专利名称：一种单通道单脉冲体制自跟踪信号源的设计方法
技术领域：
本发明涉及通信、测控领域中的一种单通道单脉冲体制自跟踪信号源的设计方
法，特别适用于卫星接收站、测控站等场合的单通道单脉冲体制自跟踪系统的自跟踪信号 模拟源设计。
背景技术：
目前，单通道、单脉冲体制的自跟踪接收系统广泛用于卫星接收站及其靶场测控 等系统，对单通道、单脉冲体制的自跟踪接收系统的调试、测试和功能指标检测需设置远场 信标信号，结合天伺馈系统在外场测试才能完成，因此需消耗很大的人力和物力，且对系统 问题不易分解和定位，自跟踪接收系统的功能指标测试复杂，测试时间长，影响工程进度。 在没有远场信标信号条件下，设备进行自检困难，不能满足设备使用要求。
发明内容
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能 同时带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波调制信号的单通道单 脉冲体制自跟踪信号源的设计方法，可模拟单通道、单脉冲自跟踪体制的同时带有多普勒 信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波调制信号的单载波正交调制信号、扩频 正交调制信号、BPSK正交调制信号、QPSK正交调制信号，实现单通道、单脉冲自跟踪接收机 的调试、测试和功能指标检测。本发明还具有在实验室条件下进行自跟踪系统的调试、测试 和功能指标检测，大大提高工作效率，减少外场试验成本，还能在没有远场信标信号条件下 进行单通道单脉冲体制自跟踪接收设备自检等特点。
本发明的目的是这样实现的，它包括步骤 ①在CPCI计算机的基带选择控制信号控制下，将单频基带信号、或扩频基带信 号、或BPSK基带信号、或QPSK基带信号的任意一路基带信号输出给数字正交调制器；
②在CPCI计算机的时钟及多普勒控制信号控制下，将时钟信号和多普勒频移及 多普勒变化率曲线信号输入给数控振荡器生成带有多普勒信号的正交信号，把带有多普勒 信号的正交信号输出给数字正交调制器； ③数字正交调制器将带有多普勒信号的正交信号与单频基带信号、或扩频基带信 号、或BPSK基带信号、或QPSK基带信号的任意一路基带信号进行正交调制，生成带有多普 勒信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信号的扩频正交调制信号、或带有多普勒信号 的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号的QPSK正交调制信号； ④数字正交调制器把带有多普勒信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信号的 扩频正交调制信号、或带有多普勒信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号的QPSK正 交调制信号输出给方位增益控制器和俯仰增益控制器； ⑤在CPCI计算机的角度参数控制信号控制下，将天线方位角参数模拟的方位误 差电压信号输出给方位增益控制器，将天线俯仰角模拟的俯仰误差电压信号输出给俯仰增益控制器；方位增益控制器在方位误差电压信号控制下产生带有多普勒信号和方位误差 电压信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信号和方位误差电压信号的扩频正交调制信 号、或带有多普勒信号和方位误差电压信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号和方 位误差电压信号的QPSK正交调制信号，输出给第一耦合器；俯仰增益控制器在俯仰误差电 压信号的控制下，产生带有多普勒信号和俯仰误差电压信号的单频正交调制信号、或带有 多普勒信号和俯仰误差电压信号的扩频正交调制信号、或带有多普勒信号和俯仰误差电压 信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号和俯仰误差电压信号的QPSK正交调制信号， 输出给第一耦合器；第一耦合器将两路输入信号进行耦合； 在CPCI计算机的波形参数控制信号控制下将方波调制信号输入给二相调制 器，二相调制器将方波调制信号和第一耦合器输出信号进行二相调制，产生带有多普勒信 号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的单频正交调制信号，或带有多普勒 信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的扩频正交调制信号，或带有多普 勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的BPSK正交调制信号，或带有 多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的QPSK正交调制信号；
