[发明专利]一种基于激光透明转发的星间非对称时差频差测量系统

权利要求书

1.一种基于激光透明转发的星间非对称时差频差测量系统，其特征在于，包括主星设备和多颗副星设备，其中：

多颗副星设备将接收到的宽带微波信号调制到光载波上，通过副星的激光终端发射，光信号通过自由空间信道传输到主星的激光终端完成接收，并在主星上完成光电转换还原出宽带微波信号；

所述副星设备包括第一接收阵列、宽带合成机、第一激光发射电子学单机以及第一激光终端，其中：

第一接收阵列完成宽带微波信号的接收；

宽带合成分机接收到的多个宽带微波信号合成一路送至第一激光发射电子学单机；

第一激光发射电子学单机完成宽带模拟信号调制、激光终端驱动控制、激光信号放大功能；

第一激光终端完成光信号收发、目标终端的搜索/捕获/跟踪；

宽带合成机包括多个合路器，第一激光发射电子学单机能够将微波信号调制为光信号送至激光终端，第一激光发射电子学单机包括粗跟踪驱动控制单元、精跟踪驱动控制单元、数字通信单元、主控单元以及二次电源，且能够驱动控制第一激光终端，所述第一激光终端包括粗跟踪机构、精跟踪机构、发射光学天线以及接收光学天线；

所述主星设备包括第二接收阵列、第二激光接收电子学单机、第二激光终端、多通道数字接收机以及高精度频率源，其中：

第二接收阵列完成宽带微波信号的接收；

第二激光接收电子学单机完成宽带微波信号解调后送至多通道数字接收机；

第二激光终端负责完成光信号收发、目标终端的搜索/捕获/跟踪；

多通道数字接收机完成多路微波信号的滤波、放大、变频、非对称时差频差测量；

高精度频率源提供基准频率；

第二激光终端包括粗跟踪机构、精跟踪机构、发射光学天线以及接收光学天线，发射光学天线与接收光学天线均与转动机构一体化设计，且能够根据星间相对位置关系设计激光终端转动范围；第二激光接收电子学单机包括粗跟踪驱动控制单元、精跟踪驱动控制单元、数字通信单元、主控单元以及二次电源，且能够驱动控制第二激光终端，所述多通道数字接收机能够完成预选滤波、变频放大、中频采样、基于互模糊函数的时差频差估计、无源定位处理，多通道数字接收机包括微波模块、变频模块、数字模块以及二次电源。

2.根据权利要求1所述的基于激光透明转发的星间非对称时差频差测量系统，其特征在于，激光透明转发链路的信号光选择1550nm波段，信标光选择800nm-900nm波段，在激光波长上进行隔离设置。

3.根据权利要求1所述的基于激光透明转发的星间非对称时差频差测量系统，其特征在于，主星设备和多颗副星设备采用基于互模糊函数的时差频差联合估计方法。

4.根据权利要求3所述的基于激光透明转发的星间非对称时差频差测量系统，其特征在于，两个副星收到的信号的互模糊函数定义为，其中：和分别表示两星收到的信号，为和的时差，为与的频差，为信号积累时间，表示共轭，将不同的值代入，对二维矩阵的峰值进行搜索，峰值处的等于和间的时差与频差估计值。

5.根据权利要求1所述的基于激光透明转发的星间非对称时差频差测量系统，其特征在于，两个副星的信号的信噪比差异大于6dB。

6.根据权利要求1所述的基于激光透明转发的星间非对称时差频差测量系统，其特征在于，副星设备的天线增益需求能够低于主星设备的天线增益需求6dB。

7.根据权利要求3所述的基于激光透明转发的星间非对称时差频差测量系统，其特征在于，第一接收阵列尺寸为第二接收阵列的尺寸的1/4。