一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统及方法转让专利

申请号 : CN201611193063.9

文献号 : CN106850037B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 蒙艳松赵雯雯邢炜朱向鹏刘涛徐连军韩星远郁彦利胡涛郝博

申请人 : 西安空间无线电技术研究所

摘要 :

一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统及方法如下:测量校准发射通道和校准接收通道的闭环时延和,该闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到校准接收通道绝对时延;测量反射面星间链路发射通道和相控阵星间链路发射通道与校准接收通道的闭环时延和,这些闭环时延和减去校准接收通道绝对时延,得到反射面星间链路发射通道和相控阵星间链路发射通道绝对时延;测量校准发射通道与反射面星间链路接收通道和相控阵星间链路接收通道的闭环时延和,减去校准发射通道绝对时延,得到反射面星间链路接收通道和相控阵星间链路接收通道绝对时延。本发明实现了多通道收发时延实时监测,且具有测量的收发通道绝对时延准确的特点。

权利要求 :

1.一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统,其特征在于:包括:反射面星间链路设备、相控阵星间链路设备、校准收发通道、衰减器组、射频电缆;

衰减器组包括:衰减器1、衰减器2、衰减器3、衰减器4、衰减器5、衰减器6、衰减器7、衰减器8;

反射面星间链路设备,包括:反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备、反射面星间链路3设备;反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备和反射面星间链路3设备组成和功能都相同;

反射面星间链路1设备,包括:发射基带1、接收基带1、发射通道1、接收通道1、双工组件

1、耦合器1、反射面天线1;

发射基带1按照星间射频信号通信协议产生星间测量与通信用的基带信号送给发射通道1;发射通道1从发射基带1接收基带信号,对基带信号进行射频调制、功率放大后得到发射射频信号送到双工组件1;双工组件1从发射通道1接收发射射频信号,对该发射射频信号进行滤波后得到滤波后的发射射频信号,送到耦合器1;耦合器1从双工组件1接收滤波后的发射射频信号,一路直接送到反射面天线1,另一路作为反射面星间链路1设备的发射射频信号,并根据耦合比耦合输出到衰减器1,经衰减器1衰减后送至衰减器5,耦合器1同时接收从反射面天线1接收到的接收射频信号,同时也根据耦合比接收从衰减器1送来的衰减后的校准发射射频信号1,将接收到的接收射频信号和衰减后的校准发射射频信号1送到双工组件1;双工组件1从耦合器1接收到接收射频信号和衰减后的校准发射射频信号1,对它们进行滤波后得到滤波后的接收射频信号和滤波后的校准发射射频信号1,送到接收通道1;接收通道1从双工组件1接收滤波后的接收射频信号和滤波后的校准发射射频信号1,对它们进行放大、滤波、下变频后得到中频信号,送到接收基带1;接收基带1从接收通道1接收中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调、伪距测量得到星间距离和星间通信数据,同时也得到校准发射通道到反射面星间链路1设备的接收通道闭环时延和测量数据;反射面天线1接收耦合器1送来的发射射频信号,将发射射频信号转换为电磁波发射到空间中,同时接收空间中的电磁波,将电磁波转换为接收射频信号送到耦合器1;

反射面星间链路2设备的发射射频信号输出到衰减器2,经衰减器2衰减后送至衰减器

6;

反射面星间链路3设备的发射射频信号输出到衰减器3,经衰减器3衰减后送至衰减器

7;

相控阵星间链路设备,包括:发射基带4、接收基带4、发射通道4、接收通道4、功分器、耦合器4、环形器、相控阵天线;

发射基带4按照星间射频信号通信协议产生星间测量与通信用的基带信号送给发射通道4;发射通道4从发射基带4接收基带信号,对基带信号进行射频调制、功率放大后得到发射射频信号送到功分器;功分器从发射通道4接收发射射频信号,对发射射频信号进行分路后得到两路发射射频信号,其中一路送到环形器,另一路送到相控阵天线;环形器从功分器接收分路后的发射射频信号,将该发射射频信号作为相控阵星间链路设备的发射射频信号输出到衰减器4,经过衰减器4衰减输出至衰减器8,环形器同时接收从衰减器4送来的衰减后的校准发射射频信号2,将该衰减后的校准发射射频信号2送到耦合器4;耦合器4接收从相控阵天线接收到的接收射频信号,同时也根据耦合比接收从环形器送来的衰减后的校准发射射频信号2,将接收到的接收射频信号和衰减后的校准发射射频信号2送到接收通道4;

接收通道4从耦合器4接收到接收射频信号和衰减后的校准发射射频信号2,对它们进行放大、滤波、下变频后得到中频信号,送到接收基带4;接收基带4从接收通道4接收中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调、伪距测量得到星间距离和星间通信数据,同时也得到校准闭环测量数据;相控阵天线接收功分器送来的发射射频信号,将发射射频信号放大后转换为电磁波发射到空间中,同时接收空间中的电磁波,将电磁波转换为接收射频信号放大后送到耦合器4;

校准收发通道,包括:校准发射通道、校准接收通道、三通器、分路合路器;其中校准发射通道包括:校准发射基带、发射本振、可变衰减器、BPSK调制器,校准接收通道包括:校准接收基带、接收本振、混频器、滤波器、放大器;

校准发射基带产生校准基带信号送给BPSK调制器;发射本振根据校准发射频率控制信号产生相应频率的发射本振信号,送到可变衰减器;可变衰减器接收发射本振送来的发射本振信号,根据外部的衰减量控制信号调节可变衰减器的衰减值,得到功率调整后的发射本振信号,并将该发射本振信号送到BPSK调制器;BPSK调制器从校准发射基带接收校准基带信号、从可变衰减器接收发射本振信号,进行BPSK调制,产生校准发射射频信号,将校准发射射频信号送到三通器;三通器从BPSK调制器接收校准发射射频信号,将校准发射射频信号分别送到混频器和分路合路器,同时也从分路合路器接收星间链路发射射频信号,并将星间链路发射射频信号送到混频器;分路合路器从三通器接收校准发射射频信号,对校准发射射频信号进行分路后送到衰减器5、衰减器6、衰减器7、衰减器8,衰减器5对校准发射射频信号进行衰减后送至衰减器1再次衰减,得到衰减后的校准发射射频信号1送至耦合器

1,衰减器8对校准发射射频信号进行衰减后送至衰减器4再次衰减,得到衰减后的校准发射射频信号2,送至环形器;

同时衰减器5接收经过衰减器1衰减的反射面星间链路1的发射射频信号经衰减器5衰减后送至分路合路器、从衰减器6接收反射面星间链路2设备的发射射频信号经衰减器6衰减后送至分路合路器、从衰减器7接收经过衰减器4衰减的反射面星间链路3设备的发射射频信号经衰减器7衰减后送至分路合路器、从衰减器8接收相控阵星间链路设备的发射射频信号经衰减器8衰减后送至分路合路器,分路合路器衰减器5到衰减器8衰减后的4个星间链路发射射频信号合路后送到三通器;

