[发明专利]中继卫星箭载用户终端系统设备

权利要求书

1.一种中继卫星箭载用户终端系统设备，包括：与火箭中数据综合模块和数据采集模块进行通信的中继测控终端模块（A）和Ka频段相控阵天线模块（B）及阵元数量为M1×N1的接收阵面（B1），围绕中继测控终端模块（A）连接的计算机、单元测试设备，其中，中继测控终端模块（A）包括接口模块（A2）、基带信号处理模块（A3）和信道模块（A4），接口模块（A2）、基带信号处理模块（A3）和信道模块（A4）依次连接，Ka频段相控阵天线模块（B）包括：天线阵面（B1）、T组件（B2）、R组件（B3）、波控器（B4）、波束形成网络（B5），天线阵面（B1）包括M1×N1个接收单元和M2×N2个发射单元；T组件（B2）连接在发射单元与波束形成网络（B5）之间，R组件（B3）连接在接收单元与波束形成网络（B5）之间，波控器（B4）连接在R组件（B3）与T组件（B2）之间，其特征在于：火箭数据采集模块接收来自中继测控终端模块（A）的天基状态信息和前向指令，火箭数据综合模块将遥测数据流送入中继测控终端模块（A）；Ka频段相控阵天线模块（B）接收中继测控终端模块（A）下发波束指向角信息和返向遥测信息，向中继测控终端模块（A）发送天线状态信息和前向遥控指令；中继测控终端模块（A）通过接口模块（A2）接收来自火箭的遥测数据流，将遥测数据流送入基带信号处理模块（A3），基带信号处理模块（A3）利用内置FPGA算法选择出Ka频段相控阵天线模块（B）返向回传的遥测数据信息，经FPGA成帧、编码和数模D/A转换，调制成输入信道模块（A4）的中频信号，信道模块（A4）通过发射单元进行两次上变频，将基带信号处理模块（A3）的中频信号搬移至Ka频段，同时，基带信号处理模块（A3）通过内置数字信号处理器DSP，将运算后波束指向角信息和Ka射频信号发送至Ka频相控阵天线模块（B），向中继卫星进行信号的辐射，完成中继卫星返向链路信号的发射；同时，相控阵天线模块（B）的接收阵面（B1）在接收到中继卫星上行信号后，将接收到的M1×N1路信号同时送到接收R组件（B3），在波控器（B4）控制下，通过波束形成网络（B5）合成一路射频信号，将射频信号输出至中继测控终端的信道模块（A4）；信道模块经过两次下变频，将射频信号频谱搬移到中频送入基带信号处理模块（A3）进行自动增益控制AGC放大，完成模数转换，经过内置FPGA软件算法进行伪码解扩、载波解调、同步和译码的数字信号处理，将得到的前向指令发送至火箭数据采编单元进行下一步相关动作，同时，Ka频段相控阵天线模块（B）的波控器（B4）将其自身状态信息上报至中继测控终端（A），将相控阵天线模块（B）状态信息及自身状态信息一并组帧成天基状态信息上报至火箭数据采编单元。

2.如权利要求1所述的中继卫星箭载用户终端系统设备，其特征在于：接口模块针对不同形式的用户接口的对外低频接口，转化为供其它各个模块使用的统一的内部接口；接口形式包括了同步串口、异步串口、光耦、CAN总线、1553总线接口，功能上涵盖了整机供电，并与火箭中心程序器、火箭信息采编单元和相控阵天线进行数据交互和信息交互。

3.如权利要求1所述的中继卫星箭载用户终端系统设备，其特征在于：中继测控终端模块（A）各模块采用接插件互联方式的内置低频接口、中频接口和对外高频接口，中频接口接收中频、发射中频以及基准时钟信号，对外高频接口为信道模块的射频收发接口。

4.如权利要求1所述的中继卫星箭载用户终端系统设备，其特征在于：信道模块采用连接器互插的方式相连基带信号处理模块。

5.如权利要求1所述的中继卫星箭载用户终端系统设备，其特征在于：基带信号处理模块（A3）包括：围绕大规模可编程器件FPGA连接的数字信号处理器DSP、FLASH，模数转换器A/D、数模转换器D/A及接口模块，其中，DSP连接了Flash和随机存取存储器RAM，模数转换器A/D、数模转换器D/A分别相连带通滤波器。