專利名稱：衛(wèi)星通信便攜站小型化結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的一種技術(shù)方案。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星通信便攜站具有較強(qiáng)的組網(wǎng)和話音通信能力，是衛(wèi)星通信中的一種重要裝 備。便攜站適用性強(qiáng)，可用于眾多軍事領(lǐng)域，能滿足平時和戰(zhàn)時的戰(zhàn)略軍事通信需求，為大 地域范圍內(nèi)的機(jī)動作戰(zhàn)通信指揮提供了較好的通信保障。但隨著的時代的發(fā)展，新時期的 目標(biāo)也在轉(zhuǎn)變，這就對通信裝備一在體積、重量、可靠性和通信保障能力等方面提出了新的 要求。此外，與以前的設(shè)計條件相比，一些新技術(shù)以及新器件的出現(xiàn)也使得開發(fā)設(shè)計新裝備 成為可能，基于新的使用需求，我們設(shè)計了此方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明內(nèi)容就是提出一種衛(wèi)星通信便攜站小型化結(jié)構(gòu)，將便攜站裝備進(jìn)行小型化 和節(jié)能設(shè)計改造以提高其使用性能。本發(fā)明技術(shù)方案是1.天線設(shè)計時將結(jié)合通信設(shè)備進(jìn)行一體化、小型化設(shè)計。將天線主面口徑減小，天 線主面及支撐桿材料采用碳纖維復(fù)合材料制作2.射頻設(shè)備的收發(fā)信機(jī)一體化設(shè)計。收發(fā)信機(jī)電路中采用小型化的大規(guī)模集成電 路和小體積器件，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的部分功能可以共用。3.采用電路結(jié)構(gòu)最簡單的零中頻方案。采用一次變頻方式，直接在L波段實現(xiàn) 500MHz帶寬的調(diào)制解調(diào)，上變頻器將基帶信號一次性調(diào)制到L波段，下變頻器則把接收的 L波段射頻直接解調(diào)為基帶信號。中頻設(shè)備中的本振采用DDS+PLL，DDS的輸出作為PLL的 參考。DDS實現(xiàn)細(xì)頻率步進(jìn)，可以滿足校頻要求。PLL實現(xiàn)大頻率步進(jìn)，可以覆蓋500MHz帶 寬，采用大頻率步進(jìn)可以降低輸出相噪。4.在調(diào)制解調(diào)和接口的硬件設(shè)計中將利用最新的芯片技術(shù)和封裝技術(shù)以減小設(shè) 備的體積和功耗。5.采用合理的電源管理方案，在盡量減少電源模塊品種的同時增加對電源輸出的 控制，通過控制小型功率繼電器或相應(yīng)的電子開關(guān)來管理各通道的加電情況，對于需要多 路電壓供電且功耗較大的數(shù)字電路則考慮采用專用的電源管理芯片。6.采用高效電池以及節(jié)能的終端方案。本發(fā)明的有益效果是，本方案設(shè)計使衛(wèi)星通信便攜站的體積、重量、功耗減小一半 之多，供電時間延長一倍，單人開通時間縮短一半，增強(qiáng)了便攜站的實際使用性能。


圖1表示為衛(wèi)星便攜站結(jié)構(gòu)組成。設(shè)備單元都進(jìn)行了一體化的方案設(shè)計。圖2表示為衛(wèi)星便攜站電源管理設(shè)計方案。