接收本振根据外部的校准接收频率控制信号产生相应频率的接收本振信号,送到混频器;混频器从三通器接收校准发射射频信号和星间链路发射射频信号、从接收本振接收接收本振信号,用接收本振信号对校准发射射频信号和星间链路发射射频信号进行混频,得到和频信号和差频信号,将和频信号和差频信号送到滤波器;滤波器从混频器接收和频信号和差频信号,进行低通滤波,保留差频信号,该差频信号就是中频信号,将该中频信号送到放大器;放大器从滤波器接收中频信号,进行放大后得到放大后的中频信号,将放大后的中频信号送到校准接收基带;校准接收基带从放大器接收放大后的中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调、伪距测量得到校准闭环测量数据。

2.根据权利要求1所述的一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统,其特征在于:衰减器1、衰减器2、衰减器3、衰减器4、衰减器5、衰减器6、衰减器7、衰减器8、射频电缆1、射频电缆2、射频电缆3、射频电缆4用于实现反射面星间链路设备、相控阵星间链路设备与校准收发通道双向射频信号传输,根据电缆衰减量,通过配置衰减值不同的衰减器可配置各链路入口的射频功率,使校准发射射频信号不影响反射面星间链路和相控阵星间链路的正常接收,而校准接收通道也可以正常接收反射面星间链路和相控阵星间链路的发射射频信号。

3.根据权利要求1所述的一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统,其特征在于:反射面星间链路设备包括:反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备、反射面星间链路3设备;反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备和反射面星间链路3设备组成和功能都相同,它们与校准收发通道的连接方式也相同,且它们的通道收发时延实时监测方法也相同。

4.根据权利要求1所述的一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统,其特征在于:射频电缆包括:射频电缆1、射频电缆2、射频电缆3和射频电缆4;其中衰减器1、射频电缆1、衰减器5共同用于连接反射面星间链路1设备至校准收发通道;衰减器2、射频电缆

2、衰减器6用于连接反射面星间链路2设备至校准收发通道;衰减器3、射频电缆3、衰减器6用于连接反射面星间链路3设备至校准收发通道;衰减器4、射频电缆4、衰减器8用于连接相控阵星间链路设备至校准收发通道。

5.根据权利要求1所述的一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统,其特征在于:环形器是一个三端口无源器件,包括端口1、端口2和端口3,从端口1输入的信号从端口2输出,从端口2输入的信号从端口3输出,用于射频信号的路径选择,输入到输出的插损为2dB。

6.根据权利要求1所述的一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统,其特征在于:可变衰减器的最大衰减量为62dB,衰减步进1dB。

7.根据权利要求1所述的一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统,其特征在于:发射本振能够产生三个频率RF1、RF2、RF3中的任意一个,由2bit的校准发射频率控制信号进行选择,接收本振能够产生三个频率RF1减去中频、RF2减去中频、RF3减去中频中的任意一个,由2bit的校准接收频率控制信号进行选择。

8.一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测方法,其特征在于包括校准收发通道自校、标准发射通道校准、标准接收通道校准三个阶段如下:

1)校准收发通道自校,得到校准接收通道在反射面星间链路发射频点和相控阵星间链路射频频点的校准接收通道绝对时延,步骤如下:

1.1)将发射本振频率设置为反射面星间链路设备发射频率;

1.2)将接收本振频率设置为反射面星间链路设备发射频率减去中频频率;

1.3)调整可变衰减器使校准接收通道中频输出为校准接收基带能够ADC采样的电平;

1.4)将校准发射基带发射伪码与校准接收基带接收伪码设置为校准专用码后,测出校准收发通道闭环时延和;所述的校准专用码是码周期为1s按m序列要求生成的二进制伪随机码;

1.5)将校准收发通道闭环时延和减去校准发射绝对时延,得到在反射面星间链路发射频点上的校准接收通道绝对时延;

1.6)将发射本振频率设置为相控阵星间链路射频频率,接收本振频率设置为相控阵星间链路射频频率减去中频频率,重复1.1)至1.5),即得到在相控阵星间链路射频频点上的校准接收通道绝对时延;

2)标准发射通道校准,得到三个反射面星间链路和相控阵星间链路的发射通道绝对时延,步骤如下:

2.1)将发射本振频率设置为反射面星间链路发射频率,可变衰减器设置在62dB衰减档,使BPSK调制器输出电平最小,以使校准发射通道输出的信号不影响校准接收通道的接收;

2.2)将校准接收本振频率设置为反射面星间链路发射频率减去中频频率;

2.3)将校准接收基带接收伪码设置为反射面星间链路发射测量码;反射面星间链路发射测量码是反射面星间链路设备的固有特性;反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备、反射面星间链路3设备的发射测量码生成方式相同,它们的发射测量码码相位在时间上分别有几个码片的相对时差;

2.4)此时,校准接收通道在频率和伪码上与3个反射面星间链路的不同发射通道都构成了配对关系,根据3个反射面星间链路的不同发射通道的发射测量码码相位在时间上分别有几个码片的相对时差,依次测出3个反射面星间链路发射通道至校准接收通道的闭环时延和;

2.5)将步骤2.4)得到的3个闭环时延和减去在反射面星间链路发射频点上的校准接收通道绝对时延,得到3个反射面星间链路发射通道绝对时延;

2.6)将接收本振频率设置为相控阵星间链路射频频率减去中频频率;

2.7)将校准接收基带接收伪码设置为相控阵星间链路发射测量码;相控阵星间链路发射测量码是相控阵星间链路设备的固有特性;

2.8)此时,校准接收通道在频率和伪码上与相控阵星间链路设备的发射通道都构成了配对关系,测出相控阵星间链路发射通道至校准接收通道的闭环时延和;

2.9)将步骤2.8)得到的闭环时延和减去在相控阵星间链路射频频点上的校准接收通道绝对时延,得到相控阵星间链路发射通道绝对时延;

3)标准接收通道校准:得到三个反射面星间链路和相控阵星间链路的接收通道绝对时延,步骤如下:

3.1)设置可变衰减器的衰减量使分路合路器输出校准发射射频信号功率为-62dBm;

3.2)将校准发射基带发射伪码设置为校准专用码;

3.3)将发射本振频率设置为反射面星间链路接收通道接收频率;

3.4)此时,校准发射通道在频率上与3个反射面星间链路设备的接收通道都构成了配对关系,接收基带1至接收基带3依次测出校准发射通道至3个反射面星间链路接收通道的闭环时延和;

3.5)将步骤3.4)得到的3个闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到3个反射面星间链路接收通道绝对时延;

3.6)将校准发射本振频率设置为相控阵链路射频频率;

3.7)此时,校准发射通道在频率上与相控阵星间链路设备的接收通道构成了配对关系,接收基带4测出校准发射通道至相控阵星间链路接收通道闭环时延和;

