一种基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，包括：遥测信号模拟单元；数传信号模拟单元；月球轨道飞行器一体化测控数传设备，分别与所述遥测信号模拟单元以及所述数传信号模拟单元信号连接；射频接口单元，接收上下行载波信号；开关矩阵，接受部分下行载波信号和另一部分上行载波信号；标准检测设备，与开关矩阵连接；收发信道组合；上变频器和下变频器；测控综合基带单元，分别与上变频器以及下变频器连接；测控计算机，与测控综合基带单元连接。基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台大幅度较少了手工操作，提高测试速度和效率，增加了测试的覆盖性，提高了测试的可靠性和安全性。
【专利说明】
一种基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及飞行器测控数传通信模拟测试的航天领域，尤其涉及一种基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台。
【背景技术】
[0002]在目前的航天领域天地信息链路模拟测试平台中，常用的设计方式是测控模拟测试设备和数传模拟测试设备分开，仅配备测控综合基带单元、上下变频器、测试计算机和标准信号检测设备，测试计算机未实现对平台内其他设备的控制，未实现自动化模拟测试功能；常用的模拟测试平台不针对月球轨道天地信息链路模拟测试，未采用X频段通信技术；常用的模拟测试平台不具备针对飞行器测控数传设备的供电和信息接口，不能模拟生成飞行器的各种遥测基带信号、数传基带信号和遥控基带信号，不具备兼顾飞行器测控数传设备功能性能测试和天地信息链路模拟测试的功能。常用的模拟测试平台不能实现平台内的自环测试功能。现有的天地信息链路模拟测试平台的主要缺点是功能单一，手工操作较多，人工判读较多，不具备快速及操作方便等特点。
实用新型内容
[0003]本实用新型提供一种基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，以解决现有天地信息链路模拟测试平台功能单一，存在较多人工判读的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，包括:遥测信号模拟单元；数传信号模拟单元；月球轨道飞行器一体化测控数传设备，分别与所述遥测信号模拟单元以及所述数传信号模拟单元信号连接，并发射下行载波信号，所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备接收经线路放大器放大后的部分上行载波信号；射频接口单元，接收所述下行载波信号和上行载波信号；开关矩阵，接受部分下行载波信号和另一部分上行载波信号，所述部分下行载波信号和另一部分上行载波信号分别由所述射频接口单元耦合后形成；标准检测设备，与所述开关矩阵连接；收发信道组合；上变频器，输出上行载波信号至所述收发信道组合；下变频器，接受另一部分下行载波信号，所述另一部分下行载波信号由所述收发信道组合接收后进行隔直和功率调节后形成；测控综合基带单元，分别与所述上变频器以及所述下变频器连接；测控计算机，与所述测控综合基带单元连接。
[0005]进一步地，所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备与所述遥测信号模拟单元连接，并发射X频段下行遥测载波信号。
[0006]进一步地，所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备与所述数传信号模拟单元连接，并发射X频段下行数传载波信号。
[0007]进一步地，所述射频接口单元接收经过线路放大器放大后的所述下行载波信号。
[0008]进一步地，所述开关矩阵为X频段开关矩阵，所述上变频器为X频段上变频器，所述下变频器为X频段下变频器。
[0009]进一步地，所述标准检测设备包括频谱分析检测单元、频率检测单元、功率检测单元、矢量信号检测单元和视频信号检测单元。
[0010]进一步地，基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台还包括校零转发器，所述校零转发器配置在所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备内。
[0011]进一步地，基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台还包括固定衰减器和可调衰减器，所述固定衰减器和所述可调衰减器集成于所述收发信道组合内。
[0012]进一步地，基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台还包括隔离变压器，所述隔离变压器使市电供电地与测试设备的接地隔离开。
[0013]进一步地，基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台还包括微波耦合器，所述微波耦合器位于所述射频接口单元内。
[0014]本实用新型提供的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台具有以下有益效果:
[0015]基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台集成了飞行器测控数传单机设备测试、分系统测试和整个飞行器测控对接试验的功能，功能全面，提高了测试平台的利用效率。测试平台针对飞行器测控数传一体化的设计，将测控数传地面模拟测试系统集成在一套平台内，便于按照飞行器实际的工作模式，对测控、数传信道进行组合模拟测试。