具體實施例方式1.小型化設(shè)計方面1)天線改造。將天線主面口徑減小，天線主面及支撐桿材料采用碳纖維復(fù)合材料制作，它的突 出優(yōu)點是熱膨脹系數(shù)極小、精度高、重量輕、耐腐蝕、壽命長。2)射頻設(shè)備的收發(fā)信機(jī)一體化設(shè)計。把發(fā)射機(jī)和接收機(jī)合為一體，電路中采用小型化的大規(guī)模集成電路和小體積器 件，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的部分功能可以共用(雙工器)。3)在便攜站改造實施方案中將采用一次變頻方式。直接在L波段實現(xiàn)500MHz帶寬的調(diào)制解調(diào)，上變頻器將基帶信號一次性調(diào)制到 L波段，下變頻器則把接收的L波段射頻直接解調(diào)為基帶信號。中頻設(shè)備中的本振采用 DDS+PLL，DDS的輸出作為PLL的參考。DDS實現(xiàn)細(xì)頻率步進(jìn)，可以滿足校頻要求。PLL實現(xiàn) 大頻率步進(jìn)，可以覆蓋500MHz帶寬，采用大頻率步進(jìn)可以降低輸出相噪。這種設(shè)計方案的 優(yōu)點是去掉了兩次變頻，因此也就省去了兩個頻率源以及變頻和濾波電路。而且用射頻大 規(guī)模集成電路來實現(xiàn)變頻，電路均裝入屏蔽盒中，既能滿足性能指標(biāo)要求，也將射頻模擬電 路與基帶數(shù)字電路相互隔離，避免空間串?dāng)_，而且整個變頻器體積小，重量輕。在變頻器設(shè)計中采用的AD9835芯片是AD公司生產(chǎn)的性能很好的直接數(shù)字頻率 合成芯片。與傳統(tǒng)的芯片相比，不但具有一般芯片所具有的相位累加器，正弦值存儲表，還 在相位累加器前加了一級頻率累加器，后面集成了數(shù)模轉(zhuǎn)換器，可提供正交的I/Q兩路輸 出。在頻率累加器的作用下產(chǎn)生線性增加的瞬時頻率，經(jīng)相位累加器輸出信號的二次瞬時 相位，以此相位值尋址正弦值存儲表，得到與相位對應(yīng)的幅度量比值，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換得到連 續(xù)的階梯波，經(jīng)設(shè)計的濾波器濾除其中的高頻分量，將得到的信號送到PE3236倍頻電路。 PE3236芯片是Peregrine Semiconductor公司生產(chǎn)的一種高性能的整數(shù)分頻集成數(shù)字鎖 相環(huán)芯片。它由前置分頻器、計數(shù)器、頻率鑒相器和控制邏輯組成，計數(shù)器R和M分配給參 考頻率和前置分頻器，各自的值儲存在20b的寄存器中，兩級20b鎖存器能構(gòu)成“乒乓”計 數(shù)器。附加的計數(shù)器A被用在系數(shù)選擇邏輯中，頻率鑒相器產(chǎn)生控制信號，控制邏輯包含片 選接口，數(shù)據(jù)能通過串口總線、并口總線、管腳的硬布線3種方式寫入。有不同的操作和失 鎖檢測模式，它的可編程性和雙鎖存結(jié)構(gòu)使其更適于用在小數(shù)分頻器或Σ _△上。4)調(diào)制解調(diào)板改造。在調(diào)制解調(diào)板的硬件設(shè)計中將利用最新的芯片技術(shù)和封裝技術(shù)以減小設(shè)備的體 積和功耗，例如可以采用BGA封裝的DSP和FPGA芯片代替原有TQFP封裝的同功能芯片，采 用BGA封裝的Flash代替原有的PLCC封裝的ROM芯片。這些手段都可以在一定程度上減 小調(diào)制解調(diào)板的體積和功耗。將部分原來用硬件完成的工作軟件化，例如可以將原調(diào)制解 調(diào)板中用來完成維特比譯碼工作的占用較大體積的Q1900芯片用DSP或FPGA來實現(xiàn)以減 小調(diào)制解調(diào)板的體積與功耗。5)配套的設(shè)備如聲碼器、保密機(jī)和電池等都進(jìn)行小型化和一體化設(shè)計，減小整套 設(shè)備尺寸。2.節(jié)能化設(shè)計1)各個模塊單元的簡化設(shè)計，已經(jīng)從各個部件上減小了整機(jī)的功耗。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，采用新的DSP、FPGA、接口芯片，也進(jìn)一步了降低功耗。