[發明專利]基于擴頻體制的星載S頻段中繼用戶終端系統及應用方法

有效

• 申請號: 201310349986.9
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103490808A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 吳友華;袁偉
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: H04B7/15
• 分類號: H04B7/15;H04B1/69
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于擴頻體制的星載S頻段中繼用戶終端系統，其特征在于，包括測控應答機(1)、S接收天線(2)、功率放大器(3)、S發射天線(4)以及Ka/S天線(5)，其中:

所述測控應答機(1)，

-接收通過中繼衛星轉發來的地面遙控信號，完成解調解擴，并將遙控基帶數據送遙控終端;

-接收衛星星上遙測數據，完成擴頻調制后，通過功率放大器(3)進行信號放大，放大后信號再經S發射天線(4)或Ka/S天線(5)向中繼衛星發送;

所述S接收天線(2)，為衛星與中繼衛星之間建立前向測控通道，接收中繼衛星發來的前向遙控信號，并傳給測控應答機(1);當衛星姿態上下翻轉時，作為對地測控天線接收地面站發送的遙控信號;

所述功率放大器(3)，將測控應答機(1)發給S發射天線(4)或Ka/S天線(5)的返向遙測信號進行放大，使天線EIRP達到衛星與中繼衛星測控通信的要求;功率放大器(3)內部設置兩個通道，其中，第一個通道為大增益通道，將信號發送到S發射天線(4)，用于衛星與中繼衛星通信前期信號捕獲和Ka/S鏈路建立實時監視;第二個通道為小增益通道，將信號發送到Ka/S天線(5)，用于衛星與中繼衛星完成Ka/S鏈路建立后的返向測控通信;

所述S發射天線(4)，為衛星與中繼衛星之間建立返向測控通道，接收測控應答機(1)發來的返向遙測信號;當衛星姿態上下翻轉時，作為地測控天線向地面站發送遙測信號;

所述Ka/S天線(5)，與星載Ka頻段中繼用戶終端共用，具備S頻段信號發射功能，為衛星與中繼衛星建立中繼測控通道，接收測控應答機(1)發來的返向遙測信號并向中繼衛星發送;在衛星與中繼衛星Ka/S鏈路建立后，接替S發射天線(4)向中繼衛星發送返向遙測信號。

2.根據權利要求1所述的基于擴頻體制的星載S頻段中繼用戶終端系統，其特征在于，所述S接收天線(2)和S發射天線(4)均為寬波束固定天線;所述Ka/S天線(5)為窄波束定向天線。

3.根據權利要求2所述的基于擴頻體制的星載S頻段中繼用戶終端系統，其特征在于，所述Ka/S天線(5)具有二維轉動機構，可自動跟蹤中繼衛星，實現單次較長時間通信。

4.一種如權利要求1至3中任一項所述的基于擴頻體制的星載S頻段中繼用戶終端系統的應用方法，其特征在于，包括如下步驟:

步驟1，根據衛星測控需求，確定測控應答機(1)采用的擴頻體制，再進一步根據確定的擴頻體制確定前向測控通道和返向測控通道的數量;

步驟2，根據中繼衛星運行軌道及其中繼測控通道指標，設計對中繼測控鏈路，確定對中繼測控鏈路的中繼測控天線波束寬度和增益要求，選取合適方向圖的S接收天線(2)和S發射天線(4);

步驟3，根據步驟2中中繼測控鏈路的增益設計結果，確定測控應答機(1)的接收靈敏度和發射功率，選取合適的Ka/S天線(5)，要求對中繼測控通道的G/T值和EIRP值滿足通信要求，同時選取合適的功率放大器(3);

步驟4，由衛星程控或中繼衛星發送指令打開功率放大器(3)大增益通道，返向遙測信號通過S發射天線(4)向中繼衛星發送，建立返向遙測鏈路，地面可實時監視Ka/S鏈路建立過程;Ka/S天線(5)按程序設定指向中繼衛星，進行KSA、SSA返向鏈路建立，在鏈路建立后，由衛星程控或中繼衛星發送指令關閉功率放大器(3)大增益通道，打開小增益通道，返向遙測信號通過Ka/S天線(5)發送;

步驟5，定義基于擴頻體制的星載S頻段中繼用戶終端系統的測控工作模式，中繼衛星進行測控通信時按照所述測控工作模式要求工作。

5.根據權利要求4所述的基于擴頻體制的星載S頻段中繼用戶終端系統的應用方法，其特征在于，步驟1中，確定測控應答機(1)采用非相干擴頻體制。

6.根據權利要求4所述的基于擴頻體制的星載S頻段中繼用戶終端系統的應用方法，其特征在于，步驟4中，S發射天線(4)與Ka/S天線(5)聯合工作。

7.根據權利要求4所述的基于擴頻體制的新型星載5頻段中繼用戶終端的應用方法，其特征在于，步驟5中，測控工作模式包括:

模式1：返向遙測，通過衛星自主方式或中繼衛星發送前向遙控指令打開功率放大器(3)大增益通道，建立返向遙測鏈路;

模式2:前向遙控和返向遙測;

模式3:前向遙控，接收通道處于常開模式，在中繼衛星可見弧段內均可實施遙控任務或進行應急測控。