3.8)将步骤3.7)得到的闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到相控阵星间链路接收通道绝对时延。

说明书 :

一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统及

方法

技术领域

[0001] 本发明一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统及方法,即一种多通道收发时延实时监测系统及方法,涉及扩频测量的技术领域,特别涉及到一种用于扩频测量体制的多通道收发时延实时监测系统和监测方法。

背景技术

[0002] 我国北斗二代卫星导航系统二期工程将在一期工程的基础上扩充为覆盖全球的卫星导航系统。建立星间链路是提高全球系统运行控制能力、提高时空基准精度和提高星座自主运行能力的有效手段。星间链路提供卫星与卫星之间的无线传输通道,利用星间双向测量与数据交换,进行星座自主定轨与时间同步,自主维持星座坐标和时间基准,满足特殊时期导航星座自主导航和平时提高导航定位精度的需求,并且可以解决国内布站情况下全球系统运控问题。
[0003] 北斗二代二期导航试验卫星单颗卫星上有多条星间链路,包括3条收发异频全双工反射面星间链路及1条收发同频时分半双工相控阵星间链路,需要对这4条星间链路收发时延进行实时监测。传统的通道时延监测方法通常针对的是单个收发通道,设计了一个认为时延不变的发射通道或接收通道,通过切换微波开关与正常发射通道或正常接收通道构成闭环,测量闭环的时延和,从而得到发射通道绝对时延及接收通道绝对时延,由于微波开关存在多径信号泄漏,使测量的收发通道绝对时延不准确。而在北斗二代二期导航试验卫星单颗卫星上有4条星间链路,如果采用传统方法需要4套自闭环通道,设备复杂,同时监测的多个收发通道绝对时延都不准确。