[0016]基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台具备自动化测试功能，采用带功率大范围调节功能的收发信道组合，以及高频电缆直流供电的线路放大器技术，减少了手工操作，便利各项测试并行开展，提高了测试速度和效率，并且采用隔直设计的收发信道组合和线路放大器提高了测试的安全性。通过集成飞行器测控数传单机设备测试、分系统测试和整个飞行器测控对接试验的功能；集成测控、数传地面模拟测试功能。通过测试计算机控制平台内的所有设备，采集各设备的运行状态以及测试数据，实现自动化测试，采用开关矩阵自动切换上下行载波信号，避免了大量手动连接，提高了测试的可靠性。针对月球轨道飞行测控数传频点多，同时工作信道多的特点，对每一个频点，每一个信道单独配备硬件模拟通道，保证了测试的深入、细致和全面。
[0017]进一步地，采用隔离变压器，将市电220v供电地与测试设备的接地隔离开，避免市电供电地直接与飞行器供电地相连，进一步避免市电供电地上的不稳定电压导致飞行器设备的损坏，所述接地设计从源头上避免了飞行器测试过程中的供电不安全性，提高了测控工作的安全性。
[0018]进一步地，基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台内配置校零转发器，实现了在飞行器测控数传设备不参加的情况下，天地信息链路自动化模拟测试平台内的自环测试，将测控上行信号和测控下行信道自闭环，可以实现所述测试平台测距校零功能。该设计提供了基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台的自检功能。
[0019]进一步地，采用射频信号接口单元内的微波耦合器将上下行载波信号送入开关矩阵，开关矩阵在测试计算机的控制下可将上下行载波信号自动切换，送入标准测试设备中进行射频信号的测试，避免了大量手动连接以及反复插拔对接插件造成损坏，提高了测试的效率和设备的可靠性。
[0020]进一步地，所述一种基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台针对月球轨道距离远，测控数传信道的信号功率动态范围大，灵敏度高的特点，在平台内的收发信道组合内集成固定衰减器和可调衰减器，实现信号功率大范围可调节功能，避免在高频电缆上外接衰减器，提高了系统的可靠性，便利测试操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0022]图1是本实用新型实施例提供的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台的模块结构示意图。
[0023]在图1中:
[0024]101:遥测信号模拟单元；102:数传信号模拟单元；103:月球轨道飞行器一体化测控数传设备；104:线路放大器；105:射频接口单元；106:开关矩阵；107a:频谱分析检测单元；107b:频率检测单元；107c:功率检测单元；107d:矢量信号检测单元；107e:视频信号检测单元；108:收发信道组合；109a:第一 X频段上变频器；109b:第二 X频段上变频器；IlOa:第一 X频段下变频器；110b第二 X频段下变频器；I1c:第三X频段下变频器；111:测控综合基带单元；112:测控计算机；113:地面天线；114:校零转发器；115:隔离变压器；116:网络交换机；117:直流电源
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0026]本实用新型的核心思想在于，提供的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台集成了飞行器测控数传单机设备测试、分系统测试和整个飞行器测控对接试验的功能，功能全面，提高了测试平台的利用效率。测试平台针对飞行器测控数传一体化的设计，将测控数传地面模拟测试系统集成在一套平台内，便于按照飞行器实际的工作模式，对测控、数传信道进行组合模拟测试。基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台具备自动化测试功能，采用带功率大范围调节功能的收发信道组合，以及高频电缆直流供电的线路放大器技术，减少了手工操作，便利各项测试并行开展，提高了测试速度和效率，并且采用隔直设计的收发信道组合和线路放大器提高了测试的安全性。通过集成飞行器测控数传单机设备测试、分系统测试和整个飞行器测控对接试验的功能；集成测控、数传地面模拟测试功能。通过测试计算机控制平台内的所有设备，采集各设备的运行状态以及测试数据，实现自动化测试，采用开关矩阵自动切换上下行载波信号，避免了大量手动连接，提高了测试的可靠性。针对月球轨道飞行测控数传频点多，同时工作信道多的特点，对每一个频点，每一个信道单独配备硬件模拟通道，保证了测试的深入、细致和全面。
[0027]图1是本实用新型实施例提供的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台的模块结构示意图。参照图1，遥测信号模拟单元101 ;数传信号模拟单元102 ;月球轨道飞行器一体化测控数传设备103，分别与所述遥测信号模拟单元101以及所述数传信号模拟单元102信号连接，并发射下行载波信号，所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备103接收经线路放大器104放大后的部分上行载波信号；射频接口单元105，接收所述下行载波信号和上行载波信号；开关矩阵106，接受部分下行载波信号和另一部分上行载波信号，所述部分下行载波信号和另一部分上行载波信号分别由所述射频接口单元105耦合后形成；标准检测设备，与所述开关矩阵106连接；收发信道组合108 ;上变频器，输出上行载波信号至所述收发信道组合108 ;下变频器110，接受另一部分下行载波信号，所述另一部分下行载波信号由所述收发信道组合108接收后进行隔直和功率调节后形成；测控综合基带单元111，分别与所述上变频器以及所述下变频器110连接；测控计算机112，与所述测控综合基带单元111连接。
