无导频的中继卫星SMA下行信号10MHz频标产生方法及产生器技术

本发明专利技术涉及一种无导频的中继卫星SMA下行10MHz频标信号产生方法，包括如下步骤：S1，中继卫星地面站接收中继卫星Ka频段遥测信号，经过低噪声放大器输出后，送给同相正交锁相环，VCO压控振荡器输出锁定的遥测载波信号；S2，将VCO压控振荡器输出的遥测载波信号，经过小数和整数分频形成10MHz频标信号，送给中继卫星地面站SMA接收机。本发明专利技术的方法节约中继卫星转发器频率资源，不需要额外的导频信号(约占带宽20MHz)，实现简捷且消耗资源小。

【技术实现步骤摘要】
无导频的中继卫星SMA下行信号10MHz频标产生方法及产生器
本专利技术涉及一种中继卫星SMA下行信号10MHz频标产生方法和产生器。
技术介绍
在中继卫星系统(TDRSS)中，为提高其服务多目标的能力，需要增加S频段相控阵多址(SMA)设备。在中继卫星SMA信号传输中，为减小下行信号的解调损失，要求使用星地相参本振对下行信号进行解调。在现有的中继卫星SMA系统中，均设置有专用导频信号，供地面SMA接收设备解调时恢复出10MHz相参信号，再生成SMA地面接收各单元所需要的不同组合频率信号。这种方法的缺点是占用额外的中继卫星转发器带宽(一般达到20MHz左右)，降低了中继卫星的应用效能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有中继卫星SMA下行信号使用专用导频通道占用转发器带宽的问题，利用中继卫星S频段和Ka频段转发器具有全相参的特点，提出一种能够满足地面SMA接收设备解调性能需求、节约频率资源的星地相参10MHz频标的产生方法和产生器。本专利技术所采用的技术方案是：一种无导频的中继卫星SMA下行10MHz频标信号产生方法，包括如下步骤：S1，中继卫星地面站接收中继卫星Ka频段遥测信号，经过低噪声放大器输出后，送给同相正交锁相环，VCO压控振荡器输出锁定的遥测载波信号；S1的具体方法为：S11，将中继卫星Ka频段遥测信号与VCO压控振荡器输出信号相乘，输出信号经过Q路二阶低通滤波器后得到Q路信号yq(t)；t为时间；S12，将中继卫星Ka频段遥测信号与VCO压控振荡器的90°移相输出信号相乘，输出信号经过I路二阶低通滤波器后得到I路信号yi(t)；S13，将Q路信号yq(t)与I路信号yi(t)相乘，输出信号经过环路滤波器，产生VCO压控振荡器的误差控制电压信号，控制VCO压控振荡器输出遥测载波信号。S2，将VCO压控振荡器输出的遥测载波信号，经过小数和整数分频形成10MHz频标信号，送给中继卫星地面站SMA接收机。一种无导频的中继卫星SMA下行10MHz频标信号产生器，包括VCO压控振荡器、Q路二阶低通滤波器、I路二阶低通滤波器、环路滤波器、小数和整数分频器，VCO压控振荡器输出信号与中继卫星Ka频段遥测信号相乘，输出信号经过Q路二阶低通滤波器后得到Q路信号yq(t)；VCO压控振荡器的90°移相输出信号与中继卫星Ka频段遥测信号相乘，输出信号经过I路二阶低通滤波器后得到I路信号yi(t)；Q路信号yq(t)与I路信号yi(t)相乘，输出信号经过环路滤波器，产生VCO压控振荡器的误差控制电压信号，控制VCO压控振荡器输出遥测载波信号；VCO压控振荡器输出的遥测载波信号，经过小数和整数分频形成10MHz频标信号，送给中继卫星地面站SMA接收机；t为时间。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：本专利技术根据中继卫星S和Ka两种频段转发器的频综具有全相参的特性，使用同相正交锁相环(Costa环)、整数和小数分频器，通过中继卫星Ka频段遥测信号在地面站恢复出星地相参10MHz频标信号，在不需要导频信号的情况下，采用该频标为中继卫星地面站S频段多址(SMA)组成单元提供星地相参10MHz频率源。新生成的星地相参10MHz频率源满足中继卫星地面设备的应用要求，偏离载波10Hz处的相位噪声约为-112.5dBc/Hz。本专利技术可节省中继卫星转发器带宽约20MHz，具有设计新颖、使用简单的优点。本专利技术的方法在中继卫星S频段相控阵多址(SMA)链路传输领域中，不需要导频信号利用中继卫星遥测信号产生星地相参10MHz频率信号，节约中继卫星转发器频率资源，不需要额外的导频信号(约占带宽20MHz)，实现简捷且消耗资源小。附图说明图1是无导频的中继卫星SMA下行10MHz星地相参频标信号产生原理框图；图2是基于星地相参频标的地面站SMA设备下行连接框图。具体实施方式本专利技术利用中继卫星S频段和Ka频段转发器的频综具有全相参特性，通过中继卫星遥测信号在地面站恢复出星地相参10MHz频标信号，在不需要导频信号的情况下，采用该频标为地面站SMA各组成单元提供星地相参10MHz频率源。