2)采用合理的電源管理方案，通過控制小型功率繼電器或相應(yīng)的電子開關(guān)來管理 各通道的加電情況。比如射頻設(shè)備采用與信道相對獨立的供電，對于功放電源還將考慮穩(wěn) 壓輸出，將設(shè)備的電源干擾降至最低并保證射頻信號的輸出品質(zhì)。3)盡量減少電源模塊品種的同時增加對電源輸出的控制，對于需要多路電壓供電 且功耗較大的數(shù)字電路(如DSP、FPGA等)則考慮采用專用的電源管理芯片(如TI公司的 TPS75003)。電源管理芯片是供電的控制中樞，實現(xiàn)多路電壓輸出并能控制電源的輸出及其 他行為(如保護(hù)、切換)。通過對輸出的控制，可以使電源的輸出滿足各種功能要求(如 恒壓限流)。
權(quán)利要求
衛(wèi)星通信便攜站小型化結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法，其特征是1)天線設(shè)計時將結(jié)合通信設(shè)備進(jìn)行一體化、小型化設(shè)計將天線主面口徑減小，天線主面及支撐桿材料采用碳纖維復(fù)合材料制作；2)射頻設(shè)備的收發(fā)信機(jī)一體化設(shè)計；收發(fā)信電路中采用小型化的大規(guī)模集成電路和小體積器件，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的雙工器共用；3)采用電路結(jié)構(gòu)零中頻方案；采用一次變頻方式，直接在L波段實現(xiàn)500MHz帶寬的調(diào)制解調(diào)，上變頻器將基帶信號一次性調(diào)制到L波段，下變頻器則把接收的L波段射頻直接解調(diào)為基帶信號。中頻設(shè)備中的本振采用DDS+PLL，DDS的輸出作為PLL的參考；DDS實現(xiàn)細(xì)頻率步進(jìn)，滿足校頻要求。PLL實現(xiàn)大頻率步進(jìn)，覆蓋500MHz帶寬，采用大頻率步進(jìn)降低輸出相噪；4)在調(diào)制解調(diào)和接口的硬件設(shè)計中將采用BGA封裝的DSP和FPGA芯片代替原有TQFP封裝的同功能芯片，采用BGA封裝的Flash代替原有的PLCC封裝的ROM芯片，減小設(shè)備的體積和功耗；5)采用合理的電源管理方案，控制小型功率繼電器或相應(yīng)的電子開關(guān)來管理各通道的加電情況，對于需要多路電壓供電且功耗較大的數(shù)字電路采用專用的電源管理芯片；6)采用高效電池。
全文摘要
衛(wèi)星通信便攜站小型化結(jié)構(gòu)的設(shè)置方法，1)將天線主面口徑減小，天線主面及支撐桿材料采用碳纖維復(fù)合材料制作；2)射頻設(shè)備的收發(fā)信機(jī)一體化設(shè)計；發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的雙工器共用；3)采用電路結(jié)構(gòu)零中頻方案；4)在調(diào)制解調(diào)和接口的硬件設(shè)計中將采用BGA封裝的DSP和FPGA芯片代替原有TQFP封裝的同功能芯片，采用BGA封裝的Flash代替原有的PLCC封裝的ROM芯片，減小設(shè)備的體積和功耗；5)采用合理的電源管理方案，控制小型功率繼電器或相應(yīng)的電子開關(guān)來管理各通道的加電情況，對于需要多路電壓供電且功耗較大的數(shù)字電路采用專用的電源管理芯片；采用高效電池以及節(jié)能的終端方案。
文檔編號H04B1/40GK101902240SQ200810234270
公開日2010年12月1日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者魏武 申請人:熊貓電子集團(tuán)有限公司;南京熊貓電子股份有限公司;南京熊貓漢達(dá)科技有限公司