一种S频段自适应可变模式高速星间通信机的制作方法

一种s频段自适应可变模式高速星间通信机
技术领域
1.本发明属于空间通信技术领域，尤其涉及一种s频段自适应可变模式高速星间通信机。


背景技术：

2.随着卫星技术的快速发展，卫星星群组网成为了当今卫星领域发展的热点，在天文观测、对地侦查中有着广阔的应用前景。目前，国内外对于卫星组网的研究主要集中在卫星之间的星间链路研究。卫星通过星间链路相互联系、相互监视、有机地联合在一起，协同完成载荷任务、运行管理和故障检测及处理。星间链路不依赖于地面通信网的支持，可以避免信息传递回地面、减小二次业务的分配，不仅降低了星间通信系统的通信延时和资源开销，还可以提高整个卫星组网通信系统在战时的抗毁性和机动性。
3.在上述背景下，亟需一种s频段自适应可变模式高速星间通信机，根据信道质量能自适应切换工作模式，可有效提高星间数据传输效率，并且具有小型化、高可靠、低功耗和集成化的优点，从而为航天器星间通信提供了很好的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明的技术目的是提供一种s频段自适应可变模式高速星间通信机，以解决背景技术中提及的技术问题。
5.为解决上述问题，本发明的技术方案为：
6.一种s频段自适应可变模式高速星间通信机，包括：
7.数字处理模块、发射模块、接收模块、双工器和收发天线；
8.双工器分别与发射模块、接收模块以及收发天线电连接，数字处理模块分别与发射模块和接收模块电连接；
9.收发天线用于将下行接收信号依次经过双工器、接收模块后送至数字处理模块进行信号处理；数字处理模块用于将待发送的信号依次经过发射模块、双工器输出至收发天线后实现发射，双工器用于对下行接收信号和上行发射信号进行隔离。
10.具体地，数字处理模块包括编码器、调制器、编码调制选择器、解调器和解码器；
11.其中，编码调制选择器用于根据来自接收模块的信道估计信息自适应选择编码调制方案，根据编码调制方案选择结果，将待发送的信号依次通过编码器、调制器进行编码、调制形成第一数字调制信号输送至发射模块；
12.解调器用于接收来自接收模块的第二数字调制信号进行解调后送入解码器进行解码，得到接收后的信号。
13.具体地，发射模块包括数模转换器、第一混频器、第一中频滤波放大电路、第二混频器、第一射频滤波放大电路和功率放大器；
14.其中，数模转换器用于接收第一数字调制信号转换为模拟信号输入至第一混频器，第一混频器用于接收第一中频本振信号对数模转换后的信号进行第一次上变频，第一
中频滤波放大电路用于对上变频的信号进行滤波及放大，第二混频器用于接收第一射频本振信号对滤波及放大后的信号进行第二次上变频，第一射频滤波放大电路用于对第二次上变频的信号进行滤波及放大，功率放大器用于接收来自第一射频滤波放大电路的信号进行末级放大。
15.具体地，接收模块包括第二射频滤波放大电路、第三混频器、第二中频滤波放大电路、自动增益放大器和模数转换器；
16.其中，第二射频滤波放大电路用于接收下行接收信号进行滤波及放大，第三混频器用于接收第二射频本振信号对滤波及放大后的下行接收信号进行下变频，第二中频滤波放大电路用于对下变频后的信号进行滤波及放大，自动增益放大器用于接收第二中频滤波放大电路输出的信号并控制自动增益，模数转换器用于接收增益后的信号转换为第二数字调制信号。
17.其中，双工器对下行接收信号和上行发射信号的隔离度大于80db。
18.其中，第一本振中频信号、第一射频本振信号、第二射频本振信号均由温补晶振产生。
19.其中，编码调制选择器根据信道估计信息自适应确定编码调制的方案，在信道条件良好的情况下，自适应选择ldpc码和8psk调制结合的编码调制方式，在信道条件较差的情况下，自适应选择turbo码和bpsk调制结合的编码调制方式。
20.其中，解调器和解码器分别具有自适应解调、解码功能。
21.较优地，还设有电源模块，用于为数字处理模块、发射模块以及接收模块提供电力支持。
22.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
23.1.信道条件良好时，自适应选择ldpc码和8psk调制，提高频谱利用率，信道状况较差时，自适应选择turbo码和bpsk调制，保证通信的可靠稳定。s频段自适应可变模式高速星间通信机能够很好的兼顾通信的可靠性和有效性。
24.2.s频段自适应可变模式高速星间通信机，具有小型化、高可靠、低功耗和集成化的优点。
附图说明
