专利名称：一种遥测遥控单检测试设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种卫星测试设备。
背景技术：
通信卫星AlT阶段中，各个型号遥测遥控地面测试设备组成与集成基本相同，但缺乏统一的系统验证手段，各型号测试人员对地面设备验证手段无统一标准。现有的验证方法是使用示波器观察地面测试系统调制出的遥控副载波指标是否满足星上设备的要求，使用模拟信号源调制出副载波信号观察地面测试系统是否能成功解调出模拟信号源中的信息。这种验证方法工作量较大，并且由于缺少真星验证环境无法保证验证结果具有较高的正确性。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种可靠性高、通用性好的单检测试设备，可以模拟星上遥测遥控设备并提供相同对地接口，适用于整星各阶段遥测遥控地面设备的联调与自检过程中，同时也适用于遥测遥控新研地面测试设备的调试与考机工作中。本实用新型的技术解决方案是一种遥测遥控单检测试设备，包括遥控模块和遥测模块，遥控模块包括遥控PSK信号解调器和遥控FPGA，遥测模块包括遥测PSK信号调制器和遥测FPGA ;遥控FPGA接收遥控测试指令信号并送至遥控PSK信号解调器，遥控PSK信号解调器对信号进行解调并将解调结果向地面测试系统输出；遥测FPGA读取遥测模拟源数据，对遥测模拟源数据进行编码并将编码结果送至遥测PSK信号调制器，遥测PSK信号调制器对信号进行调制并将调制结果向地面测试系统输出。本实用新型与现有技术相比的优点在于I、现有遥控验证方法通过示波器观察遥控信号是否正常，无法对遥控信号解调后的数据进行检查。本实用新型通过遥控模块中的PSK信号解调器和FPGA模拟星上遥控设备，并提供真实星上遥控接口，为地面测试系统的验证提供与卫星遥控设备相似度较高的验证环境，通过单检设备对遥控信号进行解调与遥控指令码比对，检查遥控系统在调制副载波过程中是否出现误码，提高了遥控通道检查的完整性与准确性；2、现有遥测验证方法通过模拟源直接将遥测信号送至CORTEX解调模块，该信号指标不可改变，与真实星上下传的遥测信号差别较大，无法验证对真实遥测信号的解调能力。本实用新型通过遥测模块中的PSK信号调制器和FPGA模拟星上遥测设备，并提供真实星上遥测接口，为地面测试系统的验证提供与卫星遥测设备相似度极高的验证环境，单检设备对遥测信号进行调制并发送，将地面解调的遥测数据与遥测模拟源数据进行比对并显示比对结果，提高了遥控通道检查的完整性与准确性；3、现有的验证方法需要根据不同型号卫星的地面测试设备制定不同的验证步骤与操作，通用性较差。本实用新型支持根据不同型号卫星指标对单检测试设备的指标进行设置，适用于不同型号通信卫星遥测遥控地面测试系统的验证；4、现有验证手段由于通用性较差，在制定验证方法时通常遗漏部分验证项目，导致部分指标未能在联调自检过程中进行验证。本实用新型通过对遥测遥控信号和各项数据指标进行分析，如不符合指标要求即报错提示测试人员，单检测试设备大大提高了验证的效率与自动化程度，避免了人工检查可能带来的误差与遗漏；5、现有的验证方法通过示波器、信 号发生器等设备对地面测试系统进行验证，对测试人员使用测量仪器的能力有一定要求。本实用新型可以简单实现系统验证，降低了对测试人员的要求，且在验证过程中减少了工作量；6、遥测遥控单检测试设备由于实现了对星上遥测遥控设备的模拟，因此也适用于遥测遥控地面测试系统新设备的研制及考机工作中，以往新研设备无法在真星环境下进行考机。遥测遥控新研地面测试设备可以通过单检测试设备验证其功能，同时在上星测试前也可连接单检测试设备进行长时间考机，验证其稳定性，如发现问题可进行及时修改，从而避免了新研地面测试设备可能对星上设备造成的危害。
图I为遥测遥控地面测试系统结构图；图2为遥测遥控地面测试系统信号流向图；图3为本实用新型组成原理图；图4为本实用新型内部遥测模块FPGA工作流程图；图5为本实用新型内部遥控模块FPGA工作流程图；图6为本实用新型对遥测信号调制原理图；图7为本实用新型对遥控信号解调原理图。