[0028]在本实施例中，所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备103与所述遥测信号模拟单元101连接，并发射X频段下行遥测载波信号，所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备103与所述数传信号模拟单元102连接，并发射X频段下行数传载波信号。所述开关矩阵106为X频段开关矩阵，所述上变频器为X频段上变频器，所述下变频器110为X频段下变频器。直流电源117为所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备103供直流电。
[0029]所述射频接口单元105接收经过线路放大器104放大后的所述下行载波信号。具体地，基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台通过地面天线113接收下行遥测载波信号以及下行数传载波信号，所述下行遥测载波信号以及下行数传载波信号经过线路放大器104放大后送入射频接口单元105。基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台针对航天外场试验传输距离远的特点，在平台内采用高频电缆直流供电的线路放大器技术，对传输信号进行放大。高频电缆直流供电的线路放大器技术采用高频电缆内芯直接馈直流供电的方式，对线路放大器104进行供电，避免了在测试时，单独使用长距离供电电缆进行线路放大器104供电，减少了电缆数量，提高了测试的便利性。同时，平台内的收发信道组合108和线路放大器104均采用隔直设计，避免高频电缆内芯上的直流电通过高频电缆进入测试设备，避免测试设备损坏，增加了测试的安全性。
[0030]进一步地,所述标准检测设备包括频谱分析检测单元107a、频率检测单元107b、功率检测单元107c、矢量信号检测单元107d和视频信号检测单元107e。
[0031]测控计算机112通过网络交换机116与测试平台内的其他设备实现以太网连接，通过以太网控制测试平台内各测试设备，采集各设备的运行状态以及测试数据，实现自动化测试功能。
[0032]基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台还包括校零转发器114，所述校零转发器114配置在所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备103内。配置的校零转发器114，实现了在飞行器测控数传设备不参加的情况下，天地信息链路自动化模拟测试平台内的自环测试，将测控上行信号和测控下行信道自闭环，可以实现所述测试平台测距校零功能。该设计提供了基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台的自检功能。
[0033]基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台还包括固定衰减器和可调衰减器，所述固定衰减器和所述可调衰减器集成于所述收发信道组合108内，实现信号功率大范围可调节功能，避免在高频电缆上外接衰减器，提高了系统的可靠性，便利测试操作。
[0034]基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台采用隔离变压器115，将市电220V供电地与测试设备的接地隔离开，避免市电供电地直接与飞行器供电地相连，避免市电供电地上的不稳定电压导致飞行器设备的损坏。所述接地设计从源头上避免了飞行器测试过程中的供电不安全性，提高了测控工作的安全性。
[0035]对于上行遥控信道的模拟测试，由测控计算机112模拟地面遥控指令，送往测控综合基带单元111，在测控综合基带单元111中调制生成遥控70MHZ中频载波，通过两路分别输出到第一 X频段上变频器109a和第二 X频段上变频器109b，在上变频器中变频到X频段载波，进一步送入收发信道组合108中，进行直流馈电、隔值设计和功率调节，再送入射频接口单元105，在射频接口单元105中耦合一部分到X频段开关矩阵，可分别自动切换到各标准检测设备；另一部分直接送入线路放大器104中放大后，通过地面天线113发射。月球轨道飞行器一体化测控数传设备接收测控上行信号，实现了上行遥控信道的模拟测试。
[0036]对于下行遥测信道的模拟测试，月球轨道飞行器一体化测控数传设备103接收遥测信号模拟单元101的飞行器遥测模拟信号，处理后向地面模拟测试平台发射X频段下行遥测载波信号。基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台通过地面天线113接收该下行遥测载波信号，经过线路放大器104放大后送入射频接口单元105，在射频接口单元105中耦合一部分到X频段开关矩阵，可分别自动切换到各标准检测设备；另一部分直接送入收发信道组合108，进行隔值和功率调节，再送往第一 X频段下变频器I 1a和第二 X频段下变频器110 b，经过下变频到70MHz中频后，送入测控综合基带单元111，处理获得下行遥测信息后，送往测控计算机112处理和显示。
