快速接入北斗星座相控陣星間鏈路的多飛行器配置終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于測(cè)控通信領(lǐng)域中，為多飛行器接入北斗二代星座相控陣星間鏈路系 統(tǒng)提供的一種快速實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過星間鏈路將實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星全球系統(tǒng)自主導(dǎo)航，提高測(cè)定軌道和授時(shí)精度，并 減少對(duì)地面布站的依賴，有效降低系統(tǒng)的運(yùn)行管理成本，同時(shí)通過星間鏈路可實(shí)現(xiàn)飛行器 的通信功能。我國(guó)北斗二代星座具有衛(wèi)星數(shù)量多，全球覆蓋等特點(diǎn)，將用于支持各類飛行器 的導(dǎo)航和數(shù)據(jù)通信功能。通信終端是飛行器平臺(tái)衛(wèi)星通信的核心，它通過射頻接口和數(shù)據(jù) 接口接收前返向鏈路各種數(shù)據(jù)，與指控和飛行器系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，通信規(guī)程、報(bào)文協(xié)議都 在這里實(shí)現(xiàn)。地面一衛(wèi)星一飛行器的通信鏈路稱為前向鏈路，主要完成對(duì)飛行器飛行的指 揮控制；飛行器一衛(wèi)星一地面的通信鏈路稱為返向鏈路，主要完成飛行器遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸。北 斗二代星座的星間鏈路包括相控陣天線和拋物面天線兩種形式，相控陣天線波束采用電子 掃描，而拋物面天線波束采用機(jī)械掃描，對(duì)于機(jī)械掃描系統(tǒng)，天線的跟蹤、掃描速度相對(duì)較 慢;相控陣天線波束掃描控制靈活，掃描速度快捷，故相控陣通道星間鏈路將是未來(lái)飛行器 選擇使用的主要通信通道。對(duì)于北斗二代星座的相控陣通道星間鏈路，前返向鏈路信號(hào)的 接收和發(fā)射采用了同一個(gè)相控陣天線，且前返向鏈路工作信號(hào)的頻率完全相同，因此，前返 向鏈路信號(hào)處于分時(shí)工作狀態(tài)，收發(fā)工作時(shí)隙為3s，每個(gè)工作時(shí)隙內(nèi)，接收時(shí)間1.5s，發(fā)射 時(shí)間1.5s，同時(shí)，北斗二代星座的星上具備對(duì)前返向鏈路信號(hào)的處理能力，前向信號(hào)和返向 信號(hào)分別工作在一種偽碼狀態(tài)下。這種工作方式雖然支持單個(gè)飛行器對(duì)北斗二代星座相控 陣星間鏈路系統(tǒng)的接入，但多個(gè)飛行器又需要依次快速接入北斗二代星座相控陣星間鏈路 系統(tǒng)，而多個(gè)飛行器又不能利用常規(guī)的碼分多址(CDMA)或頻分多址(FDMA)的多目標(biāo)區(qū)分方 法，因此，如何將多個(gè)飛行器依次快速有序的接入到北斗二代星座的相控陣星間鏈路中，是 迫切需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述北斗二代星座相控陣星間鏈路系統(tǒng)存在的不足之處，提 供一種實(shí)現(xiàn)技術(shù)難度小，能夠確保多飛行器快速接入到北斗二代星座相控陣星間鏈路的配 置終端。
[0004] 本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的方案是:一種快速接入北斗星座相控陣星間鏈 路的多飛行器配置終端，包括:接收北斗二代星座相控陣星間鏈路前向脈沖信號(hào)的信道單 元，解擴(kuò)單元、信號(hào)檢測(cè)單元、解調(diào)處理單元，信息處理單元和信號(hào)產(chǎn)生單元，其特征在于： 信道單元將前向脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)送入解擴(kuò)單元進(jìn)行解擴(kuò)處理，同時(shí)并行兩路送入 信號(hào)檢測(cè)單元和解調(diào)處理單元，信號(hào)檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)中頻信號(hào)的幅度，得到與北斗二代 星座相控陣星間鏈路前向發(fā)射信號(hào)時(shí)序一致的同步脈沖信號(hào)，解調(diào)處理單元實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào) 的載波同步與信號(hào)解調(diào)，將解調(diào)出的信息幀數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，信息處理單元?shí)時(shí) 提取信息幀數(shù)據(jù)中的飛行器標(biāo)識(shí)位信息來(lái)區(qū)分多個(gè)飛行器目標(biāo);信號(hào)產(chǎn)生單元?jiǎng)t根據(jù)信號(hào) 檢測(cè)單元得到的同步脈沖信號(hào)和信息處理單元提取出的飛行器標(biāo)識(shí)位信息，產(chǎn)生與北斗二 代星座相控陣星間鏈路返向接收信號(hào)時(shí)序一致的中頻信號(hào)，并送到信道單元轉(zhuǎn)換為射頻信 號(hào)，向北斗二代星座相控陣星間鏈路輻射射頻信號(hào)，快速建立與北斗二代星座之間的通信 鏈路。