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。实施例：一种无导频的中继卫星SMA下行10MHz星地相参频标信号产生方法，其原理框图如图1所示，具体包括如下步骤：S1，中继卫星地面站接收中继卫星Ka频段遥测信号，经过低噪声放大器(LNA)输出后，送给同相正交锁相环(Costa环)，VCO压控振荡器输出锁定的遥测载波信号；S11，中继卫星Ka频段遥测信号与VCO压控振荡器输出信号相乘，输出信号经过Q路二阶低通滤波器后得到Q路信号yq(t)；S12，中继卫星Ka频段遥测信号与VCO压控振荡的90°移相输出信号相乘，输出信号经过I路二阶低通滤波器后得到I路信号yi(t)；S13，Q路信号yq(t)与I路信号yi(t)相乘，输出信号经过环路滤波器，产生VCO压控振荡器的误差控制电压信号，控制VCO压控振荡器输出遥测载波信号。S2，VCO压控振荡器输出的遥测载波信号，经过小数和整数分频形成10MHz星地相参频标信号，送给地面站SMA接收机各组成单元，如图2所示，包括Ka/L下变频器、30路FDM分离单元、L/中频下变频器、数字波束合成(DBF)终端和SMA数传终端。在中继卫星地面站SMA接收机中Ka/L下变频器、30路FDM分离单元、L/中频下变频器、数字波束合成终端和S频段多址数传终端使用10MHz频标信号。对于同向正交环来说，当环路锁定时，接收解调遥测数据直接从同相支路的低通滤波器输出yi(t)中提取，不再需要进行同相正交支路的判决，克服了180°相位不确定性问题。理论分析表明，如果在SMA链路中Ka/L下变频器不使用星地相参频标信号，而直接采用地面站时统，频率偏差约在10-6Hz量级，在工程上处于误差允许范畴内,这样地面站Ka/L下变频器亦可统一设计。在地面站SMA下行组成单元中，返向(下行)标校终端在设计时要求具备内10MHz频率源，以及接收地面站时统提供的外10MHz基准源的能力，但不应使用星地相参的10MHz基准源。返向标校终端将30路返向幅相检测结果反馈给DBF，完成幅相不一致的补偿。应用本专利技术的方法，设计了一种无导频的中继卫星SMA下行10MHz频标信号产生器，包括VCO压控振荡器、Q路二阶低通滤波器、I路二阶低通滤波器、环路滤波器、小数和整数分频器，VCO压控振荡器输出信号与中继卫星Ka频段遥测信号相乘，输出信号经过Q路二阶低通滤波器后得到Q路信号yq(t)；VCO压控振荡器的90°移相输出信号与中继卫星Ka频段遥测信号相乘，输出信号经过I路二阶低通滤波器后得到I路信号yi(t)；Q路信号yq(t)与I路信号yi(t)相乘，输出信号经过环路滤波器，产生VCO压控振荡器的误差控制电压信号，控制VCO压控振荡器输出遥测载波信号；VCO压控振荡器输出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无导频的中继卫星SMA下行10MHz频标信号产生方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，中继卫星地面站接收中继卫星Ka频段遥测信号，经过低噪声放大器输出后，送给同相正交锁相环，VCO压控振荡器输出锁定的遥测载波信号；/nS2，将VCO压控振荡器输出的遥测载波信号，经过小数和整数分频形成10MHz频标信号，送给中继卫星地面站SMA接收机。/n

【技术特征摘要】
1.一种无导频的中继卫星SMA下行10MHz频标信号产生方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，中继卫星地面站接收中继卫星Ka频段遥测信号，经过低噪声放大器输出后，送给同相正交锁相环，VCO压控振荡器输出锁定的遥测载波信号；
S2，将VCO压控振荡器输出的遥测载波信号，经过小数和整数分频形成10MHz频标信号，送给中继卫星地面站SMA接收机。


2.根据权利要求1所述的一种无导频的中继卫星SMA下行10MHz频标信号产生方法，其特征在于，S1的具体方法为：
S11，将中继卫星Ka频段遥测信号与VCO压控振荡器输出信号相乘，输出信号经过Q路二阶低通滤波器后得到Q路信号yq(t)；t为时间；
S12，将中继卫星Ka频段遥测信号与VCO压控振荡器的90°移相输出信号相乘，输出信号经过I路二阶低通滤波器后得到I路信号yi(t)；
S13，将Q路信号yq(t)与I路信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怀，张晖，王英强，陈茹梅，彭兴会，许健非，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11