25.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
26.图1为本发明的一种s频段自适应可变模式高速星间通信机示意图。
27.附图标记说明
28.1：数字处理模块；101：编码器；102：调制器；103：编码调制选择器；104：解调器；105：解码器；2：发射模块；201：数模转换器；202：第一混频器；203：第一中频滤波放大电路；204：第二混频器；205：第一射频滤波放大电路；206：功率放大器；3：接收模块；301：第二射频滤波放大电路；302：第三混频器；303：第二中频滤波放大电路；304：自动增益放大器；305：模数转换器；4：电源模块；5：双工器；6：收发天线。
具体实施方式
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
30.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
31.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种s频段自适应可变模式高速星间通信机作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
32.实施例
33.参看图1，本实施例提供了一种s频段自适应可变模式高速星间通信机，其主要包括：数字处理模块1、发射模块2、接收模块3、双工器5、收发天线6以及电源模块4。双工器5分别与发射模块2、接收模块3以及收发天线6电连接，数字处理模块1则分别与发射模块2和接收模块3电连接。电源模块4则分别为数字处理模块1、发射模块2以及接收模块3进行供电。
34.收发天线6从外部接收下行接收信号，并将下行接收信号依次经过双工器5、接收模块3后送至数字处理模块1进行信号处理。数字处理模块1可将待发送的信号依次经过发射模块2、双工器5输出至收发天线6后实现发射。双工器5可对下行接收信号和上行发射信号进行隔离，其隔离度大于80db。
35.在本实施例中，接收模块3和发射模块2可分时或同时工作，共用收发天线6，下行接收信号和上行发射信号的频点均为s频段。
36.参看图1，在本实施例中，数字处理模块1包括编码器101、调制器102、编码调制选择器103、解调器104和解码器105。其中，编码调制选择器103根据来自接收模块3的信道估计信息自适应选择编码调制方案，根据编码调制方案选择结果，将待发送的信号依次通过编码器101、调制器102进行编码、调制形成第一数字调制信号，然后输送至发射模块2。解调器104则接收来自接收模块3的第二数字调制信号进行解调后送入解码器105进行解码，得到接收后的信号。解调器104和解码器105分别具有自适应解调、解码功能。
37.此外，编码调制选择器103根据信道估计信息自适应确定编码调制的方案，在信道条件良好的情况下，自适应选择ldpc码和8psk调制结合的编码调制方式，在信道条件较差的情况下，自适应选择turbo码和bpsk调制结合的编码调制方式。
38.参看图1，在本实施例中，发射模块2包括依次电连接的数模转换器201、第一混频器202、第一中频滤波放大电路203、第二混频器204、第一射频滤波放大电路205和功率放大器206。第一数字调制信号经数模转换器201接收后转换为模拟信号，而后输入至第一混频器202。第一混频器202接收模拟信号以及第一中频本振信号，从而对模拟信号进行第一次上变频，后经过第一中频滤波放大电路203进行滤波及放大。再通过第二混频器204，在第二混频器204内与第一射频本振信号混频进行第二次上变频，后经第一射频滤波放大电路205进行滤波及放大。最后，功率放大器206接收来自第一射频滤波放大电路205的信号完成末级放大。
39.参看图1，在本实施例中，接收模块3包括依次电连接的第二射频滤波放大电路301、第三混频器302、第二中频滤波放大电路303、自动增益放大器304和模数转换器305。下行接收信号经过第二射频滤波放大电路301进行滤波及放大后，由第三混频器302接收，在第三混频器302中将滤波及放大后的下行接收信号与第二射频本振信号混频实现下变频。后经第二中频滤波放大电路303进行滤波、放大。然后信号经能控制自动增益的自动增益放大器304实现信号增益。最后，通过模数转换器305转换为第二数字调制信号输入至解调器104。
40.上述第一本振中频信号、第一射频本振信号、第二射频本振信号均由温补晶振产生。