发明内容

[0004] 本发明解决的技术问题为:克服现有技术不足,提供一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测方法,弥补了现有方法不能进行多通道收发时延实时监测及测量的收发通道绝对时延不准确的缺点。
[0005] 本发明的技术解决方案为:一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统,包括:反射面星间链路设备、相控阵星间链路设备、校准收发通道、衰减器组、射频电缆;
[0006] 衰减器组包括:衰减器1、衰减器2、衰减器3、衰减器4、衰减器5、衰减器6、衰减器7、衰减器8;
[0007] 反射面星间链路设备,包括:反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备、反射面星间链路3设备;反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备和反射面星间链路3设备组成和功能都相同;
[0008] 反射面星间链路1设备,包括:发射基带1、接收基带1、发射通道1、接收通道1、双工组件1、耦合器1、反射面天线1;
[0009] 发射基带1按照星间射频信号通信协议产生星间测量与通信用的基带信号送给发射通道1;发射通道1从发射基带1接收基带信号,对基带信号进行射频调制、功率放大后得到发射射频信号送到双工组件1;双工组件1从发射通道1接收发射射频信号,对该发射射频信号进行滤波后得到滤波后的发射射频信号,送到耦合器1;耦合器1从双工组件1接收滤波后的发射射频信号,一路直接送到反射面天线1,另一路作为反射面星间链路1设备的发射射频信号,并根据耦合比耦合输出到衰减器1,经衰减器1衰减后送至衰减器5,耦合器1同时接收从反射面天线1接收到的接收射频信号,同时也根据耦合比接收从衰减器1送来的校准发射信号,将接收到的接收射频信号和校准发射信号送到双工组件1;双工组件1从耦合器1接收到接收射频信号和校准发射信号,对它们进行滤波后得到滤波后的接收射频信号和校准发射信号,送到接收通道1;接收通道1从双工组件1接收滤波后的接收射频信号和校准发射信号,对它们进行放大、滤波、下变频后得到中频信号,送到接收基带1;接收基带1从接收通道1接收中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调、伪距测量得到星间距离和星间通信数据,同时也得到校准发射通道到反射面星间链路1设备的接收通道闭环时延和测量数据;反射面天线1接收耦合器1送来的发射射频信号,将发射射频信号转换为电磁波发射到空间中,同时接收空间中的电磁波,将电磁波转换为接收射频信号送到耦合器1。
[0010] 反射面星间链路2设备的发射射频信号输出到衰减器2,经衰减器2衰减后送至衰减器6;
[0011] 反射面星间链路3设备的发射射频信号输出到衰减器3,经衰减器3衰减后送至衰减器7;
[0012] 相控阵星间链路设备,包括:发射基带4、接收基带4、发射通道4、接收通道4、功分器、耦合器4、环形器、相控阵天线;
[0013] 发射基带4按照星间射频信号通信协议产生星间测量与通信用的基带信号送给发射通道4;发射通道4从发射基带4接收基带信号,对基带信号进行射频调制、功率放大后得到发射射频信号送到功分器;功分器从发射通道4接收发射射频信号,对发射射频信号进行分路后得到两路发射射频信号,其中一路送到环形器,另一路送到相控阵天线;环形器从功分器接收分路后的发射射频信号,将该发射射频信号作为相控阵星间链路设备的发射射频信号输出到衰减器4,经过衰减器4衰减输出至衰减器8,环形器同时接收从衰减器4送来的校准发射射频信号,将该校准发射射频信号送到耦合器4;耦合器4接收从相控阵天线接收到的接收射频信号,同时也根据耦合比接收从环形器送来的校准发射信号,将接收到的接收射频信号和校准发射信号送到接收通道4;接收通道4从耦合器4接收到接收射频信号和校准发射信号,对它们进行放大、滤波、下变频后得到中频信号,送到接收基带4;接收基带4从接收通道4接收中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调、伪距测量得到星间距离和星间通信数据,同时也得到校准闭环测量数据;相控阵天线接收功分器送来的发射射频信号,将发射射频信号放大后转换为电磁波发射到空间中,同时接收空间中的电磁波,将电磁波转换为接收射频信号放大后送到耦合器4。
[0014] 校准收发通道,包括:校准发射通道、校准接收通道、三通器、分路合路器;其中校准发射通道包括:校准发射基带、发射本振、可变衰减器、BPSK调制器,校准接收通道包括:校准接收基带、接收本振、混频器、滤波器、放大器;
[0015] 校准发射基带产生校准基带信号送给BPSK调制器;发射本振根据校准发射频率控制信号产生相应频率的发射本振信号,送到可变衰减器;可变衰减器接收发射本振送来的发射本振信号,根据外部的衰减量控制信号调节可变衰减器的衰减值,得到功率调整后的发射本振信号,并将该发射本振信号送到BPSK调制器;BPSK调制器从校准发射基带接收校准基带信号、从可变衰减器接收发射本振信号,进行BPSK调制,产生校准发射射频信号,将校准发射射频信号送到三通器;三通器从BPSK调制器接收校准发射射频信号,将校准发射射频信号分别送到混频器和分路合路器,同时也从分路合路器接收星间链路发射射频信号,并将星间链路发射射频信号送到混频器;分路合路器从三通器接收校准发射射频信号,对校准发射射频信号进行分路后送到衰减器5、衰减器6、衰减器7、衰减器8,同时衰减器5接收经过衰减器1衰减的反射面星间链路1的发射射频信号经衰减器5衰减后送至分路合路器、从衰减器6接收反射面星间链路2设备的发射射频信号经衰减器6衰减后送至分路合路器、从衰减器7接收经过衰减器4衰减的反射面星间链路3设备的发射射频信号经衰减器7衰减后送至分路合路器、从衰减器8接收相控阵星间链路设备的发射射频信号经衰减器8衰减后送至分路合路器,分路合路器衰减器5到衰减器8衰减后的4个星间链路发射射频信号合路后送到三通器;
[0016] 接收本振根据外部的校准接收频率控制信号产生相应频率的接收本振信号,送到混频器;混频器从三通器接收校准发射射频信号和星间链路发射射频信号、从接收本振接收接收本振信号,用接收本振信号对校准发射射频信号和星间链路发射射频信号进行混频,得到和频信号和差频信号,将和频信号和差频信号送到滤波器;滤波器从混频器接收和频信号和差频信号,进行低通滤波,保留差频信号,该差频信号就是中频信号,将该中频信号送到放大器;放大器从滤波器接收中频信号,进行放大后得到放大后的中频信号,将放大后的中频信号送到校准接收基带;校准接收基带从放大器接收放大后的中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调、伪距测量得到校准闭环测量数据。
[0017] 衰减器1、衰减器2、衰减器3、衰减器4、衰减器5、衰减器6、衰减器7、衰减器8、射频电缆1、射频电缆2、射频电缆3、射频电缆4用于实现反射面星间链路设备、相控阵星间链路设备与校准收发通道双向射频信号传输,根据电缆衰减量,通过配置衰减值不同的衰减器可配置各链路入口的射频功率,使校准发射射频信号不影响反射面星间链路和相控阵星间链路的正常接收,而校准接收通道也可以正常接收反射面星间链路和相控阵星间链路的发射射频信号,同时使射频端口驻波比尽量得到改善,从而减小多径信号的产生。
[0018] 反射面星间链路设备包括:反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备、反射面星间链路3设备;反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备和反射面星间链路3设备组成和功能都相同,它们与校准收发通道的连接方式也相同,且它们的通道收发时延实时监测方法也相同。
