一种星载X频段高速数传系统的制作方法

本发明涉及卫星在轨数据对地面站传输的系统设计，特别涉及一种星载x频段高速数传系统。

背景技术：

卫星在轨获得的数据需及时传输到地面接收站。由于地面站对卫星可见弧段限制，卫星对地面站进行传输数据传输时间有限，卫星数据需经过多次对地面接收站建立传输链路，卫星数据的时效性降低。在有限的传输时间内完成大量数据的传输，传统的数据传输系统无法满足卫星载荷数据大量传输的需求，需要卫星设计高速数据传输系统，满足卫星数据传输时效性要求。

本发明提供了一种星载x频段高速数传系统设计方案，采用频分复用加天线极化复用设计，单位时间内传输数据量实现倍增或4倍增。本发明解决了卫星数传对地面站进行数据传输时实时传输数据率较低，不能将载荷数据快速传输到地面的问题。采用该设计方案实现的数传系统，可减少星地之间数据传输时间，完成在有限的星地链路可见时间内，将卫星载荷数据及时传输到地面的任务，从而确保卫星数据的时效性。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

技术实现要素：

本发明提供了一种星载x频段高速数传系统，采用频分复用加天线极化复用设计，单位时间内传输数据量实现倍增或4倍增。完成在有限的星地链路可见时间内，将卫星载荷数据及时传输到地面的任务，从而确保卫星数据的时效性。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种星载x频段高速数传系统，包括数据格式处理器模块、高速调制发射机模块、固态功率放大器模块、双工器模块、微波开关矩阵模块和两维转动极化复用天线模块；

所述数据格式处理器模块用于接收卫星载荷数据输入，进行数据传输格式编排，并进行通信信道编码处理，形成4路独立的450mbps高速数据输出；

所述高速调制发射机模块用于接收数据处理器基带数据进行sqpsk调制；

所述固态功率放大器模块用于实现对输入射频信号的功率放大，满足射频信号星地传输的功率要求，配置2频点4模块以适应4通道传输要求；

所述双工器模块将两个频点的大功率射频信号合成一路输出；

所述微波开关矩阵模块由波导开关级联而成，用于实现两路输入，四路输出的大功率射频信号的切换功能；

所述两维转动极化复用天线模块用于接收两路频分复用后的射频大功率信号，分别转发为左旋圆极化和右旋圆极化射频信号，处理后的两射频信号极化隔离度满足卫星与地面站数据传输链路需求。

进一步地，所述高速调制发射机模块采用2频点4模块配置，两频点间采用保护带宽设计及滤波设计，确保频分复用模式中的带外杂波抑制要求。

进一步地，所述双工器模块由t形连接器、高端带通波导滤波器和低端带通波导滤波器组成，其具备带外抑制度高、驻波特性好、插损小、承载功率大等特点；系统配置两个双工器模块，可同时输出两路频分复用后的射频信号，通过双工器模块，实现了数据传输的频分复用，数据传输速率加倍。

进一步地，系统设计配置两套两维转动极化复用天线模块，实现空间用转动部件产品备份，提高系统使用的可靠性；通过两维转动极化复用天线模块，实现了在数据传输的频分复用数据传输速率加倍的基础上再次数据信号加倍，即传输信号中存在4路独立的450mbps高速数据。

本发明采用双工器模块，实现了数据传输的频分复用，数据传输速率加倍；采用两维转动极化复用天线模块，实现了在数据传输的频分复用数据传输速率加倍的基础上再次数据信号加倍，即传输信号中存在4路独立的450mbps高速数据。解决了卫星数据传输时星地链路弧段时间有限的问题，提高了卫星数据传输到地面的时效性。

附图说明

图1为本发明实施例一种星载x频段高速数传系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体设计方案。

图1为本发明设计的具体方案，为详细说明该传输方案，定义频分复用为将基带数据信号调制在同频段的不同频点上实现多路基带数据信号传输的过程，本发明特指在x频段有限带宽内选取相近两频点的复用；极化复用为利用天线辐射不同极化电磁波特性实现多路射频信号传输的过程，本发明特指左旋圆极化和右旋圆极化复用。

如图1所示，本发明实施例提供了一种星载x频段高速数传系统，用于卫星系统对地面数据接收站进行高速数据传输，包括数据格式处理器模块、高速调制发射机模块、固态功率放大器模块、双工器模块、微波开关矩阵模块和两维转动极化复用天线模块；

所述数据格式处理器模块用于接收卫星载荷数据输入，进行数据传输格式编排，并进行通信信道编码处理，形成4路独立的450mbps高速数据输出；

所述高速调制发射机模块用于接收数据处理器基带数据进行sqpsk调制；所述高速调制发射机模块采用2频点4模块配置，两频点间采用保护带宽设计及滤波设计，确保频分复用模式中的带外杂波抑制要求。

所述固态功率放大器模块用于实现对输入射频信号的功率放大，满足射频信号星地传输的功率要求，配置2频点4模块以适应4通道传输要求；

所述双工器模块将两个频点的大功率射频信号合成一路输出；所述双工器模块由t形连接器、高端带通波导滤波器和低端带通波导滤波器组成，其具备带外抑制度高、驻波特性好、插损小、承载功率大等特点；系统配置两个双工器模块，可同时输出两路频分复用后的射频信号，通过双工器模块，实现了数据传输的频分复用，数据传输速率加倍。

所述微波开关矩阵模块由波导开关级联而成，用于实现两路输入，四路输出的大功率射频信号的切换功能；

所述两维转动极化复用天线模块用于接收两路频分复用后的射频大功率信号，分别转发为左旋圆极化和右旋圆极化射频信号，处理后的两射频信号极化隔离度满足卫星与地面站数据传输链路需求。系统设计配置两套两维转动极化复用天线模块，实现空间用转动部件产品备份，提高系统使用的可靠性；通过两维转动极化复用天线模块，实现了在数据传输的频分复用数据传输速率加倍的基础上再次数据信号加倍，即传输信号中存在4路独立的450mbps高速数据。

以上描述了本发明的具体设计方案。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的基本过程，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种星载X频段高速数传系统，包括数据格式处理器模块、高速调制发射机模块、固态功率放大器模块、双工器模块、微波开关矩阵模块和两维转动极化复用天线模块。本发明采用频分复用加天线极化复用设计，单位时间内传输数据量实现倍增或4倍增。本发明解决了卫星数传系统对地面站进行数据传输时实时传输数据率较低，不能将载荷数据快速传输到地面的问题。采用该设计方案实现的数传系统，可减少星地之间数据传输时间，完成在有限的星地链路可见时间内，将卫星载荷数据及时传输到地面的任务。

技术研发人员：康永鹏;刘方;白勇;崔雷;许建峰
受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所
技术研发日：2018.06.15
技术公布日：2018.12.07