[0005] 本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果： 技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度小，具有較好的可實(shí)現(xiàn)性。本發(fā)明針對(duì)北斗二代星座相控陣星間鏈路系 統(tǒng)，特別針對(duì)北斗二代星座相控陣星間鏈路的收發(fā)信號(hào)分時(shí)工作方式，提出了快速接入北 斗二代星座相控陣星間鏈路的多飛行器配置終端。采用不同于傳統(tǒng)的利用碼分多址CDMA或 頻分多址FDMA來(lái)區(qū)分多個(gè)飛行器目標(biāo)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑。通過信息處理單元實(shí)時(shí)提取區(qū)分多 個(gè)飛行器目標(biāo)信息幀數(shù)據(jù)中的飛行器標(biāo)識(shí)位信息，來(lái)區(qū)分多個(gè)飛行器目標(biāo)，解決了多個(gè)飛 行器不能利用常規(guī)的碼分多址CDMA或頻分多址FDMA來(lái)區(qū)分多目標(biāo)的技術(shù)問題，該多飛行器 配置終端采用的區(qū)分多個(gè)飛行器目標(biāo)方法，不僅避免了多個(gè)飛行器目標(biāo)采用頻分多址所需 要更寬的通信信道帶寬問題，也有效避免了多個(gè)飛行器目標(biāo)采用碼分多址所帶來(lái)的碼間干 擾問題。
[0006] 附圖通信說明 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利進(jìn)一步說明。
[0007] 圖1是本發(fā)明快速接入北斗星座相控陣星間鏈路的多飛行器配置終端的原理框 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 參閱圖1。在以下實(shí)施例描述的快速接入北斗星座相控陣星間鏈路的多飛行器配 置終端，包括:接收北斗二代星座相控陣星間鏈路前向脈沖信號(hào)的信道單元，解擴(kuò)單元、信 號(hào)檢測(cè)單元、解調(diào)處理單元，信息處理單元和信號(hào)產(chǎn)生單元，其中，信道單元將前向脈沖信 號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)送解擴(kuò)單元，解擴(kuò)單元實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)的解擴(kuò)處理，并行兩路同時(shí)送信號(hào) 檢測(cè)單元和解調(diào)處理單元，信號(hào)檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)中頻信號(hào)的幅度，得到與北斗二代星座 相控陣星間鏈路前向發(fā)射信號(hào)時(shí)序一致的同步脈沖信號(hào)，解調(diào)處理單元實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)的載 波同步與信號(hào)解調(diào)，得到傳輸?shù)男畔瑪?shù)據(jù)送信息處理單元，信息處理單元實(shí)時(shí)提取區(qū)分 多個(gè)飛行器目標(biāo)信息幀數(shù)據(jù)中的飛行器標(biāo)識(shí)位信息，信號(hào)產(chǎn)生單元根據(jù)信號(hào)檢測(cè)單元得到 的同步脈沖信號(hào)和信息處理單元提取出的飛行器標(biāo)識(shí)位信息，產(chǎn)生與北斗二代星座相控陣 星間鏈路返向接收信號(hào)時(shí)序一致的中頻信號(hào)，送信道單元轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)向北斗二代星座 相控陣星間鏈路輻射，北斗二代星座接收到射頻信號(hào)，終端與北斗二代星座之間就快速建 立了的通信鏈路。
[0009] 若某個(gè)飛行器在某時(shí)刻要接入到北斗二代星座相控陣星間鏈路系統(tǒng)，則飛行器標(biāo) 識(shí)位信息就填充該飛行器的編號(hào)。信號(hào)檢測(cè)單元利用解擴(kuò)單元送入的解擴(kuò)后中頻信號(hào)，采 用包絡(luò)檢波方法，通過二極管檢波電路實(shí)時(shí)檢測(cè)中頻信號(hào)的幅度，得到與北斗二代星座相 控陣星間鏈路前向發(fā)射信號(hào)時(shí)序一致的同步脈沖信號(hào)。信息處理單元實(shí)時(shí)提取信息幀數(shù)據(jù) 中的飛行器標(biāo)識(shí)位信息送信號(hào)產(chǎn)生單元，信息幀數(shù)據(jù)包含：同步頭、類型、標(biāo)識(shí)位信息和數(shù) 據(jù)區(qū)。