[0037]对于下行数传信道的模拟测试，月球轨道飞行器一体化测控数传设备103接收数传信号模拟单元102的飞行器数传模拟信号，处理后向地面模拟测试平台发射X频段下行数传载波信号。基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台通过地面天线113接收该下行数传载波信号，经过线路放大器104放大后送入射频接口单元105，在射频接口单元105中耦合一部分到X频段开关矩阵，可分别自动切换到各标准检测设备；另一部分直接送入收发信道组合108，进行隔值和功率调节，再送往第三X频段下变频器110c，经过下变频到70MHz中频后，送入测控综合基带单元111，解调处理获得下行数传信息后，送往测控计算机112处理和显示。
[0038]上述模拟信道建立后，由测控计算机112比对遥控、遥测和数传误码率，标准测试设备检测测控数传上、下行载波的信号质量。
[0039]基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台采用射频信号接口单元105的微波耦合器将上下行五条载波信号送入X频段开关矩阵，X频段开关矩阵在测控计算机112的控制下可将上下行五条载波信号自动切换，分别送入频谱分析检测单元107a、频率检测单元107b、功率检测单元107c、矢量信号检测单元107d和视频信号检测单元107e五台标准测试设备中进行射频信号的测试。避免了大量手动连接，避免反复插拔对接插件造成损坏，提高了测试的效率和设备的可靠性。
[0040]基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台集成了飞行器测控数传单机设备测试、分系统测试和整个飞行器测控对接试验的功能，功能全面，提高了测试平台的利用效率。测试平台针对飞行器测控数传一体化的设计，将测控数传地面模拟测试系统集成在一套平台内，便于按照飞行器实际的工作模式，对测控、数传信道进行组合模拟测试。基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台大幅度较少了手工操作，提高测试速度和效率，增加了测试的覆盖性，提高了测试的可靠性和安全性。
[0041]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征在于，包括:遥测信号模拟单元； 数传信号模拟单元； 月球轨道飞行器一体化测控数传设备，分别与所述遥测信号模拟单元以及所述数传信号模拟单元信号连接，并发射下行载波信号，所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备接收经线路放大器放大后的部分上行载波信号； 射频接口单元，接收所述下行载波信号和上行载波信号； 开关矩阵，接受部分下行载波信号和另一部分上行载波信号，所述部分下行载波信号和另一部分上行载波信号分别由所述射频接口单元耦合后形成； 标准检测设备，与所述开关矩阵连接； 收发信道组合； 上变频器，输出上行载波信号至所述收发信道组合； 下变频器，接受另一部分下行载波信号，所述另一部分下行载波信号由所述收发信道组合接收后进行隔直和功率调节后形成； 测控综合基带单元，分别与所述上变频器以及所述下变频器连接； 测控计算机，与所述测控综合基带单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征在于，所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备与所述遥测信号模拟单元连接，并发射X频段下行遥测载波信号。
3.根据权利要求1所述的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征在于，所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备与所述数传信号模拟单元连接，并发射X频段下行数传载波信号。
4.根据权利要求1所述的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征在于，所述射频接口单元接收经过线路放大器放大后的所述下行载波信号。
5.根据权利要求1所述的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征在于，所述开关矩阵为X频段开关矩阵，所述上变频器为X频段上变频器，所述下变频器为X频段下变频器。
6.根据权利要求1所述的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征在于，所述标准检测设备包括频谱分析检测单元、频率检测单元、功率检测单元、矢量信号检测单元和视频信号检测单元。
7.根据权利要求1所述的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征在于，还包括校零转发器，所述校零转发器配置在所述月球轨道飞行器一体化测控数传设备内。
8.根据权利要求1所述的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征在于，还包括固定衰减器和可调衰减器，所述固定衰减器和所述可调衰减器集成于所述收发信道组合内。
9.根据权利要求1所述的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征在于，还包括隔离变压器，所述隔离变压器使市电供电地与测试设备的接地隔离开。
10.根据权利要求1所述的基于月球轨道天地信息链路自动化模拟测试平台，其特征 在于，还包括微波耦合器，所述微波耦合器位于所述射频接口单元内。
【文档编号】H04B17/00GK203951478SQ201420337779
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】张玉花, 江炜, 李天义, 胡震宇, 丁琳, 刘江澜, 魏然, 朱智超, 闫虎新, 王卫楠 申请人:上海宇航系统工程研究所