[0019] 射频电缆包括:射频电缆1、射频电缆2、射频电缆3和射频电缆4;其中衰减器1、射频电缆1、衰减器5共同用于连接反射面星间链路1设备至校准收发通道;衰减器2、射频电缆2、衰减器6用于连接反射面星间链路2设备至校准收发通道;衰减器3、射频电缆3、衰减器6用于连接反射面星间链路3设备至校准收发通道;衰减器4、射频电缆4、衰减器8用于连接相控阵星间链路设备至校准收发通道。
[0020] 环形器是一个三端口无源器件,包括端口1、端口2和端口3,从端口1输入的信号从端口2输出,从端口2输入的信号从端口3输出,用于射频信号的路径选择,输入到输出的插损为2dB。
[0021] 可变衰减器的最大衰减量为62dB,衰减步进1dB。
[0022] 发射本振能够产生三个频率RF1、RF2、RF3中的任意一个,由2bit的校准发射频率控制信号进行选择,接收本振能够产生三个频率RF1减去中频、RF2减去中频、RF3减去中频中的任意一个,由2bit的校准接收频率控制信号进行选择。
[0023] 一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测方法,包括校准收发通道自校、标准发射通道校准、标准接收通道校准,这三个阶段步骤如下:
[0024] 1)校准收发通道自校,得到校准接收通道在反射面星间链路发射频点和相控阵星间链路射频频点的校准接收通道绝对时延,步骤如下:
[0025] 1.1)将发射本振频率设置为反射面星间链路设备发射频率;
[0026] 1.2)将接收本振频率设置为反射面星间链路设备发射频率减去中频频率;
[0027] 1.3)调整可变衰减器使校准接收通道中频输出为校准接收基带能够ADC采样的电平;
[0028] 1.4)将校准发射基带发射伪码与校准接收基带接收伪码设置为校准专用码后,测出校准收发通道闭环时延和;所述的校准专用码是码周期为1s按m序列要求生成的二进制伪随机码;
[0029] 1.5)将校准收发通道闭环时延和减去校准发射绝对时延,得到在反射面星间链路发射频点上的校准接收通道绝对时延;所述的校准发射绝对时延是通过在校准收发通道的输出口用高采样率示波器采样存储后通过计算机软件处理后得到的(由于三通器和分路合路器是宽带(5GHz)无源器件,它们的时延和为ps量级,可以忽略不计);
[0030] 1.6)将发射本振频率设置为相控阵星间链路射频频率,接收本振频率设置为相控阵星间链路射频频率减去中频频率,重复1.1)至1.5),即可得到在相控阵星间链路射频频点上的校准接收通道绝对时延。
[0031] 2)标准发射通道校准,得到三个反射面星间链路和相控阵星间链路的发射通道绝对时延,步骤如下:
[0032] 2.1)将发射本振频率设置为反射面星间链路发射频率,可变衰减器设置在62dB衰减档,使BPSK调制器输出电平最小,以使校准发射通道输出的信号不影响校准接收通道的接收;
[0033] 2.2)将校准接收本振频率设置为反射面星间链路发射频率减去中频频率;
[0034] 2.3)将校准接收基带接收伪码设置为反射面星间链路发射测量码;反射面星间链路发射测量码是反射面星间链路设备的固有特性;反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备、反射面星间链路3设备的发射测量码生成方式相同,它们的发射测量码码相位在时间上分别有几个码片的相对时差;
[0035] 2.4)此时,校准接收通道在频率和伪码上与3个反射面星间链路的不同发射通道都构成了配对关系,依据3个反射面星间链路的不同发射通道的发射测量码码相位在时间上分别有几个码片的相对时差,依次测出3个反射面星间链路发射通道至校准接收通道的闭环时延和;
[0036] 2.5)将步骤2.4)得到的3个闭环时延和减去在反射面星间链路发射频点上的校准接收通道绝对时延,得到3个反射面星间链路发射通道绝对时延;
[0037] 2.6)将接收本振频率设置为相控阵星间链路射频频率减去中频频率;
[0038] 2.7)将校准接收基带接收伪码设置为相控阵星间链路发射测量码;相控阵星间链路发射测量码是相控阵星间链路设备的固有特性;
[0039] 2.8)此时,校准接收通道在频率和伪码上与相控阵星间链路设备的发射通道都构成了配对关系,测出相控阵星间链路发射通道至校准接收通道的闭环时延和;
[0040] 2.9)将步骤2.8)得到的闭环时延和减去在相控阵星间链路射频频点上的校准接收通道绝对时延,得到相控阵星间链路发射通道绝对时延。
[0041] 3)标准接收通道校准:得到三个反射面星间链路和相控阵星间链路的接收通道绝对时延,步骤如下:
[0042] 3.1)设置可变衰减器的衰减量使分路合路器输出校准发射射频信号功率为-62dBm;
[0043] 3.2)将校准发射基带发射伪码设置为校准专用码;
[0044] 3.3)将发射本振频率设置为反射面星间链路接收通道接收频率;
[0045] 3.4)此时,校准发射通道在频率上与3个反射面星间链路设备的接收通道都构成了配对关系,接收基带1至接收基带3依次测出校准发射通道至3个反射面星间链路接收通道的闭环时延和;
[0046] 3.5)将步骤3.4)得到的3个闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到3个反射面星间链路接收通道绝对时延;
[0047] 3.6)将校准发射本振频率设置为相控阵链路射频频率;
[0048] 3.7)此时,校准发射通道在频率上与相控阵星间链路设备的接收通道构成了配对关系,接收基带4测出校准发射通道至相控阵星间链路接收通道闭环时延和;
[0049] 3.8)将步骤3.7)得到的闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到相控阵星间链路接收通道绝对时延。
[0050] 本发明与现有技术相比的优点在于:
[0051] (1)本发明包括1套校准收发通道,由于校准发射通道上器件都是宽带无源器件,自身时延很小(ps级),在某一温度点,可认为其时延随器件的老化在距离测量跟踪精度范围之内;环境温度的变化会引起校准发射通道时延的变化,可通过试验测出其时延—温度变化曲线,实现实时修正;因此,可认为校准发射通道绝对时延是已知值且不变;
[0052] (2)本发明可通过外部遥控指令设置发射本振和接收本振的频点,a)实现校准发射通道和校准接收通道的闭环,测量校准发射通道和校准接收通道的闭环时延和,该闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到校准接收通道绝对时延;b)实现反射面星间链路发射通道和相控阵星间链路发射通道与校准接收通道的闭环,测量反射面星间链路发射通道和相控阵星间链路发射通道与校准接收通道的闭环时延和,这些闭环时延和减去校准接收通道绝对时延,得到反射面星间链路发射通道和相控阵星间链路发射通道绝对时延;c)实现校准发射通道与反射面星间链路接收通道和相控阵星间链路接收通道的闭环,测量校准发射通道与反射面星间链路接收通道和相控阵星间链路接收通道的闭环时延和,这些闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到反射面星间链路接收通道和相控阵星间链路接收通道绝对时延;从而实现了星间链路发射通道绝对时延和接收通道绝对时延的实时监测;
[0053] (3)本发明通过外部遥控指令设置可变衰减器的衰减量,可以改变校准发射通道的输出功率,而不会改变校准发射通道绝对时延,从而保证了星间链路发射通道绝对时延和接收通道绝对时延实时监测的准确性;
[0054] (4)本发明通过三通器和分路合路器,实现了多个设备之间的闭环,减小了使用微波开关切换方式实现闭环时产生的多径信号,从而保证了星间链路发射通道绝对时延和接收通道绝对时延实时监测的准确性;
[0055] (5)本发明根据射频电缆衰减量,通过配置衰减值不同的衰减器可配置各链路入口的射频功率,使校准发射射频信号不影响反射面星间链路和相控阵星间链路的正常接收,而校准接收通道也可以正常接收反射面星间链路和相控阵星间链路的发射射频信号。
[0056] (6)本发明使3条反射面星间链路的不同发射通道的发射测量码码相位在时间上分别有几个码片的相对时差;校准接收通道依据这几个码片的相对时差,依次测出3个反射面星间链路发射通道至校准接收通道的闭环时延和。

