[发明专利]一种基于星载DBF的多通道VDES收发预处理系统

说明书

本发明提供了一种基于星载DBF的多通道VDES收发预处理系统，包括DBF发射端预处理子系统和DBF接收端预处理子系统，k路并行数据复用输入，由级联滤波器进行特定倍数内插或抽取，按照发射端和接收端的频点要求经过数字上变频或下变频后解复用输出，由星上调度单元控制AIS、ASM和VDE信号的收发。通过多路复用技术交织多通道数据，改进发射端和接收端FIR滤波器和CIC滤波器的级联方式，控制滤波器内插与抽取的倍数，减少上变频或下变频时乘法器的使用量，减少系统运算开销，减少FPGA硬件资源占用，同时也降低了设备的研制和生产成本。

技术领域

本发明涉及卫星载荷数据处理领域，具体涉及一种基于星载DBF的多通道VDES收发预处理系统。

背景技术

星载VDES系统集成了船舶自动识别系统(AIS)、特殊应用报文(ASM)和宽带甚高频数据交换(VDE)能够实现卫星与船舶之间的远程双向数据交换。数字波束形成(DBF)技术由于其高增益和宽覆盖的优点，广泛应用于星载VDES系统中，是卫星有效载荷的重要组成部分。DBF技术将射频回波信号无失真变成中频信号，在转换成数字信号，其核心是有效提取有用信号并抑制噪声和干扰。近年来随着卫星载荷技术的精细化发展，对信号提取的要求越来越高，DBF模块的运算开销越来越大，这也导致硬件平台的负担越来越大，硬件资源严重不足，已经无法满足星载有效载荷大容量和终端小型化的需求。

传统DBF数据预处理通常都是采用并行结构，优先设计一个单通道数据处理单元，再通过复制来处理多个通道数据，每个通道中滤波器的参数配置完全一样，上变频或下变频所使用的乘法器由通道数决定。这种并行结构简单易实现，方便调试与移植，但是存在严重占用硬件资源的问题，这就限制了DBF数据预处理所能容纳的最大通道数，提高了单机研制成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于星载DBF的多通道VDES收发预处理系统。本发明的技术方案如下：

一种基于星载DBF的多通道VDES收发预处理系统，包括：DBF发射端预处理子系统和DBF接收端预处理子系统；

所述DBF发射端预处理子系统包括：

第一多通道复用输入模块、第一FIR滤波器、第一CIC滤波器、多路复用上变频模块、第一多通道解复用输出模块、DBF阵列天线发射端；

所述第一多通道复用输入模块，用于将k路并行VDE数据复用成一路信号，并将该信号输入所述第一FIR滤波器；k为正整数；

所述第一FIR滤波器，用于滤除前述输入信号的高频杂波，并将处理后的信号发送给所述第一CIC滤波器；

所述第一CIC滤波器，用于从前述输入信号中提取出基带信号，并将该基带信号发送给所述多路复用上变频模块；

所述多路复用上变频模块，用于对前述基带信号进行上变频，将频谱搬移到高频载波；并将处理后的信号发送给所述第一多通道解复用输出模块；

所述第一多通道解复用输出模块，用于将前述输入信号解复用成k路信号送给DBF阵列天线发射端；

所述DBF接收端预处理子系统，包括：

DBF阵列天线接收端、星上调度单元、第二多通道复用输入模块、二次混频复用模块、多路复用下变频模块、第二FIR滤波器、第二CIC滤波器、第二多通道解复用输出模块；

所述星上调度单元，用于协调DBF阵列天线接收端接收包含AIS1频点、AIS2频点、ASM1频点、ASM2频点、LAIS1频点、LAIS2频点和VDE频点的7*k路并行数据；并将该7*k路并行数据发送给所述第二多通道复用输入模块；

所述第二多通道复用输入模块，用于将前述并行的k路VDE频点数据以及另外六个频点的k路数据分别复用成一路信号，并将复用后的七路并行频点数据发送给所述二次混频复用模块；