數(shù)據(jù)區(qū)是填充飛行器標(biāo)識(shí)位對(duì)應(yīng)的飛行器前向遙控指令數(shù)據(jù)，填充飛行器標(biāo)識(shí)位的 長(zhǎng)度為log2K，標(biāo)識(shí)位長(zhǎng)度取決于飛行器的數(shù)量，其中，K為飛行器數(shù)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速接入北斗星座相控陣星間鏈路的多飛行器配置終端，包括:接收北斗二代 星座相控陣星間鏈路前向脈沖信號(hào)的信道單元，解擴(kuò)單元、信號(hào)檢測(cè)單元、解調(diào)處理單元， 信息處理單元和信號(hào)產(chǎn)生單元，其特征在于:信道單元將前向脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)送 入解擴(kuò)單元進(jìn)行解擴(kuò)處理，同時(shí)并行兩路送入信號(hào)檢測(cè)單元和解調(diào)處理單元，信號(hào)檢測(cè)單 元實(shí)時(shí)檢測(cè)中頻信號(hào)的幅度，得到與北斗二代星座相控陣星間鏈路前向發(fā)射信號(hào)時(shí)序一致 的同步脈沖信號(hào)，解調(diào)處理單元實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)的載波同步與信號(hào)解調(diào)，將解調(diào)出的信息帖 數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，信息處理單元?shí)時(shí)提取信息帖數(shù)據(jù)中的飛行器標(biāo)識(shí)位信息來(lái)區(qū) 分多個(gè)飛行器目標(biāo);信號(hào)產(chǎn)生單元?jiǎng)t根據(jù)信號(hào)檢測(cè)單元得到的同步脈沖信號(hào)和信息處理單 元提取出的飛行器標(biāo)識(shí)位信息，產(chǎn)生與北斗二代星座相控陣星間鏈路返向接收信號(hào)時(shí)序一 致的中頻信號(hào)，并送到信道單元轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)，向北斗二代星座相控陣星間鏈路福射射 頻信號(hào)，快速建立與北斗二代星座之間的通信鏈路。2. 按權(quán)利要求1所述的快速接入北斗星座相控陣星間鏈路的多飛行器配置終端，其特 征在于，信號(hào)檢測(cè)單元利用解擴(kuò)單元送入的解擴(kuò)后中頻信號(hào)，采用包絡(luò)檢波方法，通過二極 管檢波電路實(shí)時(shí)檢測(cè)中頻信號(hào)的幅度，得到與北斗二代星座相控陣星間鏈路前向發(fā)射信號(hào) 時(shí)序一致的同步脈沖信號(hào)。3. 按權(quán)利要求1所述的快速接入北斗星座相控陣星間鏈路的多飛行器配置終端，其特 征在于，信息處理單元實(shí)時(shí)提取信息帖數(shù)據(jù)中的飛行器標(biāo)識(shí)位信息送信號(hào)產(chǎn)生單元。4. 按權(quán)利要求3所述的快速接入北斗星座相控陣星間鏈路的多飛行器配置終端，其特 征在于，信息帖數(shù)據(jù)包含:同步頭、類型、標(biāo)識(shí)位信息和數(shù)據(jù)區(qū)。5. 按權(quán)利要求4所述的快速接入北斗星座相控陣星間鏈路的多飛行器配置終端，其特 征在于，數(shù)據(jù)區(qū)是填充飛行器標(biāo)識(shí)位對(duì)應(yīng)的飛行器前向遙控指令數(shù)據(jù)，填充飛行器標(biāo)識(shí)位 的長(zhǎng)度為標(biāo)識(shí)位長(zhǎng)度取決于飛行器的數(shù)量，其中，K為飛行器數(shù)量。
【專利摘要】本發(fā)明提出的一種快速接入北斗星座相控陣星間鏈路的多飛行器配置終端，旨在提供一種實(shí)現(xiàn)技術(shù)難度小，能夠?qū)⒍囡w行器快速接入的配置終端。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：信道單元將一路中頻信號(hào)送入解擴(kuò)單元，解擴(kuò)處理后并行兩路送入信號(hào)檢測(cè)單元和解調(diào)處理單元，信號(hào)檢測(cè)單元得到與北斗二代星座相控陣星間鏈路前向發(fā)射信號(hào)時(shí)序一致的同步脈沖信號(hào)，解調(diào)處理單元輸出解調(diào)數(shù)據(jù)送信息處理單元，區(qū)分多個(gè)飛行器目標(biāo)，根據(jù)同步脈沖信號(hào)和飛行器標(biāo)識(shí)位信息，信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生與北斗二代星座相控陣星間鏈路返向接收信號(hào)時(shí)序一致的中頻信號(hào)，并送到信道單元轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)，建立與北斗二代星座之間的通信鏈路。
【IPC分類】G05D1/10
【公開號(hào)】CN105511489
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510887316
【發(fā)明人】萬(wàn)永倫
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日