附图说明

[0057] 图1为本发明公开的一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统的原理框图。

具体实施方式

[0058] 本发明的基本思路为:一种具有校准收发通道的多通道收发时延实时监测系统及方法如下:(1)该系统包括:反射面星间链路设备、相控阵星间链路设备、校准收发通道、衰减器组、射频电缆;(2)在校准发射通道上使用宽带无源器件,使校准发射通道绝对时延已知;(3)测量校准发射通道和校准接收通道的闭环时延和,该闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到校准接收通道绝对时延;(4)测量反射面星间链路发射通道和相控阵星间链路发射通道与校准接收通道的闭环时延和,这些闭环时延和减去校准接收通道绝对时延,得到反射面星间链路发射通道和相控阵星间链路发射通道绝对时延;(5)测量校准发射通道与反射面星间链路接收通道和相控阵星间链路接收通道的闭环时延和,减去校准发射通道绝对时延,得到反射面星间链路接收通道和相控阵星间链路接收通道绝对时延。本发明实现了多通道收发时延实时监测,且具有测量的收发通道绝对时延准确的特点。
[0059] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。
[0060] 下面对上述衰减器衰减值的选择以衰减器1+射频电缆1+衰减器5(用于连接反射面星间链路1设备至校准收发通道)进行举例说明:假设星间链路射频信号带宽为20MHz,接收通道低噪放入口等效噪声系数为4dB,则低噪放入口噪声功率为-97dBm(-174+4+10log10(20MHz)=-97);通过选择衰减器的衰减值,使低噪放入口的校准发射射频信号功率为-110dBm,对接收通道低噪的抬高为0.2dB,对星间链路信号接收的影响可忽略不计,不影响反射面星间链路1的正常接收;因为耦合器1耦合度为30dB,则在耦合器1入口校准发射射频信号功率为-80dBm,而通过设置校准收发通道可变衰减器的衰减量使分路合路器输出校准发射射频信号功率为-62dBm,则衰减器1+射频电缆1+衰减器5的总衰减量为18dB,如果射频电缆1衰减为12dB,则衰减器1衰减量可选为3dB,衰减器5衰减量可选为3dB。
[0061] 反射面星间链路1的发射射频信号经放大后功率为45dBm,经过耦合器1的30dB耦合及衰减器1+射频电缆1+衰减器5的18dB衰减,到达校准收发通道的分路合路器入口时为-3dBm,校准接收通道可以正常接收该射频信号。
[0062] 同理,衰减器2+射频电缆2+衰减器6的总衰减量为18dB,衰减器3+射频电缆3+衰减器7的总衰减量也为18dB,可以根据测量得到的射频电缆2和射频电缆3的衰减值选择衰减器2、衰减器6、衰减器3和衰减器7的衰减值。
[0063] 由于环形器有2dB的插损,所以衰减器4+射频电缆4+衰减器8的总衰减量为16dB,可以根据测量得到的射频电缆4的衰减值选择衰减器4、衰减器8的衰减值。
[0064] 如图1所示,本发明实施例由反射面星间链路设备、相控阵星间链路设备、校准收发通道、衰减器组、射频电缆组成。
[0065] 反射面星间链路设备,包括:反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备、反射面星间链路3设备;反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备和反射面星间链路3设备组成和功能都相同;它们与校准收发通道的连接方式也相同,且它们的通道收发时延实时监测方法也相同。
[0066] 本发明实施例把3套反射面星间链路设备射频频点设置为RF1、RF2,可以根据外部遥控指令使它们工作在发射频点为RF1接收频点为RF2、发射频点为RF2接收频点为RF1这两种选项中的一种,且它们的发射频点都一样,接收频点也都一样,为收发异频全双工工作模式。
[0067] 衰减器组包括:衰减器1、衰减器2、衰减器3、衰减器4、衰减器5、衰减器6、衰减器7、衰减器8;射频电缆包括:射频电缆1、射频电缆2、射频电缆3和射频电缆4。其中衰减器1、射频电缆1、衰减器5共同用于连接反射面星间链路1设备至校准收发通道;衰减器2、射频电缆2、衰减器6用于连接反射面星间链路2设备至校准收发通道;衰减器3、射频电缆3、衰减器6用于连接反射面星间链路3设备至校准收发通道;衰减器4、射频电缆4、衰减器8用于连接相控阵星间链路设备至校准收发通道。
[0068] 反射面星间链路1设备,包括:发射基带1、接收基带1、发射通道1、接收通道1、双工组件1、耦合器1、反射面天线1。
[0069] 反射面星间链路2设备,包括:发射基带2、接收基带2、发射通道2、接收通道2、双工组件2、耦合器2、反射面天线2。
[0070] 反射面星间链路3设备,包括:发射基带3、接收基带3、发射通道3、接收通道3、双工组件3、耦合器3、反射面天线3。
[0071] 相控阵星间链路设备,包括:发射基带4、接收基带4、发射通道4、接收通道4、功分器、耦合器4、环形器、相控阵天线。
[0072] 本发明实施例将相控阵星间链路设备射频频点设置为RF3,为收发同频时分半双工工作模式。
[0073] 校准收发通道,包括:校准发射通道、校准接收通道、三通器、分路合路器;其中校准发射通道包括:校准发射基带、发射本振、可变衰减器、BPSK调制器,校准接收通道包括:校准接收基带、接收本振、混频器、滤波器、放大器。
[0074] 本发明实施例发射本振能够产生三个频率RF1、RF2、RF3中的任意一个,由2bit的校准发射频率控制信号进行选择,接收本振能够产生三个频率RF1减去中频、RF2减去中频、RF3减去中频中的任意一个,由2bit的校准接收频率控制信号进行选择。
[0075] 本发明实施例校准发射通道上器件都是宽带无源器件,自身时延很小(ps级),在某一温度点,可认为其时延随器件的老化在距离测量跟踪精度范围之内;环境温度的变化会引起校准发射通道时延的变化,可通过试验测出其时延—温度变化曲线,实现实时修正;因此,可认为校准发射通道绝对时延是已知值且不变。
[0076] 本发明实施例可变衰减器的最大衰减量为62dB,衰减步进1dB,通过外部遥控指令设置可变衰减器的衰减量,可以改变校准发射通道的输出功率,而由于可变衰减器不在产生时延的信号路径上,因而不会改变校准发射通道绝对时延(不同衰减档的群时延变化量约为57s,本发明可将该57秒时延的影响去除),从而保证了星间链路发射通道绝对时延和接收通道绝对时延实时监测的准确性。
[0077] 本发明实施例通过三通器和分路合路器,实现了多个设备之间的闭环,从而保证了星间链路发射通道绝对时延和接收通道绝对时延实时监测的准确性;如果使用微波开关代替三通器和分路合路器进行射频信号路径选择,因为Ka频段微波开关的驻波比通常大于1.2,则反射产生的多径信号比主信号最大小20.8dB,远小于测量系统中多径信号比主信号小40dB的要求。
[0078] 本发明实施例根据信号功率匹配要求把用于射频信号耦合的耦合器1、耦合器2、耦合器3、耦合器4的耦合比都优选设计为30dB。
[0079] 本发明实施例根据射频电缆衰减量,通过配置衰减值不同的衰减器配置各链路入口的射频功率,使校准发射射频信号不影响反射面星间链路和相控阵星间链路的正常接收,而校准接收通道也可以正常接收反射面星间链路和相控阵星间链路的发射射频信号,同时使射频端口驻波比尽量得到改善,从而减小多径信号的产生。
