科技成果

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成果名称: 一种长距离传输S频段测控信号的光纤装置

成果登记号: 9612021Y1150

第一完成单位: 中国西安卫星测控中心

联 系 人: 常羽彤

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 航空航天

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

本发明公开了一种长距离传输S频段测控信号的光纤装置,测控系统的和路、差路电信号分别经过发射光端机转换为光信号,与两路备份光通路信号一起进行光波合成后进行放大,经由光纤传输至波分复用器进行分解,转换得到和路、差路电信号,作为测控站基带处理单元的输入信号参加后续信号处理工作;测控系统基带处理单元的上行功率驱动电信号通过发射光端机转换为光信号,进行放大后经由光纤传输并转换得到上行功率驱动电信号,由高功率放大器放大后经天线发射至航天器。

本发明能够满足长距离(大于40km)传输S频段测控信号需求,保持原测控系统的各项技术指标,且易于工程实现。

S频段测控系统是支持我国航天器测控的主要设备之一,其主要任务包括:其一,将接收到来自航天器的S频段信号进行放大、下变频、解调,以获取航天器的位置信息进行轨道确定、获取航天器的遥测信息进行各类状态的监视;其二,将需要发送的遥控指令和上传的注入数据进行编码、调制、上变频、放大,最终以S频段信号的形式发射至在轨航天器实施各类控制。

通常,测控系统的天线座和控制机房之间的信号采用电缆传输,两处距离小于100m。

但是随着国家航天事业的发展,测控设备的密集程度不断增加、测控设备的自动化操作水平不断提高。

在一个测控站内将安装有多套测控设备,这就需要考虑设备之间的电磁干扰问题以及设备天线之间的相互遮挡问题。

另外,随着航天任务需求的变化,测控设备天线口径不断增大,发射功率不断增强,这就需要考虑操作人员的安全问题。

鉴于上述原因,产生了将测控设备的天线远离控制机房的需求,对于大口径、高功率天线提出了远离控制机房40km的需求。

由于测控系统存在对和差信号相位一致性和幅度一致性、信道噪声性能等特殊要求,因此,采用通信系统中使用的光纤传输技术无法解决测控系统中存在的射频信号长距离传输问题。

该问题是我国航天测控领域首次面临的问题,据查阅没有相关报道和资料涉及到该问题的解决手段。

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种能够满足长距离(大于40km)传输S频段测控信号需求的光纤传输装置,改装置能够保持原测控系统的各项技术指标,且易于工程实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括三个发射光端机、三个接收光端机、一对波分复用器和两个模拟光放大器。

测控系统的和路电信号经过一号发射光端机转换为和路光信号,测控系统的差路电信号经过二号发射光端机转换为差路光信号,来自测控系统基带处理单元的上行功率驱动电信号通过三号光端机转换为光信号。

和路光信号和差路光信号在一号波分复用器中与两路备份光通路信号一起进行光波合成,合成后的光信号由一路模拟光放大器进行放大,经由光纤传输至二号波分复用器进行光波分解之后,分别经一号接收光端机和二号接收光端机转换得到和路电信号和差路电信号,此和路电信号和差路电信号作为测控站基带处理单元的输入信号参加后续信号处理工作。

上行功率驱动光信号由二号模拟光放大器进行放大,经由光纤传输至三号接收光端机转换得到上行功率驱动电信号,由高功率放大器放大后经天线发射至航天器。