具体实施方式
如图I所示，组成遥测遥控地面测试系统的设备包括遥控前端计算机(内含遥控指令卡)、遥测前端计算机、网络交换机、综合基带设备、监视示波器、遥测视频通道设备、遥控视频通道设备和遥控长线控制器。遥测前端计算机上运行有遥测前端软件，遥控前端计算机上运行有遥控前端软件。各单机设备的功能介绍如下I)遥测视频通道设备完成对下行遥测信号的匹配隔离与传输比控制，同时输出处理后的遥测信号送示波器进行监视；2)遥控视频通道设备完成对上行遥控信号的匹配隔离与传输比控制，同时输出处理后的遥控信号送示波器进行监视；3)遥控长线控制器完成对上行信号的通道控制，输入为I路遥控信号和I路控制信号，对输出的2路遥控信号进行通断控制，输出信号状态有3种，分别是I通2断、I断2通和I断2断；4)综合基带设备(CORTEX):完成对上行遥控信号的调制与下行遥测信号的解调；5)遥控指令卡为遥控前端软件提供遥控指令的码字，安装在遥控前端计算机上；6)示波器显示遥测、遥控信号的波形，供测试人员观察；7)网络交换机为系统内部提供网络通信服务；8)遥控前端计算机安装遥控前端软件，通过网络向综合基带设备发送指令数据，并比对返回信息进行比对与验证，通过网络与单检测试设备通信，调出指令码字进行比对； 9)遥测前端计算机安装遥测前端软件，通过网络从综合基带设备获取解调后的遥测数据进行解析并将主份数据传送至总控，通过网络与单检测试设备通信，将解出的遥测数据进行比对。如图2所示，遥测遥控单检测试设备分别对组成遥控上行与遥测下行的测试系统设备进行检查。遥控前端计算机将遥控指令卡中码字提取出来通过网络送至综合基带设备，综合基带设备将其调制成PSK信号送至遥控视频通道设备，遥控视频通道设备对其幅度进行调整以适应星上遥控设备的接收能力，同时通过数字化手段实现信号的星地隔离，信号送至遥控长线控制器后可以选择送给卫星PSKl通道和PSK2通道的任意I个通道，遥测遥控单检测试设备内部遥控模块可以实现对这2个通道内任意I个通道遥控信号的检查。遥测遥控单检测试设备调制出I路或者2路遥测PSK信号送至遥测视频通道设备输入端，遥测视频通道设备通过数字化手段实现星地隔离，对其幅度进行调整以适应综合基带设备的接收能力后送至综合基带设备，综合基带设备对遥测PSK信号进行解调并将解调后的数据通过网络传送至遥测前端计算机，遥测前端软件对遥测数据进行锁定与同步后按照遥测格式将其解析并将主份遥测数据送至总控。如图3所示，遥测遥控单检测试设备内部分为两个模块，分别是遥控模块和遥测模块。遥测遥控地面测试系统与单检测试设备有2个遥测接口与2个遥控接口，遥测视频通道设备2个输入接口通过2根BNC同轴电缆与单检测试设备的遥测模块连接，遥控长线控制器2个输出接口通过2根BNC同轴电缆与单检测试设备的遥控模块连接。遥控模块内部包括遥控PSK信号解调器和FPGA。遥测模块内部包括遥测PSK信号调制器和FPGA。遥测模块主要完成副载波调制、遥测数据比对功能，支持不同副载波频率、幅度、码型、码速率、帧同步字、每帧字节数等参数的调制输出。对外提供2个独立接口，可以单路输出也可同时输出，接口输出阻抗与卫星遥测设备对地输出阻抗保持一致。遥控模块主要完成副载波解调，指令数据比对功能，支持对不同频率、幅度、码型、码速率、等参数的副载波进行解调。对外提供2个独立接口，支持任意I路的遥控信号输入，接口输入阻抗与卫星遥控设备对地输入阻抗保持一致。图4为遥测模块FPGA工作流程图。遥测模块FPGA在进行上电初始化后，检查是否与单检测试软件进行连接，当检测到连接成功时，读取遥测模拟源数据并将该数据锁存到寄存器中，当遥测模拟源数据格式正确时从程控软件读取遥测模拟信号指标并锁存到寄存器中，对遥测模拟源数据进行编码并将编码结果送至遥测PSK信号调制器，遥测PSK信号调制器将调制结果向地面测试系统输出；当遥测模拟源数据格式不正确时，清空寄存器数据并返回初始状态。图5为遥控模块FPGA工作流程图。