⑦第二耦合器将二相调制器的输出信号和数字正交调制器的任意一路正交输出 信号进行耦合输出带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的 单频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号 的扩频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信 号的BPSK正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方 波信号的QPSK正交调制信号； ⑧DA变换器将第二耦合器输出信号变换成70MHz中频信号输出给带通滤波器；带 通滤波器滤波后的70MHz中频信号输入给功率放大器，功率放大器将70MHz中频信号进行 功率放大后的信号输入给数控衰减器； ⑨在CPCI计算机的衰减量控制信号控制下，数控衰减器输出两路70MHz中频信 号，其中一路直接输出作为自跟踪接收机的中频调试信号，另一路输出给L频段、或S频段、 或X频段的上变频器进行上变频，生成L频段、或S频段、或X频段的调试信号作为自跟踪 接收机的射频调试信号。
本发明与背景技术相比，具有如下优点 1.本发明采用模拟单通道、单脉冲体制卫星接收天线的输入信号，在实验室条件 下进行自跟踪系统的调试、测试和功能指标检领U，大大提高工作效率，减少外场试验成本。
2.本发明还能在没有远场信标信号条件下进行采用本发明制造的模拟信号源能 进行单通道单脉冲体制自跟踪接收设备自检等优点。
图1是本发明实施例的电原理框图。 图1中1为CPCI计算机、2为CPCI接口控制和数据收发模块、3为方位误差电压 生成器、4为俯仰误差电压生成器、5为扩频基带信号生成器、6为QPSK基带信号生成器、7 为BPSK基带信号生成器、8为时钟生成器、9为多普勒频移及多普勒变化率曲线生成器、10 为俯仰误差电压生成器、11为方波调制信号生成器、12为数控振荡器、13为数字正交调制
5器、14为方位增益控制器、15为俯仰增益控制器、16为第一耦合器、17为二相调制器、18为 第二耦合器、19为DA变换器、20为带通滤波器、21为功率放大器、22为数控衰减器、23为上
变频器。 具体实现方式 参照图l，本发明实施例如图1所示，它由CPCI计算机1、CPCI接口控制和数据收 发模块2、方位误差电压生成器3、单频基带信号生成器4、扩频基带信号生成器5、QPSK基带 信号生成器6、BPSK基带信号生成器7、时钟生成器8、多普勒频移及多普勒变化率曲线生成 器9、俯仰误差电压生成器10、方波调制信号生成器11、数控振荡器12、数字正交调制器13、 方位增益控制器14、俯仰增益控制器15、第一耦合器16、二相调制器17、第二耦合器18、DA 变换器19、带通滤波器20、功率放大器21、数控衰减器22、上变频器23组成，实施例按图1 连接线路，图1中CPCI计算机1输出的各控制信号是通过CPCI接口控制和数据收发模块 2对方位误差电压生成器3、俯仰误差电压生成器10、单频基带信号生成器4、扩频基带信号 生成器5、 QPSK基带信号生成器6、 BPSK基带信号生成器7、时钟生成器8、多普勒频移及多 普勒变化率曲线生成器9、方波调制信号生成器11、数控振荡器12进行控制。
本发明包括步骤如下 ①在CPCI计算机1的基带选择控制信号控制下，将单频基带信号生成器4、或扩频 基带信号生成器5、或BPSK基带信号生成器7、或QPSK基带信号生成器6各生成器产生的 任意一路基带信号输出给数字正交调制器13 ; ②在CPCI计算机1的时钟及多普勒控制信号控制下，将时钟信号生成器8产生的 时钟信号和多普勒频移及多普勒变化率曲线信号生成器9产生的多普勒变化信号输入给 数控振荡器12生成带有多普勒信号的正交信号，把带有多普勒信号的正交信号输出给数 字正交调制器13 ; ③数字正交调制器13将带有多普勒信号的正交信号与单频基带信号、或扩频基
带信号、或BPSK基带信号、或QPSK基带信号的任意一路基带信号进行正交调制，生成带有
多普勒信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信号的扩频正交调制信号、或带有多普勒
信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号的QPSK正交调制信号； ④数字正交调制器13把带有多普勒信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信
号的扩频正交调制信号、或带有多普勒信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号的
