射流程与接收流程的具体实现步骤:
全空域多目标测控通信系统发射流程:
(1)全空域多目标测控通信系统根据用户要求，综合基带将用户输入的针对16颗卫星的遥控信息分别进行调制、扩频，形成中频信号，输出到发射波束形成DBF设备；
(2)发射波束形成处理机根据16颗卫星的工作频率和所处的方位角、俯仰角，形成16个发射波束，分别指向各波束的目标卫星，输出发射波束中频信号到对应的T/R组件；
(3)T/R组件将输入的发射中频信号上变频为射频信号输出到球面阵天线，将射频遥控信号发射出去；
全空域多目标测控通信系统接收流程:
(1)球面阵天线接收到16颗卫星的遥测信号，输出到对应的T/R组件；
(2)T/R组件将输入的射频信号下变频为中频信号，输出到接收波束形成设备；
(3)接收波束形成处理机根据16颗卫星的工作频率和所在的方位角、俯仰角，形成16个指向各自目标卫星的波束，波束信号输出到综合基带池；
(4)综合基带对输入的16路波束信号进行解扩解调处理，得到16颗卫星下发的遥测信息，输出到用户。
【主权项】
1.一种全空域多目标测控通信系统，包括由半球体和柱体两部分构成的球面阵天线、T/R组件、含有发射波束形成处理机和接收波束形成处理机的数字波束形成DBF设备和综合基带池，其特征在于:球面阵天线和数字波束形成DBF设备，在全空域范围内同时形成N ^ 2个波束，每个波束指向一个需要测控通信的飞行器，每个波束的指向都随着被跟踪目标的移动而同步变化，其中，半球体和柱体上各自排列有至少2个天线阵元，且每个天线阵元的T/R组件的下行通道输出端与接收波束形成处理机的输入端相连，所有T/R组件的上行通道的输入端与发射波束形成处理机的输出端相连，T/R组件将球面阵天线接收到的射频信号转换为中频信号输出到接收波束形成处理机，将发射波束形成处理机输出的发射波束信号转换为射频信号送到球面阵天线发射出去；发射波束形成处理机接收综合基带池输出的遥控信号，形成指向各测控目标的发射波束，然后把发射信号送到每一路T/R组件，经过上变频和放大后通过球面阵天线发射出去；接收波束形成处理机对输入信号进行处理形成指向各测控目标的波束，输出到综合基带池，综合基带池将飞行器的遥控信息发送到数字波束形成DBF设备形成发射波束，对接收波束信号进行解调处理，得到目标的遥测信息、距离和速度数据。2.按权利要求1所述的全空域多目标测控通信系统，其特征在于:球面阵天线半球体以是完全几何意义上的光滑的半球体或采用多边形拼接而成的半球面多面体。3.按权利要求1所述的基于球面阵天线和DBF的全空域多目标测控通信系统，其特征在于:为了降低插损，球面阵天线与T/R组件在结构上为一体化设计，每个天线阵元后面连接一个T/R组件，天线阵元与T/R组件之间通过结构件连接。4.按权利要求1所述的全空域多目标测控通信系统，其特征在于:T/R组件的数量与天线阵元数量相同，且每个T/R分为上行、下行通道，上行通道完成对发射信号的放大和上变频，将中频信号转换为射频信号，下行通道完成对接收信号的低噪声放大和下变频，将接收到的射频信号转化为中频信号。5.按权利要求1所述的全空域多目标测控通信系统，其特征在于:综合基带池包含有与测控目标数目相同的数字基带终端，通过资源调度，每个测控目标匹配一个数字基带终端，数字基带终端完成发射数据的编码、调制以及接收信号的测距、测速等数据的解算。6.按权利要求1所述的全空域多目标测控通信系统，其特征在于:球面阵天线接收测控目标的下行射频信号，经过T/R组件放大、下变频后变换为中频信号送到接收波束形成处理机，接收波束形成处理机首先对中频模拟信号进行采样转换为数字信号，然后根据飞行器的运行轨道形成指向目标的波束，综合基带池调度基带资源，对波束信号进行测距、测速等处理，得到该目标的遥测信息；综合基带池根据上行发射计划调度基带资源，将上行遥控信息进行调制、编码等处理后送到发射波束形成处理机，发射波束形成处理机根据目标的方向形成发射波束，将上行中频信号输送到T/R组件，经过放大和上变频后送到各阵元发射出去。7.按权利要求1所述的基于球面阵天线和DBF的全空域多目标测控通信系统，其特征在于:综合基带将用户输入的针对16颗卫星的遥控信息分别进行调制、扩频，形成中频信号，输出到发射波束形成DBF设备。8.按权利要求7所述的基于球面阵天线和DBF的全空域多目标测控通信系统，其特征在于:发射波束形成处理机根据16颗卫星的工作频率和所处的方位角、俯仰角，形成16个发射波束，分别指向各波束的目标卫星，输出发射波束中频信号到对应的T/R组件。9.按权利要求1所述的基于球面阵天线和DBF的全空域多目标测控通信系统，其特征在于:T/R组件将输入的发射中频信号上变频为射频信号输出到球面阵天线，将射频遥控信号发射出去。10.按权利要求9所述的基于球面阵天线和DBF的全空域多目标测控通信系统，其特征在于:球面阵天线接收到16颗卫星的遥测信号，输出到对应的T/R组件；T/R组件将输入的射频信号下变频为中频信号，输出到接收波束形成设备；接收波束形成处理机根据16颗卫星的工作频率和所在的方位角、俯仰角，形成16个指向各自目标卫星的波束，波束信号输出到综合基带池；综合基带对输入的16路波束信号进行解扩解调处理，得到16颗卫星下发的遥测信息，输出到用户。
【专利摘要】本发明提出的一种全空域多目标测控通信系统，旨在提供一种能够有效节约了人力、物力等资源成本，并能对全空域内N≥2个飞行器同时进行测控通信的系统。本发明通过以下技术方案予以实现：球面阵天线排列有至少2个天线阵元，T/R组件将球面阵天线接收到的射频信号转换为中频信号输出到接收波束形成处理机，发射波束形成处理机接收综合基带池输出的遥控信号，形成指向各测控目标的发射波束，每一路T/R组件经上变频和放大后通过球面阵天线发射出去；接收波束形成处理机对输入信号进行处理形成指向各测控目标的波束，综合基带池将飞行器的遥控信息发送到数字波束形成DBF设备形成发射波束，对接收波束信号进行解调处理，得到目标的遥测信息、距离和速度数据。
【IPC分类】H01Q21/00, H04B7/06
【公开号】CN105281046
【申请号】CN201510785523
【发明人】唐军, 刘嘉兴, 俄广西, 王文政, 周文炯
【申请人】中国电子科技集团公司第十研究所
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月16日