[發(fā)明專利]一種星載X頻段的數(shù)傳帶外抑制裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310315971.0
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103401822B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文偉;侯建文;張玉花;苗瑞琴
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及星載數(shù)傳發(fā)射帶外抑制技術(shù)，尤其涉及一種星載X頻段的數(shù)傳帶外抑制裝置及其方法。

背景技術(shù)

為了更好地促進(jìn)國際合作，以及避免頻譜干擾，空間數(shù)據(jù)咨詢委員會（CCSDS）對衛(wèi)星測控頻段進(jìn)行了劃分，隨著國際空間探測活動的日益頻繁，X頻段越來越多被使用，頻譜相互干擾日益嚴(yán)重，因此對衛(wèi)星下行頻譜寬度均有相應(yīng)要求。根據(jù)空間頻譜協(xié)調(diào)組建議的21-2R2(SFCG21-2R2)模板，如圖1所示，和測控?cái)?shù)傳分系統(tǒng)要求，空間科學(xué)服務(wù)空地鏈路有效頻譜的容許頻譜框架，在長距離探測中，由于通信距離遙遠(yuǎn)，數(shù)傳碼速率較低（小于5Mbps，大于2Mbps），在1.4倍碼速率處要求帶外抑制大于30dB。數(shù)傳調(diào)制一般采用BPSK，根據(jù)BPSK調(diào)制頻譜特性，數(shù)傳調(diào)制輸出頻譜自身有一定寬度，最高碼速率為R?Mbps時(shí)，在R×1.4處抑制約13dB，為了減少對相鄰頻帶的影響，需對數(shù)傳輸出頻譜進(jìn)行濾波。

目前有兩種常用的濾波實(shí)現(xiàn)途徑：輸出直接濾波和中頻濾波。前一種方法采用X頻段腔體濾波器，根據(jù)要求其帶寬應(yīng)為2×R?MHz，對中心頻率±R×1.4MHz處抑制需大于30dB，由于帶寬很窄，矩形系數(shù)和品質(zhì)因數(shù)均要求極高，目前在工程上腔體濾波器無法滿足要求。后一種方法利用聲表濾波器矩形系數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)，在中頻對數(shù)傳調(diào)制輸出頻譜進(jìn)行濾波，實(shí)現(xiàn)所要求的帶外抑制后將調(diào)制信號混頻至X頻段，此方法避免了X頻段腔體濾波器設(shè)計(jì)瓶頸，雖然可以實(shí)現(xiàn)數(shù)傳帶外抑制，但所用元器件多，因此其在X頻段需使用腔體濾波器抑制本振和鏡頻，還需進(jìn)行增益補(bǔ)償，具有電路復(fù)雜、體積大、功耗大以及調(diào)試工作量大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種星載X頻段的數(shù)傳帶外抑制裝置，利用本裝置，可在不增加體積、功耗、重量的情況下，使裝置輸出頻譜在偏離中心頻率±1.4倍最高碼速率處的抑制均大于30dB，且不影響數(shù)傳調(diào)制特性和數(shù)傳通信誤碼率。?

本發(fā)明的另一目的在于提供一種星載X頻段的數(shù)傳帶外抑制方法，通過本方法，可以使輸出頻譜在偏離中心頻率±1.4倍最高碼速率處的抑制均大于30dB，且不影響數(shù)傳調(diào)制特性和數(shù)傳通信誤碼率。?

為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供一種星載X頻段的數(shù)傳帶外抑制裝置，通過其可使X頻段數(shù)傳輸出信號的帶外抑制提高至30dB以上，所述星載X頻段的數(shù)傳帶外抑制裝置至少包括電平轉(zhuǎn)換器、基帶濾波器、BPSK調(diào)制器、X頻段載波信號發(fā)生器、放大器以及隔離器；其中，所述電平轉(zhuǎn)換器、基帶濾波器、BPSK調(diào)制器、放大器以及隔離器依次相連，且所述X頻段載波信號發(fā)生器與所述BPSK調(diào)制器相連；并且：

所述電平轉(zhuǎn)換器接收一基帶數(shù)據(jù)，并將輸入的所述基帶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為雙極性電平信號，且所述雙極性電平信號的正負(fù)電平的幅度相同；

所述基帶濾波器為低通LC濾波器，且所述低通LC濾波器的階數(shù)至少為5階，所述基帶濾波器對所述雙極性電平信號進(jìn)行成形濾波；?

所述X頻段載波信號發(fā)生器產(chǎn)生X頻段載波信號；

所述BPSK調(diào)制器接收所述X頻段載波信號，并對成形濾波后的所述雙極性電平信號直接進(jìn)行BPSK調(diào)制，使其調(diào)制到X頻段內(nèi)，形成X頻段信號；

所述放大器將經(jīng)BPSK調(diào)制后得到的X頻段信號進(jìn)行功率放大；

所述隔離器接收經(jīng)功率放大后的所述X頻段信號，進(jìn)行端口匹配，并輸出一X頻段數(shù)傳輸出信號。

作為優(yōu)選地，所述低通LC濾波器的階數(shù)為5階。

作為優(yōu)選地，所述基帶濾波器中的電感和電容均為標(biāo)準(zhǔn)0805封裝。

作為優(yōu)選地，所述基帶數(shù)據(jù)的數(shù)傳碼速率為可變值，且低于一預(yù)設(shè)的最高數(shù)傳碼速率。

較佳地，所述X頻段載波信號發(fā)生器通過將其參考頻率利用鎖相倍頻或直接倍頻的方式產(chǎn)生所述X頻段載波信號。

為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供了一種星載X頻段的數(shù)傳帶外抑制方法，包括以下步驟：

S1:?預(yù)設(shè)基帶數(shù)據(jù)的最高數(shù)傳碼速率，將低頻的基帶數(shù)據(jù)輸入電平轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)換為雙極性電平信號，且正負(fù)電平的幅度相同，所述基帶數(shù)據(jù)的數(shù)傳碼速率為可變值，且低于所述最高數(shù)傳碼速率；

S2：將從所述電平轉(zhuǎn)換器中輸出的所述雙極性電平信號輸入基帶濾波器中，對所述雙極性電平信號進(jìn)行成形濾波；其中所述基帶濾波器為低通LC濾波器，且所述低通LC濾波器的階數(shù)至少為5階；

S3：通過X頻段載波信號發(fā)生器產(chǎn)生X頻段載波信號，將成形濾波后的所述雙極性電平信號以及所述X頻段載波信號輸入所述BPSK調(diào)節(jié)器，從而在載波頻率上對成形濾波后的所述雙極性電平信號直接進(jìn)行BPSK調(diào)制，形成X頻段信號；