QPSK正交调制信号输出给方位增益控制器14和俯仰增益控制器15 ; ⑤在CPCI计算机1的角度参数控制信号控制下，将方位误差电压生成器3产生的 天线方位角参数模拟的方位误差电压信号输出给方位增益控制器14，将俯仰误差电压生成 器10产生的天线俯仰角模拟的俯仰误差电压信号输出给俯仰增益控制器15 ;方位增益控 制器14在方位误差电压信号控制下产生带有多普勒信号和方位误差电压信号的单频正交 调制信号、或带有多普勒信号和方位误差电压信号的扩频正交调制信号、或带有多普勒信 号和方位误差电压信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号和方位误差电压信号的 QPSK正交调制信号，输出给第一耦合器16 ;俯仰增益控制器15在俯仰误差电压信号的控 制下，产生带有多普勒信号和俯仰误差电压信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信号 和俯仰误差电压信号的扩频正交调制信号、或带有多普勒信号和俯仰误差电压信号的BPSK 正交调制信号、或带有多普勒信号和俯仰误差电压信号的QPSK正交调制信号，输出给第一耦合器16 ;第一耦合器16将两路输入信号进行耦合； 在CPCI计算机1的波形参数控制信号控制下将方波调制信号生成器11产生的 方波信号输入给二相调制器17，二相调制器17将方波调制信号生成器11和第一耦合器16 输出信号进行二相调制，产生带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方 波信号的单频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和 方波信号的扩频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号 和方波信号的BPSK正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压 信号和方波信号的QPSK正交调制信号； ⑦第二耦合器18将二相调制器17输出的各正交调制信号和数字正交调制器13 的任意一路正交输出信号进行耦合输出带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电 压信号和方波信号的单频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差 电压信号和方波信号的扩频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误 差电压信号和方波信号的BPSK正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯 仰误差电压信号和方波信号的QPSK正交调制信号； ⑧DA变换器19将第二耦合器18输出信号变换成70腿z中频信号输出给带通滤 波器20 ;带通滤波器20滤波后的70MHz中频信号输入给功率放大器21，功率放大器21将 70MHz中频信号进行功率放大后信号输入给数控衰减器22 ; ⑨在CPCI计算机1的衰减量控制信号控制下，数控衰减器22输出两路70MHz中 频信号，其中一路直接输出作为自跟踪接收机的中频调试信号，另一路输出给L频段、或S 频段、或X频段的上变频器23进行上变频，生成L频段、或S频段、或X频段的调试信号作 为自跟踪接收机的射频调试信号。
本发明的工作原理如下 在CPCI计算机的各控制信号控制下，时钟生成器8和多普勒频移及多普勒变化率 曲线生成器9的输出信号输出给数控振荡器12，单频基带信号生成器4、扩频基带信号生成 器5、 QPSK基带信号生成器6、 BPSK基带信号生成器7的任意一路信号和数控振荡器12的 输出信号输出给数字正交调制13，方位增益控制器14在方位误差电压生成器3输出信号的 控制下对数字正交调制器13的一路输出信号进行增益控制输出给第一耦合器16，俯仰增 益控制器15在俯仰误差电压生成器10输出信号的控制下对数字正交调制器13的另一路 输出信号进行增益控制输出给第一耦合器16，二相调制器17在方波调制信号生成器11生 成方波控制下进行二相调制输出给第二耦合器18、 DA变换器19、带通滤波器20、功率放大 器21、数控衰减器22、上变频器23，输出70MHz中频信号和L/S/X波段射频信号。
权利要求
