專利名稱：一種無(wú)線通信模塊及使用該模塊的無(wú)線通信衛(wèi)星的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航天應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)線通信模塊及通信衛(wèi)星。
背景技術(shù)：
航天器星體內(nèi)部分系統(tǒng)間或部件間需要交互信息，分系統(tǒng)或部件間的有效、可靠 的通信對(duì)航天器安全可靠的運(yùn)行具有重要的作用。在目前使用的星體內(nèi)部通信體制中，部件間主要由電纜作為通信的載體完成信息 交互，由此產(chǎn)生了很多部件間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，總線型結(jié)構(gòu)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)等。目前星上主要采用 的是總線結(jié)構(gòu)，星上上位機(jī)管理其余所有下位機(jī)，主從結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及部件間復(fù)雜的接口，帶 來(lái)了很多問(wèn)題單一主機(jī)容錯(cuò)性不好，且計(jì)算速度慢，不能并行處理；電纜數(shù)量眾多，增加 了星上設(shè)計(jì)的尺寸 、重量，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮眾多電纜，增加了復(fù)雜度；接口電路設(shè)計(jì)復(fù)雜， 為防止部件及分系統(tǒng)間串電，需要依靠復(fù)雜的接地來(lái)保證，并且接地線干擾會(huì)帶來(lái)噪聲；測(cè) 試過(guò)程中測(cè)試設(shè)備與星上接口匹配及共地保護(hù)設(shè)計(jì)復(fù)雜等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差、安全性差、不利于測(cè)試的問(wèn)題， 提出一種無(wú)線通信模塊及使用該模塊的無(wú)線通信衛(wèi)星。一種無(wú)線通信模塊，它包括射頻模塊和微控制器，所述射頻模塊由射頻天線和射 頻芯片電路組成，射頻天線與射頻芯片電路的射頻信號(hào)發(fā)射/接收端相連，射頻模塊的基 帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端與微控制器的外部數(shù)據(jù)采集與控制信號(hào)端相連，微控制器的外部數(shù)據(jù) 采集與控制信號(hào)端為所述無(wú)線通信模塊的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端。使用上述無(wú)線通信模塊的無(wú)線通信衛(wèi)星，它包括電源、測(cè)控系統(tǒng)、星務(wù)管理系統(tǒng)、 姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)、有效荷載管理與控制系統(tǒng)和4個(gè)無(wú)線通信模塊，電源的電源輸出端與 測(cè)控系統(tǒng)、星務(wù)管理系統(tǒng)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)和有效荷載管理與控制系統(tǒng)的供電電源輸入 端相連，為測(cè)控系統(tǒng)、星務(wù)管理系統(tǒng)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)和有效荷載管理與控制系統(tǒng)提供工 作電源，所述測(cè)控系統(tǒng)的信號(hào)輸入/輸出端連接第一個(gè)無(wú)線通信模塊的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸 出端；星務(wù)管理系統(tǒng)的信號(hào)輸入/輸出端連接第二個(gè)無(wú)線通信模塊的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出 端；姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入/輸出端連接第三個(gè)無(wú)線通信模塊的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸 出端；有效荷載管理與控制系統(tǒng)的基帶信號(hào)輸入/輸出端連接第四個(gè)無(wú)線通信模塊的數(shù)據(jù) 輸入/輸出端；所述4個(gè)無(wú)線通信模塊組成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的無(wú)線通信衛(wèi)星采用無(wú)線進(jìn)行衛(wèi)星平臺(tái)間及平臺(tái)與載荷間的數(shù)據(jù)交互，采 用了安裝在衛(wèi)星內(nèi)部的射頻芯片來(lái)完成衛(wèi)星分系統(tǒng)間的信息交互，從星務(wù)管理、衛(wèi)星構(gòu)型、 遙測(cè)遙控及姿態(tài)控制上都突破了有線衛(wèi)星的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了一種基于無(wú)線體制的全 新的衛(wèi)星。本發(fā)明的裝置內(nèi)部電纜連接除電源連接外沒(méi)有其他電纜連接。適用于可靠性高、 安全性高的衛(wèi)星通訊領(lǐng)域。


圖1為無(wú)線通信模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為無(wú)線通信模塊的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為使用無(wú)線通信模塊的無(wú)線通信衛(wèi)星結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為帶有屏蔽結(jié)構(gòu)15、高頻 電纜16和艙段17的無(wú)線通信衛(wèi)星結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為具體實(shí)施方式
