[实用新型]一种星载混合多波束成型系统

说明书

本实用新型提出了一种星载混合多波束成型系统，包括与射频前端/信道模拟器通信连接的中频信号处理模块，所述中频信号处理模块与波束成型及基带处理模块连接，所述波束成型及基带处理模块与协议和网络处理模块连接。所述波束成型及基带处理模块为一SCA平台，该SCA平台包括4片对称结构的FPGA，每片FPGA相互间高速互联，协同运算。本实用新型提出的星载混合多波束成型系统可广泛地应用于低轨卫星通信系统星间切换、组网路由、移动性管理、空口体制、波束切换的仿真和验证场景。

技术领域

本实用新型涉及低地球轨道卫星多波束成型技术领域，具体涉及一种星载混合多波束成型系统。

背景技术

全球低轨卫星通信与空间互联网系统是当前太空竞争的焦点领域，且低轨卫星互联网系统与地面5G的融合是构建天地一体化全球全域新型空间基础设施的方向。同时，由于低频段逐渐饱和、高频率对应高速率、小波束更有利于提高系统功率和频率复用等现实原因，当前低轨卫星通信领域使用的频率逐渐向KA、Q/V高频段发展。与低频信号相比，高频段毫米波信号在传播过程中损耗大，需要通过波束成型产生的定向增益来补偿过高的路径损耗，波束成型是实现毫米波通信的关键环节。在波束成型方法上，数字波束成型存在功耗和成本要求过高、模拟波束成型存在不支持多用户传输的问题，混合波束成型是两者的折中，兼顾两者的优点。由于低轨卫星系统的通信体制和关键技术快速迭代优化的特征，仿真验证中采用可重构、可扩展、模块化、多频段、高吞吐量接口设计、支持各种射频前端的混合多波束成型平台显得至关重要。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种星载混合多波束成型系统。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种星载混合多波束成型系统，包括与射频前端/信道模拟器通信连接的中频信号处理模块，所述中频信号处理模块与波束成型及基带处理模块连接，所述波束成型及基带处理模块连接协议和网络处理模块。

协议和网络处理模块实现对本系统各部分的监控、复杂的协议层处理及与馈电链路和星间链路的网络通信。该星载混合多波束成型系统在上行方向对星载射频前端的模拟信号进行波束成型并解出IP数据包送至馈电和星间链路，在下行方向对馈电和星间链路的IP数据包进行解包通过波束成型送至射频前端，进行低轨卫星星座系统的技术验证。

该星载混合多波束成型系统的优选方案，所述波束成型及基带处理模块为一SCA平台，该SCA平台包括N片对称结构的FPGA，每片FPGA相互间高速互联，协同运算，所述N为正整数。

该星载混合多波束成型系统的优选方案，所述SCA平台包括4片对称结构的FPGA，分别为A、B、C、D四个板，其中，A板为波束合成模块，对上下行波束进行合成，B板和D板为基带信号处理模块，其对基带信号进行处理，所述C板为数据交互及测试模块，对波束数据汇集同协议和网络处理模块进行数据交互以及功能测试。

该星载混合多波束成型系统的优选方案，所述波束合成模块包括上下行波束合成模块、采样测试模块一、控制监测模块一、组包解包模块一、组包解包模块二；

所述中频信号处理模块与组包解包模块一通信连接，所述组包解包模块一与上下行波束合成模块通信连接，所述上下行波束合成模块与组包解包模块二通信连接，所述控制监测模块一与组包解包模块一、组包解包模块二、上下行波束合成模块通信连接，所述采样测试模块一采集系统运行过程中组包解包模块一、控制监测模块一的实时数据进行测试，所述采样测试模块一输出端连接组包解包模块二，所述组包解包模块二与基带信号处理模块通信连接。

该星载混合多波束成型系统的优选方案，所述基带信号处理模块包括基带处理模块、采样测试模块二、控制监测模块二、组包解包模块三、组包解包模块四；