[0080] 下面对上述衰减器衰减值的选择以衰减器1+射频电缆1+衰减器5(用于连接反射面星间链路1设备至校准收发通道)进行举例说明:假设星间链路射频信号带宽为20MHz,接收通道低噪放入口等效噪声系数为4dB,则低噪放入口噪声功率为-97dBm(-174+4+10log10(20MHz)=-97);通过选择衰减器的衰减值,使低噪放入口的校准发射射频信号功率为-110dBm,对接收通道低噪的抬高为0.2dB,对星间链路信号接收的影响可忽略不计,不影响反射面星间链路1的正常接收;因为耦合器1耦合度为30dB,则在耦合器1入口校准发射射频信号功率为-80dBm,而通过设置校准收发通道可变衰减器的衰减量使分路合路器输出校准发射射频信号功率为-62dBm,则衰减器1+射频电缆1+衰减器5的总衰减量为18dB;而反射面星间链路1的发射射频信号经放大后功率为45dBm,经过耦合器1的30dB耦合及衰减器1+射频电缆1+衰减器5的18dB衰减,到达校准收发通道的分路合路器入口时为-3dBm,校准接收通道可以正常接收该射频信号。此时需要测量射频电缆1的衰减量和耦合器1及分路合路器与衰减器5连接的那个端口的驻波比,假设射频电缆1衰减为6dB,则衰减器1+衰减器5的总衰减量为12dB,此时要根据已测的两个端口驻波比和库房的衰减器备料情况进行衰减器选择,通常耦合器的端口驻波较好,则衰减器1的衰减量可以小一些、衰减器5的衰减量大一些,例如衰减器1为2dB,则衰减器5为10dB,使射频端口驻波比尽量得到改善,从而减小多径信号的产生。
[0081] 同理,衰减器2+射频电缆2+衰减器6的总衰减量为18dB,衰减器3+射频电缆3+衰减器7的总衰减量也为18dB,可以根据上述原则选择衰减器2、衰减器6、衰减器3和衰减器7的衰减值。
[0082] 由于环形器有2dB的插损,所以衰减器4+射频电缆4+衰减器8的总衰减量为16dB,同样可以根据上述原则选择衰减器4、衰减器8的衰减值。
[0083] 本发明实施例涉及到的反射面天线1接收耦合器1送来的发射射频信号,将发射射频信号转换为电磁波发射到空间中,同时接收空间中的电磁波,将电磁波转换为接收射频信号送到耦合器1;反射面天线2、反射面天线3与反射面天线1的作用类似。
[0084] 本发明实施例涉及到的相控阵天线接收功分器送来的发射射频信号,将发射射频信号放大后转换为电磁波发射到空间中,同时接收空间中的电磁波,将电磁波转换为接收射频信号放大后送到耦合器4。
[0085] 本发明优选实施例在进行多通道收发时延实时监测时,包括校准收发通道自校、标准发射通道校准、标准接收通道校准三个阶段如下:
[0086] 1)校准收发通道自校,得到校准接收通道在反射面星间链路发射频点和相控阵星间链路射频频点的校准接收通道绝对时延,步骤如下:
[0087] 1.1)将发射本振频率设置为反射面星间链路设备发射频率;
[0088] 1.2)将接收本振频率设置为反射面星间链路设备发射频率减去中频频率;
[0089] 1.3)将校准发射基带发射伪码与校准接收基带接收伪码设置为校准专用码;所述的校准专用码是码周期为1s按m序列要求生成的二进制伪随机码;
[0090] 1.4)校准发射基带产生校准基带信号送给BPSK调制器;
[0091] 1.5)发射本振产生频率为反射面星间链路设备发射频率的发射本振信号,送到可变衰减器;
[0092] 1.6)可变衰减器接收发射本振送来的发射本振信号,根据衰减量控制信号调节可变衰减器的衰减值,得到功率调整后的发射本振信号,并将该发射本振信号送到BPSK调制器;调整可变衰减器的目的是使校准接收通道中频输出为校准接收基带能够ADC采样的电平;
[0093] 1.7)BPSK调制器从校准发射基带接收校准基带信号、从可变衰减器接收发射本振信号,进行BPSK调制,产生校准发射射频信号,将校准发射射频信号送到三通器;
[0094] 1.8)三通器从BPSK调制器接收校准发射射频信号,将校准发射射频信号分别送到混频器;
[0095] 1.9)接收本振产生频率为反射面星间链路设备发射频率减去中频频率的接收本振信号,送到混频器;
[0096] 1.10)混频器从三通器接收校准发射射频信号、从接收本振接收接收本振信号,用接收本振信号对校准发射射频信号进行混频,得到和频信号和差频信号,将和频信号和差频信号送到滤波器;
[0097] 1.11)滤波器从混频器接收和频信号和差频信号,进行低通滤波,保留差频信号,该差频信号就是中频信号,将该中频信号送到放大器;
[0098] 1.12)放大器从滤波器接收中频信号,进行放大后得到放大后的中频信号,将放大后的中频信号送到校准接收基带;
[0099] 1.13)校准接收基带从放大器接收放大后的中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调、伪距测量得到校准发射通道和校准接收通道的闭环时延和;
[0100] 1.14)将1.13)得到的校准收发通道闭环时延和减去校准发射绝对时延,得到在反射面星间链路发射频点上的校准接收通道绝对时延;所述的校准发射绝对时延是通过在校准收发通道的输出口用高采样率示波器采样存储后通过计算机软件处理后得到的;
[0101] 1.15)将发射本振频率设置为相控阵星间链路射频频率,接收本振频率设置为相控阵星间链路射频频率减去中频频率,重复1.1)至1.14),即可得到在相控阵星间链路射频频点上的校准接收通道绝对时延。
[0102] 2)标准发射通道校准,得到三个反射面星间链路和相控阵星间链路的发射通道绝对时延,步骤如下:
[0103] 2.1)将发射本振频率设置为反射面星间链路发射频率,可变衰减器设置在62dB衰减档,使BPSK调制器输出电平最小,以使校准发射通道输出的信号不影响校准接收通道的接收;
[0104] 2.2)将校准接收本振频率设置为反射面星间链路发射频率减去中频频率;
[0105] 2.3)将校准接收基带接收伪码设置为反射面星间链路发射测量码;反射面星间链路发射测量码是反射面星间链路设备的固有特性;反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备、反射面星间链路3设备的发射测量码生成方式相同,它们的发射测量码码相位在时间上分别有几个码片的相对时差;
[0106] 2.4)发射基带1按照星间射频信号通信协议产生星间测量与通信用的基带信号送给发射通道1;
[0107] 2.5)发射通道1从发射基带1接收基带信号,对基带信号进行射频调制、功率放大后得到发射射频信号送到双工组件1;
[0108] 2.6)双工组件1从发射通道1接收发射射频信号,对该发射射频信号进行滤波后得到滤波后的发射射频信号,送到耦合器1;耦合器1从双工组件1接收滤波后的发射射频信号,一路直接送到反射面天线1,另一路作为反射面星间链路1设备的发射射频信号,并根据耦合比耦合输出到衰减器1,经衰减器1衰减后送至衰减器5;
[0109] 2.7)同时,反射面星间链路2设备的发射射频信号,经衰减器2衰减后送至衰减器6,反射面星间链路3设备的发射射频信号,经衰减器3衰减后送至衰减器7;
[0110] 2.8)衰减器5接收经过衰减器1衰减的反射面星间链路1的发射射频信号,经衰减器5衰减后送至分路合路器;衰减器6接收反射面星间链路2设备的发射射频信号,经衰减器6衰减后送至分路合路器;从衰减器7接收经过衰减器4衰减的反射面星间链路3设备的发射射频信号,经衰减器7衰减后送至分路合路器;
[0111] 2.9)分路合路器接收从衰减器5到衰减器7衰减后的3个反射面星间链路发射射频信号,合路后送到三通器;
[0112] 2.10)三通器从分路合路器接收合路后的3个反射面星间链路发射射频信号,将它们送到混频器;
[0113] 2.11)接收本振产生频率为反射面星间链路设备发射频率减去中频频率的接收本振信号,送到混频器;
[0114] 2.12)混频器从三通器接收反射面星间链路发射射频信号、从接收本振接收接收本振信号,用接收本振信号对反射面星间链路发射射频信号进行混频,得到和频信号和差频信号,将和频信号和差频信号送到滤波器;
[0115] 2.13)滤波器从混频器接收和频信号和差频信号,进行低通滤波,保留差频信号,该差频信号就是中频信号,将该中频信号送到放大器;
