[发明专利]一种卫星地面站遥测数据接收机

说明书

技术领域

本发明涉及卫星遥测通信技术领域，尤其涉及一种卫星地面站遥测数据接收机。

背景技术

卫星通过星载测控应答机的发射机向地面发送工程遥测数据，而在我国S波段USB统一测控体制下，卫星遥测数据先调制到较低频率的副载波上，再通过调相方式调制到更高频率的载波上。

在数字化和软件化发展的今天，遥测数据的副载波调制多采用PSK等数字调制方式，例如采用NRZ-BPSK-PM调制方式的遥测信号形式为：

S(t)＝Acos[ω_ct+Mp·∑a_ng(t)cos(ω_sct+θ₀)]

其中，ω_c为载波角频率，ω_sc为副载波角频率，∑a_ng(t)为码字信号，Mp为调制度。

地面站则通过遥测数据接收机接收卫星发射的射频信号，并通过载波解调和副载波解调得到卫星下传的工程遥测数据。

如图1和图2所示，地面站在接收卫星发射的遥测信号时，首先恢复出载波信号，对载波信号进行解调，得到副载波调制信号，再通过副载波恢复，位同步，判决与解码得到卫星发射机下传的遥测数据。

我国现有的卫星地面站遥测数据接收机具有以下特点：

1.设备体积庞大、功能复杂，价格昂贵，不适合在测控应答机开发中对发射机和整星进行测试。

2.现有的遥测数据接收机采用硬件实现平台，即载波跟踪等是通过硬件实现，设备复杂、成本高。

3.设备一旦做好，只能满足一种载波和副载波频率以及调制方式的遥测数据的接收，难以改变，灵活性差，难以升级和改造。

4.在对遥测数据进行接收和测试时需要额外的仪器来观测遥测信号的质量。

发明内容

本发明提供了一种体积小、灵活性高的卫星地面站遥测数据接收机。

一种卫星地面站遥测数据接收机，包括：

一天线：接收卫星发射的射频信号；

一低噪声放大器：对射频信号进行放大；

一晶体振荡器：产生一基频频率固定的方波信号；

一锁相环：提取方波信号的基频信号，并对基频信号进行倍频得到本振信号；

一中频混频器：将放大后的射频信号与本振信号混频得到中频信号；

一模数转换装置：对中频信号进行采样，获得数字中频信号；

一计算机：显示数字中频信号，对数字中频信号进行载波跟踪与解调，副载波跟踪，位同步以及判决与解码，得到遥测数据并存储。

一标准计算机数据接口：连接模数转换装置与计算机，传输数字中频信号。标准计算机数据接口为PCI、PXI或USB接口。

低噪声放大器与中频混频器之间设有镜像滤波器，镜像滤波器根据本振信号的频率滤波除去射频信号的镜像干扰频率。

中频混频器与模数转换装置之间设有中频滤波器，中频滤波器对中频信号进行滤波以减小噪声。

中频滤波器与模数转换装置之间设有放大器，放大器对滤波后的中频信号进行放大。

放大器与模数转换装置之间设有自动增益控制装置，自动增益控制装置控制放大后的中频信号的幅度，使中频信号幅度稳定。

本发明卫星地面站遥测数据接收机采用了计算机，计算机在LabVIEW软件平台上，调用VC程序，模拟卫星地面站遥测数据接收装置的部分硬件，达到处理数字信号的目的，简化了设备，提高了设计灵活性，降低了制造成本。

计算机可实现数字信号的显示和存储，不需要另外的设备，同样节省了成本。

卫星的星上工作状态均通过遥测数据进行下发，因此可以通过调出保存的遥测数据进行分析，得到卫星的每个时刻的工作状态情况。同时本发明接收机可以显示接收到的信号，因此可以观测星上测控应答机发射机的工作稳定情况。

在LabVIEW软件平台上，通过调用不同的VC程序，可以接收和测试不同载波、副载波频点和调制方式下的遥测数据，灵活性提高。

附图说明

图1为遥测数据接收机解调遥测数据的原理框图；

图2为现有遥测数据接收机的结构示意图；

图3为本发明遥测数据接收机的结构示意图；

图4为本发明遥测数据接收机计算机运行软件结构框图。

具体实施方式

如图3所示，一种卫星地面站遥测数据接收机，包括：

一天线：接收卫星发射的射频信号；

一低噪声放大器：将射频信号放大；

一晶体振荡器：产生一基频频率固定的方波信号；