41.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种s频段自适应可变模式高速星间通信机，其特征在于，包括：数字处理模块、发射模块、接收模块、双工器和收发天线；所述双工器分别与所述发射模块、所述接收模块以及所述收发天线电连接，所述数字处理模块分别与所述发射模块和所述接收模块电连接；所述收发天线用于将下行接收信号依次经过所述双工器、所述接收模块后送至所述数字处理模块进行信号处理；所述数字处理模块用于将待发送的信号依次经过所述发射模块、所述双工器输出至所述收发天线后实现发射，所述双工器用于对下行接收信号和上行发射信号进行隔离。2.根据权利要求1所述的s频段自适应可变模式高速星间通信机，其特征在于，所述数字处理模块包括编码器、调制器、编码调制选择器、解调器和解码器；其中，所述编码调制选择器用于根据来自所述接收模块的信道估计信息自适应选择编码调制方案，根据编码调制方案选择结果，将待发送的信号依次通过所述编码器、所述调制器进行编码、调制形成第一数字调制信号输送至所述发射模块；所述解调器用于接收来自所述接收模块的第二数字调制信号进行解调后送入所述解码器进行解码，得到接收后的信号。3.根据权利要求1所述的s频段自适应可变模式高速星间通信机，其特征在于，所述发射模块包括数模转换器、第一混频器、第一中频滤波放大电路、第二混频器、第一射频滤波放大电路和功率放大器；其中，所述数模转换器用于接收第一数字调制信号转换为模拟信号输入至所述第一混频器，所述第一混频器用于接收第一中频本振信号对数模转换后的信号进行第一次上变频，所述第一中频滤波放大电路用于对上变频的信号进行滤波及放大，所述第二混频器用于接收第一射频本振信号对滤波及放大后的信号进行第二次上变频，所述第一射频滤波放大电路用于对第二次上变频的信号进行滤波及放大，所述功率放大器用于接收来自所述第一射频滤波放大电路的信号进行末级放大。4.根据权利要求3所述的s频段自适应可变模式高速星间通信机，其特征在于，所述接收模块包括第二射频滤波放大电路、第三混频器、第二中频滤波放大电路、自动增益放大器和模数转换器；其中，所述第二射频滤波放大电路用于接收下行接收信号进行滤波及放大，所述第三混频器用于接收第二射频本振信号对滤波及放大后的下行接收信号进行下变频，所述第二中频滤波放大电路用于对下变频后的信号进行滤波及放大，所述自动增益放大器用于接收所述第二中频滤波放大电路输出的信号并控制自动增益，所述模数转换器用于接收增益后的信号转换为第二数字调制信号。5.根据权利要求1所述的s频段自适应可变模式高速星间通信机，其特征在于，所述双工器对下行接收信号和上行发射信号的隔离度大于80db。6.根据权利要求3和4所述的s频段自适应可变模式高速星间通信机，其特征在于，第一本振中频信号、第一射频本振信号、第二射频本振信号均由温补晶振产生。7.根据权利要求2所述的s频段自适应可变模式高速星间通信机，其特征在于，所述编码调制选择器根据信道估计信息自适应确定编码调制的方案，在信道条件良好的情况下，自适应选择ldpc码和8psk调制结合的编码调制方式，在信道条件较差的情况下，自适应选
择turbo码和bpsk调制结合的编码调制方式。8.根据权利要求2所述的s频段自适应可变模式高速星间通信机，其特征在于，所述解调器和所述解码器分别具有自适应解调、解码功能。9.根据权利要求1所述的s频段自适应可变模式高速星间通信机，其特征在于，还设有电源模块，用于为所述数字处理模块、所述发射模块以及所述接收模块提供电力支持。

技术总结
本发明公开了一种S频段自适应可变模式高速星间通信机，双工器分别与发射模块、接收模块以及收发天线电连接，数字处理模块分别与发射模块和接收模块电连接；收发天线用于将下行接收信号依次经过双工器、接收模块后送至数字处理模块进行信号处理；数字处理模块用于将待发送的信号依次经过发射模块、双工器输出至收发天线后实现发射，双工器用于对下行接收信号和上行发射信号进行隔离。本发明在信道条件良好时，自适应选择LDPC码和8PSK调制，提高频谱利用率，信道状况较差时，自适应选择Turbo码和BPSK调制，保证通信的可靠稳定，能够很好的兼顾通信的可靠性和有效性，具有小型化、高可靠、低功耗和集成化的优点。低功耗和集成化的优点。低功耗和集成化的优点。


技术研发人员：王彦革 张康雷 武加纯 张志春 张博
受保护的技术使用者：上海航天测控通信研究所
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/21