[發(fā)明專利]衛(wèi)星射頻與光纖信號傳輸數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)裝置及轉(zhuǎn)發(fā)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310028495.4
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103117796A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚慶貴;蔣煒;趙尚弘;李勇軍;朱子行;楚興春;趙衛(wèi)虎;石磊
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所;中國人民解放軍空軍工程大學(xué)
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04B10/2575;H04B10/29
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 劉華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種星上數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，具體涉及一種星上寬帶、抗干擾的衛(wèi)星射頻與光纖信號傳輸數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)裝置及轉(zhuǎn)發(fā)方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星微波通信技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著軍用通信和民用通信技術(shù)的發(fā)展，對衛(wèi)星通信信號的轉(zhuǎn)發(fā)能力提出了越來越高的要求。特別是未來寬帶通信衛(wèi)星系統(tǒng)一個(gè)非常突出的特點(diǎn)是將搭載數(shù)量巨大的多波束射頻天線，衛(wèi)星微波通信轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)受容量、速率、電磁干擾等限制，不能滿足實(shí)際要求。

在此背景下，人們把目光轉(zhuǎn)移到了以激光作為信號載體的衛(wèi)星光通信，期待依靠激光通信的高數(shù)據(jù)傳輸率來突破這一瓶頸問題。衛(wèi)星光通信具有大容量、寬帶寬、終端設(shè)備體積小、重量輕、功耗低，保密性及抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是解決衛(wèi)星微波通信傳輸率瓶頸的最佳方法。我國制定了至2050年以前空間科技發(fā)展規(guī)劃，明確了高速星間激光通信的發(fā)展路線，使星間、星地?cái)?shù)據(jù)通信速率達(dá)百Gbps，滿足空間科學(xué)與應(yīng)用海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

圖4所示，目前衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用的頻段主要為C/Ku/Ka頻段，其相對應(yīng)的輸入/輸出多工器也均為某一特定頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器，所采取的公共傳輸線形式一般為波導(dǎo)或同軸公共傳輸線，但是不能同時(shí)覆蓋多個(gè)微波信號頻段。寬帶公共傳輸線采用同軸傳輸線，寬帶信號通過同軸電纜分別饋入各個(gè)通道，在通道濾波器與同軸電纜之間有波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換，把同軸電纜內(nèi)傳輸?shù)男盘栶伻氩▽?dǎo)通道濾波器，通道濾波器把相應(yīng)頻段的信號提取出來，這種方案優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)相對容易，通過選用合適的高頻電纜接頭，同軸電纜可以傳輸從C頻段到Ka頻段的寬帶信號，其存在的缺點(diǎn)是同軸電纜的功率容量相對較小，并且通道濾波器一般設(shè)計(jì)為波導(dǎo)低通濾波形式，這就需要一個(gè)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換連接通道濾波器與公共傳輸線，波同轉(zhuǎn)換又存在功率及容量較小的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，保密性強(qiáng)，星上寬帶寬、抗干擾、多頻段、多格式信號，將模擬信號直接調(diào)制到光載波上的衛(wèi)星射頻與光纖信號傳輸數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)裝置。

?本發(fā)明的另一目的是提供轉(zhuǎn)發(fā)方法。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的：一種衛(wèi)星射頻與光纖信號傳輸數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)裝置，該中繼轉(zhuǎn)發(fā)裝置包括一顆寬帶中繼星2、一個(gè)寬帶多頻段數(shù)據(jù)庫1、一個(gè)地面第一發(fā)射站或接收站C、一個(gè)地面第二發(fā)射站或接收站Ku、一個(gè)地面第三發(fā)射站或接收站Ka；所述的寬帶中繼星2的多路微波電信號依次分別與無線寬帶多頻段數(shù)據(jù)庫1、地面第一發(fā)射站或接收站C、第二發(fā)射站或接收站Ku、第三發(fā)射站或接收站Ka連接；所述地面第一發(fā)射站C、第二發(fā)射站Ku、第三發(fā)射站Ka的信號與發(fā)射第一多工器3的信號連接；所述發(fā)射第一多工器3的信號與發(fā)射激光器4的信號連接；所述發(fā)射激光器4的信號與發(fā)射光放大器5的信號連接；所述發(fā)射光放大器5的信號與光學(xué)發(fā)射天線6的信號連接；光學(xué)接收天線7的信號與接收光放大器8的信號連接；所述接收光放大器8的信號與光電探測器9的信號連接；所述光電探測器9的信號與接收第二多工器10的信號連接；所述接收第二多工器10的信號與接收第一濾波器11的信號連接；所述接收站第一濾波器11的信號與第一電放大器12的信號連接；所述第一電放大器12的信號與第一接收站C波段微波信號13連接；所述接收第二濾波器18的信號與第二電放大器16的信號連接，所述第二電放大器16的信號與第二接收站Ku波段微波信號14連接；所述接收第三濾波器19的信號與第三電放大器17的信號連接；所述第三電放大器17的信號與第三接收站Ka波段微波信號15連接。

所述微波信號由一個(gè)微波信號合路，一個(gè)微波信號分路組成，其中第一接收站C波段微波信號13、第二接收站Ku波段微波信號14、第三接收站Ka波段微波信號15輸入微波模擬信號給微波信號合路20，所述微波信號合路20包括第一低噪聲放大器21、第二低噪聲放大器29、第一多工器3，所述第一低噪聲放大器21、第二低噪聲放大器29的信號放大后并合成一路送給第二多工器10，所述第二多工器10通過信道將信號輸送給微波信號分路23，所述微波信號分路23包括第二多工器10、第三放大器25、第四放大器28、第四濾波器26、第五濾波器27；所述第二多工器10將信號分路分別輸送給第三放大器25、第四放大器28，所述第三放大器25、第四放大器28將信號分路分別輸送給第四濾波器26、第五濾波器27，所述第四濾波器26、第五濾波器27輸出微波模擬信號給發(fā)射天線，然后發(fā)射天線的信號通過寬帶中繼星2發(fā)射到地面接收站。

所述光放大器為EDFA摻餌光纖放大器。

所述天線為卡塞格林光學(xué)天線。