遥控模块FPGA在进行上电初始化后，检查是否与单检测试软件进行连接，当检测到连接成功时，读取软件配套软件中的遥控模拟信号指标锁存到寄存器中，同时获取上行遥控信号数据，如果信号满足寄存器中存储的指标要求则将接收到的遥控指令数据送至遥控PSK信号解调器进行解调和译码，如果数据不满足指标要求则清空寄存器数据，返回初始状态。[0038]如图6所示，遥测PSK信号的调制，首先由数据产生器产生并行数据，再用并/串转换器将其转换为串行数据流，经码型转换器转换为各种码型的串行数据流，再用串行数据流中的码元去改变正弦波发生器的相位，码率时钟由码率发生器产生，码元为O时设置相位为O度，码元为I时设置相位为180度。I)数据产生器依照IRIG帧格式标准写入PCM数据，送到指定寄存器。2)并/串转换器用码率时钟将并行数据以设置的码率串行输出。3)码型转换器依照IRIG码型标准，将串行数据流转换成各种码型的PCM信号。4)PSK调制器PSK调制器完成用数据对副载波进行调制的工作。5)副载波发生器用来产生副载波信号供数据调制。6)中断发生器每帧数据的第一个码元的调制时刻严格与遥测帧中断时刻对齐， 否则不启动下行调制。如图7所示，遥控PSK信号的解调，首先对接收信号进行相干解调，而后用解调出来的数据去抵消接收信号中的数据，恢复副载波单频分量，此副载波分量由锁相环路提取出来，以供相干解调之用。副载波NCO产生一对正交的信号与输入的信号进行混频，得到基带信号后送入积分/清除滤波器，完成匹配滤波，提取出的相位误差送入环路滤波器，用环路滤波器的输出调整副载波NC0，实现副载波的同步跟踪。本实用新型对地面测试设备的验证分为4步I)将遥测遥控地面测试设备按测试状态进行集成，并与遥测遥控单检测试设备进行连接，连接关系如图I所示；2)将地面设备加电后设置为测试状态，根据真实测试的标准对各地面测试软件进行配置。单检测试设备加电后与配套软件联网，将卫星遥控视频信号的接收指标和遥测视频信号的发送指标输入单检测试设备配套软件，实现对星上遥测、遥控设备的模拟；3)单检测试设备将根据输入的遥测信号指标向地面传送遥测信号，其中模拟源的遥测数据应包括帧同步字，规则的帧计数，其余字节均为填充字。观察遥测前端软件是否解析正确，单检设备配套软件将解析结果与模拟源数据进行比对，如比对结果一致证明下行通道正常；4)通过地面遥控系统发送遥控指令，观察指令发送后单检测试设备配套软件遥控模块返回数据是否正常，如单检测试设备显示信号正常、指令数据与指令卡比对结果一致，证明遥控上行通道正常，遥测遥控单检测试设备对地面测试设备验证完毕。本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
权利要求1. 一种遥测遥控单检测试设备，其特征在于包括遥控模块和遥测模块，遥控模块包括遥控PSK信号解调器和遥控FPGA，遥测模块包括遥测PSK信号调制器和遥测FPGA ;遥控FPGA接收遥控测试指令信号并送至遥控PSK信号解调器，遥控PSK信号解调器对信号进行解调并将解调结果向地面测试系统输出；遥测FPGA读取遥测模拟源数据，对遥测模拟源数据进行编码并将编码结果送至遥测PSK信号调制器，遥测PSK信号调制器对信号进行调制并将调制结果向地面测试系统输出。
专利摘要一种遥测遥控单检测试设备，包括遥控模块和遥测模块，遥控模块包括遥控PSK信号解调器和遥控FPGA，遥测模块包括遥测PSK信号调制器和遥测FPGA。本实用新型遥测遥控单检测试设备可以简单模拟卫星遥测设备与遥控设备，单检测试设备与地面测试系统连接，通过解调测试系统发送的上行遥控信号和发送模拟遥测下行信号供地面测试系统解调，对遥测遥控地面测试系统及上、下行通道的正确性进行验证。本实用新型具有可靠性高，通用性好的特点，适用于通信卫星各阶段测试前遥测遥控地面测试系统的联调与自检工作中，同时也适用于遥测遥控地面测试设备的研发工作中。
文档编号H04B17/00GK202713318SQ20112049689
公开日2013年1月30日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者范振昊, 马骏骁, 魏振超, 张岩, 孙海燕 申请人:中国空间技术研究院