[0116] 2.14)放大器从滤波器接收中频信号,进行放大后得到放大后的中频信号,将放大后的中频信号送到校准接收基带;
[0117] 2.15)校准接收基带从放大器接收放大后的中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调,依据3个反射面星间链路的不同发射通道的发射测量码码相位在时间上分别有几个码片的相对时差,依次测出3个反射面星间链路发射通道至校准接收通道的闭环时延和;
[0118] 2.16)将2.15)得到的3个闭环时延和减去在反射面星间链路发射频点上的校准接收通道绝对时延,得到3个反射面星间链路发射通道绝对时延;
[0119] 2.17)将接收本振频率设置为相控阵星间链路射频频率减去中频频率;
[0120] 2.18)将校准接收基带接收伪码设置为相控阵星间链路发射测量码;相控阵星间链路发射测量码是相控阵星间链路设备的固有特性;
[0121] 2.19)发射基带4按照星间射频信号通信协议产生星间测量与通信用的基带信号送给发射通道4;
[0122] 2.20)发射通道4从发射基带4接收基带信号,对基带信号进行射频调制、功率放大后得到发射射频信号送到功分器;
[0123] 2.21)功分器从发射通道4接收发射射频信号,对发射射频信号进行分路后得到两路发射射频信号,其中一路送到环形器,另一路送到相控阵天线;
[0124] 2.22)环形器从功分器接收分路后的发射射频信号,将该发射射频信号作为相控阵星间链路设备的发射射频信号输出到衰减器4,经过衰减器4衰减输出至衰减器8;
[0125] 2.23)衰减器8接收经过衰减器4衰减的相控阵星间链路的发射射频信号,经衰减器8衰减后送至分路合路器;
[0126] 2.24)分路合路器接收从衰减器8衰减后的相控阵星间链路发射射频信号,合路后送到三通器;
[0127] 2.25)三通器从分路合路器接收相控阵星间链路发射射频信号,将它送到混频器;
[0128] 2.26)接收本振产生频率为相控阵星间链路设备射频频率减去中频频率的接收本振信号,送到混频器;
[0129] 2.27)混频器从三通器接收相控阵星间链路发射射频信号、从接收本振接收接收本振信号,用接收本振信号对相控阵星间链路发射射频信号进行混频,得到和频信号和差频信号,将和频信号和差频信号送到滤波器;
[0130] 2.28)滤波器从混频器接收和频信号和差频信号,进行低通滤波,保留差频信号,该差频信号就是中频信号,将该中频信号送到放大器;
[0131] 2.29)放大器从滤波器接收中频信号,进行放大后得到放大后的中频信号,将放大后的中频信号送到校准接收基带;
[0132] 2.30)校准接收基带从放大器接收放大后的中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调,测出相控阵星间链路发射通道至校准接收通道的闭环时延和;
[0133] 2.31)将2.30)得到的闭环时延和减去在相控阵星间链路发射频点上的校准接收通道绝对时延,得到相控阵星间链路发射通道绝对时延;
[0134] 3)标准接收通道校准:得到三个反射面星间链路和相控阵星间链路的接收通道绝对时延,步骤如下:
[0135] 3.1)设置可变衰减器的衰减量使分路合路器输出校准发射射频信号功率为-62dBm;
[0136] 3.2)将校准发射基带发射伪码设置为校准专用码;
[0137] 3.3)将发射本振频率设置为反射面星间链路接收通道接收频率;
[0138] 3.4)校准发射基带产生校准基带信号送给BPSK调制器;
[0139] 3.5)发射本振产生频率为反射面星间链路设备接收频率的发射本振信号,送到可变衰减器;
[0140] 3.6)可变衰减器接收发射本振送来的发射本振信号,根据3.1)设置的衰减量对发射本振信号进行衰减,得到功率调整后的发射本振信号,并将该发射本振信号送到BPSK调制器;
[0141] 3.7)BPSK调制器从校准发射基带接收校准基带信号、从可变衰减器接收发射本振信号,进行BPSK调制,产生校准发射射频信号,将校准发射射频信号送到三通器;
[0142] 3.8)三通器从BPSK调制器接收校准发射射频信号,将校准发射射频信号分别送到分路合路器;
[0143] 3.9)分路合路器从三通器接收校准发射射频信号,将校准发射射频信号送到衰减器5、衰减器6、衰减器7、衰减器8;
[0144] 3.10)衰减器5从分路合路器接收校准发射射频信号,经衰减器5衰减后送至衰减器1;衰减器6从分路合路器接收校准发射射频信号,经衰减器6衰减后送至衰减器2;衰减器7从分路合路器接收校准发射射频信号,经衰减器7衰减后送至衰减器3;衰减器8从分路合路器接收校准发射射频信号,经衰减器8衰减后送至衰减器4;
[0145] 3.11)衰减器1接收经过衰减器5衰减的校准发射射频信号,经衰减器1衰减后送至耦合器1;
[0146] 3.12)耦合器1从衰减器1接收校准发射射频信号,按照耦合比将接收到的校准发射信号送到双工组件1;
[0147] 3.13)双工组件1从耦合器1接收校准发射信号,对它进行滤波后得到滤波后的校准发射信号,送到接收通道1;
[0148] 3.14)接收通道1从双工组件1接收滤波后的校准发射信号,对它进行放大、滤波、下变频后得到中频信号,送到接收基带1;
[0149] 3.15)接收基带1从接收通道1接收中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调、伪距测量得到校准发射通道到反射面星间链路1接收通道的闭环时延和;
[0150] 3.16)按照3.11)至3.15)的流程,接收基带2得到校准发射通道到反射面星间链路2接收通道的闭环时延和,接收基带3得到校准发射通道到反射面星间链路3接收通道的闭环时延和;
[0151] 3.17)将步骤3.15)和3.16)得到的3个闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到3个反射面星间链路接收通道绝对时延;
[0152] 3.18)将校准发射本振频率设置为相控阵链路射频频率;
[0153] 3.19)衰减器4接收经过衰减器8衰减的校准发射射频信号,经衰减器4衰减后送至环形器;
[0154] 3.20)环形器同时接收从衰减器4送来的校准发射射频信号,将该校准发射射频信号送到耦合器4;
[0155] 3.21)耦合器4根据耦合比接收从环形器送来的校准发射信号,将接收到的校准发射信号送到接收通道4;
[0156] 3.22)接收通道4从耦合器4接收到校准发射信号,对它们进行放大、滤波、下变频后得到中频信号,送到接收基带4;
[0157] 3.23)接收基带4从接收通道4接收中频信号,对该中频信号进行AD采样、解扩解调、伪距测量校准发射通道至相控阵星间链路接收通道闭环时延和;
[0158] 3.24)将步骤3.23)得到的闭环时延和减去校准发射通道绝对时延,得到相控阵星间链路接收通道绝对时延。
[0159] 表1反射面星间链路各发射通道及接收通道绝对时延测试结果(ns)
[0160]
[0161] 注1:反射面链路1、2、3的发射时延差值较大是由于为了能在时延校准时通过码分多址区分1、2、3这3路信号故意这样设计的。
[0162] 表2相控阵星间链路发射通道及接收通道绝对时延测试结果(ns)
[0163]
[0164]
[0165] 在北斗二代二期导航试验卫星整星常温和热真空试验过程中,对反射面星间链路1设备、反射面星间链路2设备、反射面星间链路3设备和相控阵星间链路的发射通道及接收通道绝对时延进行了测试,测试结果见表1和表2;由测试结果可见星间链路子系统有效载荷“测量B类不确定度”≤0.46ns,满足了技术指标要求(≤0.5ns),相比传统没有进行校准精确度提高了五倍以上。该方法为北斗二代二期导航试验卫星星间链路子系统有效载荷的顺利研制提供了技术支撑。