五的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，一種無(wú)線通信模塊，它包括射頻模塊 1和微控制器2，所述射頻模塊1由射頻天線1-1和射頻芯片電路1-2組成，射頻天線1-1 與射頻芯片電路1-2的射頻信號(hào)發(fā)射/接收端相連，射頻模塊1的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端 與微控制器2的外部數(shù)據(jù)采集與控制信號(hào)端相連，微控制器2的外部數(shù)據(jù)采集與控制信號(hào) 端為所述無(wú)線通信模塊的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端。無(wú)線通信模塊由射頻模塊1和微控制器2構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、信息處理及無(wú)線 通信等功能。
具體實(shí)施方式
二、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一的 不同之處在于射頻芯片電路1-2為RFIC集成射頻電路，微控制器2為FPGA微處理器或者 ASIC微處理器。
具體實(shí)施方式
三、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一的 不同之處在于射頻天線1-1為泄漏電纜或者微帶天線或者共形天線。
具體實(shí)施方式
四、結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一的 不同之處在于，它還包括一個(gè)射頻模塊1，所述一個(gè)射頻模塊1的信號(hào)端與微控制器2的射 頻信號(hào)發(fā)射端相連，另一個(gè)射頻模塊1的信號(hào)端與微控制器2的射頻信號(hào)接收端相連。射頻模塊1選用nRF2401射頻收發(fā)芯片電路，微控制器2為C8051F040。每一個(gè)nRF2401射頻收發(fā)芯片均可以進(jìn)行收發(fā)，但為半雙工狀態(tài)。工作過(guò)程中，必 須保證有一個(gè)nRF2401射頻收發(fā)芯片處于接收態(tài)。通過(guò)設(shè)置nRF2401射頻收發(fā)芯片，可以 使其中的一個(gè)riRF2401射頻收發(fā)芯片工作在發(fā)送狀態(tài)，而另一個(gè)riRF2401射頻收發(fā)芯片工 作在接收狀態(tài)，在發(fā)送的同時(shí)可以進(jìn)行接收，將接收幀與發(fā)送幀進(jìn)行比較后，即可了解發(fā)送 幀是否出現(xiàn)碰撞。所有部件的發(fā)送和接收地址配置將相同，保證接收到所有通信幀，目的地 址和源地址在數(shù)據(jù)區(qū)中進(jìn)行濾波。
具體實(shí)施方式
五、結(jié)合圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、 三或四的不同之處在于它還包括高頻電纜16，所述高頻電纜16串聯(lián)在射頻天線1-1和射頻 芯片電路1-2的射頻信號(hào)發(fā)射/接收端之間。高頻電纜16起到延長(zhǎng)射頻天線1-1的作用。
具體實(shí)施方式
六、結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，使用具體實(shí)施方式
一至四任意實(shí)施 方式所述的無(wú)線通信模塊的無(wú)線通信衛(wèi)星，它包括電源10、測(cè)控系統(tǒng)11、星務(wù)管理系統(tǒng)12、 姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)13、有效荷載管理與控制系統(tǒng)14和4個(gè)無(wú)線通信模塊K，電源10的電源 輸出端與測(cè)控系統(tǒng)11、星務(wù)管理系統(tǒng)12、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)13和有效荷載管理與控制系統(tǒng) 14的供電電源輸入端相連，為測(cè)控系統(tǒng)11、星務(wù)管理系統(tǒng)12、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)13和有效 荷載管理與控制系統(tǒng)14提供工作電源，所述測(cè)控系統(tǒng)11的信號(hào)輸入/輸出端連接第一個(gè)無(wú)線通信模塊K的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端；星務(wù)管理系統(tǒng)12的信號(hào)輸入/輸出端連接第二 個(gè)無(wú)線通信模塊K的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端；姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)13的信號(hào)輸入/輸出端連 接第三個(gè)無(wú)線通信模塊K的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端；有效荷載管理與控制系統(tǒng)14的信號(hào)輸 入/輸出端連接第四個(gè)無(wú)線通信模塊K的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端；所述4個(gè)無(wú)線通信模塊 K組成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線通信衛(wèi)星的設(shè)計(jì)可以從體系結(jié)構(gòu)上對(duì)于傳統(tǒng)的衛(wèi)星有了全新的突破，除了電 源電纜外，衛(wèi)星系統(tǒng)沒(méi)有其它電纜連接，是一種基于無(wú)線通信的新型體制衛(wèi)星，本發(fā)明實(shí)現(xiàn) 方法為在無(wú)線通信衛(wèi)星中，每個(gè)分系統(tǒng)均具有無(wú)線通信的功能，是無(wú)線通信衛(wèi)星的基本 單元，分系統(tǒng)間通過(guò)無(wú)線信道進(jìn)行通信，采用無(wú)線通信協(xié)議，新型管理方式及分布式計(jì)算方 法，并改進(jìn)構(gòu)型及測(cè)試方法，從而完成無(wú)線通信衛(wèi)星體系結(jié)構(gòu)上的改變。