转换；综合处理终端接收外部输入的遥测数据，形成地基遥测帧，之后依次进行编码、调制、数模转换后，通过综合射频信道和综合孔径天线发射出去。该综合射频测控系统可以将原有的遥测、安控、外测、导航和中继等功能进行高度集成，将各自独立的射频资源和基带资源进行整合，形成航天器通用化综合射频测控系统，大幅减少测控系统的重量、体积、功耗，提高系统效能。

技术领域

本发明属于航天器测控技术领域，涉及一种航天器通用化综合射频测控系统。

背景技术

为满足运载火箭和导弹武器快速发射、高效投送的需求，航天器测控系统需具备多任务、大范围、安全可靠、天地一体的测控能力。传统测控系统采用平行分立式结构设计，首先按照功能划分为独立的遥测子系统、安控子系统、外测子系统、导航子系统和中继子系统。其次将测控系统总体技术指标分解为上述子系统技术指标，然后开展子系统的独立设计。最后利用总线将上述独立的子系统进行连接，完成子系统之间的信息交互，最终形成完整的测控系统。

传统测控系统由于分立式设计，不同功能均独立设计软件、硬件，造成测控系统存在大量射频资源、基带资源的冗余，不同功能之间冗余资源无法共用，最终导致测控系统的重量、体积、功耗无法下降。针对不同的运载火箭或导弹武器测控需求，测控功能扩展和裁剪都需要重新开展独立设计，无法实现多型航天器测控系统通用化设计。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提出一种应用于航天器的通用化综合射频测控系统。该综合射频测控系统可以将原有的遥测、安控、外测、导航和中继等功能进行高度集成，将各自独立的射频资源和基带资源进行整合，形成航天器通用化综合射频测控系统，大幅减少测控系统的重量、体积、功耗，提高系统效能。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种航天器通用化综合射频测控系统，包括：综合孔径天线、综合射频信道以及综合处理终端；

综合孔径天线实现空间电磁波能量和测控系统能量之间的一体化转换；

综合射频信道实现射频信号和中频信号之间的转换；

综合处理终端接收外部输入的遥测数据，形成地基遥测帧，之后依次进行编码、调制、数模转换后，通过综合射频信道和综合孔径天线发射出去；

地面发送的安控信号经综合孔径天线和综合射频信道后，通过综合处理终端恢复为安控指令，并将所述安控指令输出至航天器自毁系统；

地面发送的上行外测信号经综合孔径天线和综合射频信道后，通过综合处理终端处理为下行外测信号，再通过综合射频信道和综合孔径天线发送回地面；

卫星导航信号经过综合孔径天线和综合射频信道后，通过综合处理终端恢复导航电文，并进而计算得到航天器的位置和速度；

中继卫星前向信号经综合孔径天线和综合射频信道后，通过综合处理终端恢复为中继遥控指令并提供给相应系统进行遥控控制；综合处理终端接收外部输入的遥测数据，形成中继返向遥测帧，经编码、调制、扩频、数模转换后，通过综合射频信道和综合孔径天线发送出去。

综合孔径天线将遥测天线、安控天线、外测天线、导航天线以及中继天线进行综合集成，且共用天线孔径。

上行外测信号和下行外测信号用于地面测量航天器的实时位置和速度。

所述综合射频信道包括射频开关矩阵、综合射频接收信道、综合射频发射信道以及中频开关矩阵；

射频开关矩阵完成综合孔径天线和综合射频接收信道之间的选通连接、综合孔径天线和综合射频发射信道之间的选通连接；