一种单通道单脉冲体制自跟踪信号源的设计方法，包括步骤①在CPCI计算机的基带选择控制信号控制下，将单频基带信号、或扩频基带信号、或BPSK基带信号、或QPSK基带信号的任意一路基带信号输出给数字正交调制器；②在CPCI计算机的时钟及多普勒控制信号控制下，将时钟信号和多普勒频移及多普勒变化率曲线信号输入给数控振荡器生成带有多普勒信号的正交信号，把带有多普勒信号的正交信号输出给数字正交调制器；③数字正交调制器将带有多普勒信号的正交信号与单频基带信号、或扩频基带信号、或BPSK基带信号、或QPSK基带信号的任意一路基带信号进行正交调制，生成带有多普勒信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信号的扩频正交调制信号、或带有多普勒信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号的QPSK正交调制信号；④数字正交调制器把带有多普勒信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信号的扩频正交调制信号、或带有多普勒信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号的QPSK正交调制信号输出给方位增益控制器和俯仰增益控制器；其特征在于还包括步骤⑤在CPCI计算机的角度参数控制信号控制下，将天线方位角参数模拟的方位误差电压信号输出给方位增益控制器，将天线俯仰角模拟的俯仰误差电压信号输出给俯仰增益控制器；方位增益控制器在方位误差电压信号控制下产生带有多普勒信号和方位误差电压信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信号和方位误差电压信号的扩频正交调制信号、或带有多普勒信号和方位误差电压信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号和方位误差电压信号的QPSK正交调制信号，输出给第一耦合器；俯仰增益控制器在俯仰误差电压信号的控制下，产生带有多普勒信号和俯仰误差电压信号的单频正交调制信号、或带有多普勒信号和俯仰误差电压信号的扩频正交调制信号、或带有多普勒信号和俯仰误差电压信号的BPSK正交调制信号、或带有多普勒信号和俯仰误差电压信号的QPSK正交调制信号，输出给第一耦合器；第一耦合器将两路输入信号进行耦合；⑥在CPCI计算机的波形参数控制信号控制下将方波调制信号输入给二相调制器，二相调制器将方波调制信号和第一耦合器输出信号进行二相调制，产生带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的单频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的扩频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的BPSK正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的QPSK正交调制信号；⑦第二耦合器将二相调制器的输出信号和数字正交调制器的任意一路正交输出信号进行耦合输出带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的单频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的扩频正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的BPSK正交调制信号，或带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波信号的QPSK正交调制信号；⑧DA变换器将第二耦合器输出信号变换成70MHz中频信号输出给带通滤波器；带通滤波器滤波后的70MHz中频信号输入给功率放大器，功率放大器将70MHz中频信号进行功率放大后的信号输入给数控衰减器；⑨在CPCI计算机的衰减量控制信号控制下，数控衰减器输出两路70MHz中频信号，其中一路直接输出作为自跟踪接收机的中频调试信号，另一路输出给L频段、或S频段、或X频段的上变频器进行上变频，生成L频段、或S频段、或X频段的调试信号作为自跟踪接收机的射频调试信号。
全文摘要
本发明公开了一种单通道单脉冲体制自跟踪信号源的设计方法，它涉及通信、测控领域中的自跟踪信号源的设计方法。它综合采用基带信号调制技术、多普勒信息模拟技术、数控振荡器技术、天线伺服馈源模拟技术，产生同时带有多普勒信号、方位误差电压信号、俯仰误差电压信号和方波调制信号的用于模拟单通道单脉冲体制自跟踪系统的单载波正交调制信号、扩频正交调制信号、BPSK正交调制信号、QPSK正交调制信号，实现单通道单脉冲体制自跟踪接收机调试信号的模拟。本发明还具有在实验室条件下进行自跟踪系统的调试、测试和功能指标检测，大大提高工作效率，减少外场试验成本等优点，特别适用于卫星接收站、测控站等场合的单通道单脉冲体制自跟踪系统的自跟踪信号模拟源设计。
文档编号H04L27/00GK101707578SQ20091017549
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者乔宏章, 张喜明, 张红旗, 管吉兴, 赵向阳, 陈荣 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所