一种通用化浮空平台测控终端的制作方法

本发明涉及航天测控领域中的一种通用化浮空平台测控终端，其负责为平台提供遥控、安控、遥测、数传业务，具备集成化、小型化、通用化的特点，特别适用于安装在各类浮空平台中，配合地面测控系统实现飞行器的远距离操控以及工作状态的实时监测。

背景技术：

1、浮空平台是一种能够长时间滞留在大气层中的飞行器，可以搭载不同的任务载荷设备，完成空中监控、电子侦察、电子干扰、中继通讯、科学实验等各种军用和民用任务。为了能够在任务过程中对飞行器进行远距离控制，同时实时获取飞行器的工作状态、接收任务数据回传，需要在飞行器中配备测控终端设备，用于接收地面安控和遥控指令、下传遥测及数传数据。作为通用化的设备，为了能够满足各类大、中、小型飞行器的搭载要求、适应不同的任务场景，要求测控终端尽量小型化、轻量化，工作参数可灵活配置，接口通用性强、使用便利。目前浮空平台中常用的测控系统一般由多台功能独立的单机组成，分别完成安控、遥控、遥测、数传等功能，单机普遍采用定制化参数设计、使用超外差接收机硬件架构，不但设备数量多、规模大、功耗高，而且占用频率分散、频率资源利用率低、电磁兼容问题突出，通用性差。

2、针对上述问题，需要探索通用化的浮空平台测控终端设计，具备功能集成化、硬件小型化、接口灵活、参数可配置的特点，满足不同类型飞行器的搭载要求，适应不同的任务场景。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种通用化浮空平台测控终端。通过上行安控、遥控，下行遥测、数传统一载波设计，使系统频率种类减少，从而降低设备射频处理复杂度。同时，通过采用射频直采技术，使射频处理部分硬件规模大幅压缩，从而实现设备小型化的目标。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种通用化浮空平台测控终端，包括以下模块：

4、射频前端模块，用于接收天线输出的上行射频信号，进行低噪声放大和滤波处理后，输出给射频直采模块；还用于接收射频直采模块输出的下行射频小信号，经放大和滤波处理后，输出给天线发射；

5、射频直采模块，用于接收射频前端模块输出的上行射频信号，进行采样数字化后输出给信号处理模块；还用于接收信号处理模块输出的数字调制信号，进行数模转换后，产生下行射频小信号输出给射频前端模块；

6、信号处理模块，用于接收射频直采模块输出的数字信号，完成上行遥控和安控指令解调和解析，根据指令类型选择将遥控和安控指令指令输出给控制接口模块或数据接口模块；还用于接收数据接口模块输出的遥测和数传数据，进行组帧、编码和调制，产生数字调制信号输出给射频直采模块；还用于接收参数接口模块输出的工作参数，对参数存储模块进行更新；

7、参数存储模块，用于存储设备工作参数，包括工作频点、发射功率和传输速率，设备上电工作后将参数输出给信号处理模块；还用于接收参数接口模块输出的工作参数并更新存储内容；

8、数据接口模块，用于接收信号处理模块输出的遥控指令并进行转发输出；还用接收外部输入的遥测和数传数据并转发给信号处理模块；

9、控制接口模块，用于接收信号处理模块输出的遥控和安控指令，根据指令要求输出控制信号；

10、参数接口模块，用于接收外部输入的工作参数并下发给信号处理模块；

11、时钟源模块，用于提供终端各模块工作所需的时钟；

12、电源处理模块，用于接收外部输入的直流电源，经dc-dc转换产生系统各模块工作所需的电源。

13、进一步的，射频直采模块采用射频直采架构，实现射频信号的直接采样数字化。

14、进一步的，信号处理模块全部处理由1片fpga实现，安控和遥控选用dsss-bpsk调制体制，采用共载波设计，通过数据格式区分指令类型；遥测和数传选用bpsk/qpsk/pcm-fm调制体制，采用共载波设计，遥控数传数据统一编帧，根据速率分配带宽资源。

15、进一步的，数据接口模块具备流数据传输模式和帧数据传输模式，流数据传输模式下用于数据流的透明转发，帧数据模式下用于成帧数据的逐帧转发。

16、本发明与背景技术相比具有如下优点：

17、本发明将安控、遥控、遥测、数传等功能集中在一台终端实现，硬件资源得到充分复用，大幅提高设备集成化程度；通过上行安控、遥控，下行遥测、数传统一载波设计，使系统频率种类减少，降低设备射频处理复杂度。同时，通过采用射频直采技术，使射频处理部分硬件规模大幅压缩，从而实现设备小型化的目标；数据接口方面，设计帧、流两种传输格式，每路接口均既能支持流数据的透明转发，也能支持成帧数据的按帧转发，可以与不同种类的载荷设备实现互联，使用灵活、通用性强；测控终端的工作频点、发射功率、传输速率等参数均设计为可在线配置，且掉电记忆，可在任务前或任务中根据需求灵活配置工作参数。与传统的浮空平台测控终端设计相比，本设计集成化程度高、设备规模小、使用灵活、通用性强，满足不同类型飞行器的搭载要求，适应不同的任务场景。

技术特征：

1.一种通用化浮空平台测控终端，其特征在于，包括以下模块：

2.根据权利要求1所述的一种通用化浮空平台测控终端，其特征在于，射频直采模块采用射频直采架构，实现射频信号的直接采样数字化。

3.根据权利要求1所述的一种通用化浮空平台测控终端，其特征在于，信号处理模块全部处理由1片fpga实现，安控和遥控选用dsss-bpsk调制体制，采用共载波设计，通过数据格式区分指令类型；遥测和数传选用bpsk/qpsk/pcm-fm调制体制，采用共载波设计，遥控数传数据统一编帧，根据速率分配带宽资源。

4.根据权利要求1所述的一种通用化浮空平台测控终端，其特征在于，数据接口模块具备流数据传输模式和帧数据传输模式，流数据传输模式下用于数据流的透明转发，帧数据模式下用于成帧数据的逐帧转发。

技术总结
本发明公开了一种通用化浮空平台测控终端，涉及航天测控领域。适用于安装在各类浮空平台中，配合地面测控系统实现飞行器的远距离操控以及工作状态的实时监测。包括射频前端模块、射频直采模块、信号处理模块、参数存储模块、数据接口模块、控制接口模块、参数接口模块、时钟源模块和电源处理模块。通过上行安控和遥控，下行遥测和数传统一载波设计，使系统频率种类减少。通过采用射频直采技术，使射频处理部分硬件规模大幅压缩；数据接口设计帧、流两种传输格式，既支持流数据的透明转发，也支持成帧数据的整帧转发；相较于传统浮空平台测控系统，具有集成化、小型化、低功耗、通用化的优点，满足不同类型飞行器的搭载要求，适应不同的任务场景。

技术研发人员：孙大元,李亮,蔡鹏,孔祥东,张广宇,田之俊
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13