可以根本上剔除現(xiàn) 有的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差、安全性差、不利于測(cè)試的問(wèn)題，因此具有重要的實(shí)用價(jià)值。測(cè)控系統(tǒng)11是星地通信的通道，負(fù)責(zé)接收地面的指令并將星上的遙測(cè)信息發(fā)送 至地面；星務(wù)管理系統(tǒng)12負(fù)責(zé)整星的任務(wù)調(diào)度，管理平臺(tái)各分系統(tǒng)的工作時(shí)序；姿態(tài)軌道 控制系統(tǒng)13負(fù)責(zé)整星的姿態(tài)和軌道，使整星需要充電時(shí)帆板對(duì)日，執(zhí)行任務(wù)時(shí)載荷對(duì)地， 完成正確的姿態(tài)和軌道的控制；電源10分系統(tǒng)負(fù)責(zé)為整星供電；有效荷載管理與控制系統(tǒng) 14負(fù)責(zé)執(zhí)行衛(wèi)星在軌的任務(wù)。1)測(cè)控系統(tǒng)11:
無(wú)線通信衛(wèi)星的測(cè)控系統(tǒng)11可以采用傳統(tǒng)的USB測(cè)控體制，也可以采用擴(kuò)頻測(cè)控體 制，其主要功能是進(jìn)行星地遙測(cè)、遙控與定軌測(cè)量。無(wú)線通信衛(wèi)星的特點(diǎn)決定了測(cè)控系統(tǒng)的 特點(diǎn)，在遙控過(guò)程中，直接指令由測(cè)控系統(tǒng)直接執(zhí)行，主要?jiǎng)幼魇强刂品窒到y(tǒng)或部件的加電 及斷電控制，與傳統(tǒng)的直接指令相同；間接指令的執(zhí)行與傳統(tǒng)衛(wèi)星的控制差別較大，無(wú)線通 信衛(wèi)星的間接指令由測(cè)控系統(tǒng)直接在星內(nèi)廣播，不需要經(jīng)過(guò)星務(wù)管理系統(tǒng)，可以由所控制 分系統(tǒng)或部件直接接收解釋測(cè)控系統(tǒng)分發(fā)的間接指令。遙測(cè)參數(shù)由各個(gè)分系統(tǒng)或部件直接 發(fā)送到測(cè)控終端，由測(cè)控終端重新組幀后下傳。2)星務(wù)管理系統(tǒng)12:
無(wú)線通信衛(wèi)星的星務(wù)管理系統(tǒng)12是一個(gè)虛擬系統(tǒng)，可以通過(guò)嵌入在各分系統(tǒng)或部件 中的處理器完成控制管理功能。設(shè)計(jì)成分布式管理系統(tǒng)，需要通過(guò)各個(gè)分系統(tǒng)或部件完成控制管理功能，此時(shí)，需 要GPS接收機(jī)廣播時(shí)間信號(hào)來(lái)對(duì)各個(gè)分系統(tǒng)或部件進(jìn)行時(shí)間管理，各個(gè)分系統(tǒng)或部件按照 一定的時(shí)序向目的部件發(fā)送數(shù)據(jù)幀，不需要星載計(jì)算機(jī)對(duì)分系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間管理；當(dāng)GSP故 障時(shí)，由地面指定部件的自身時(shí)間作為時(shí)間基準(zhǔn)。對(duì)于設(shè)備管理，每個(gè)分系統(tǒng)或部件記錄自 身身份識(shí)別和入網(wǎng)時(shí)間，當(dāng)身份沖突時(shí)，入網(wǎng)較早的分系統(tǒng)或部件身份標(biāo)識(shí)保持不變，新加 入的分系統(tǒng)或部件改變自身的身份標(biāo)識(shí)后重新入網(wǎng)，部件間通信可以采用令牌環(huán)的方式或 防碰撞協(xié)議進(jìn)行通信。3)姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)13
無(wú)線通信衛(wèi)星的姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)13是一種獨(dú)立自主的控制系統(tǒng)，由于測(cè)量部件可 以自動(dòng)的采集數(shù)據(jù)并采用無(wú)線的方式發(fā)送，因此各執(zhí)行部件可以同時(shí)接收測(cè)量信息及控制 信息進(jìn)行姿態(tài)控制，并為聯(lián)合并行處理、系統(tǒng)容錯(cuò)處理提供了理想的控制平臺(tái)?？梢圆捎脽o(wú)姿軌控計(jì)算機(jī)的方式，測(cè)量部件與執(zhí)行部件間直接進(jìn)行信息的交互，采用分布式的姿軌控算法的計(jì)算，每個(gè)測(cè)量部件和執(zhí)行部件都采集所有姿軌控部件的信息，完成姿軌控算法的一部分，同時(shí)進(jìn)行姿軌控運(yùn)算，并將計(jì)算過(guò)程信息反饋出來(lái)，在控制 過(guò)程中根據(jù)不同部件計(jì)算結(jié)果對(duì)算法的過(guò)程進(jìn)行修正，提高了運(yùn)算速度并隨時(shí)控制計(jì)算過(guò) 程及中間結(jié)果，以達(dá)到并行處理和容錯(cuò)的目的。4)有效荷載管理與控制系統(tǒng)14
無(wú)線通信衛(wèi)星效荷載管理與控制系統(tǒng)14是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，由于無(wú)線通信衛(wèi)星的特 點(diǎn)，衛(wèi)星平臺(tái)與有效載荷僅存在機(jī)械接口及無(wú)線接口，因此有效載荷可以實(shí)現(xiàn)加電即用的 應(yīng)用目標(biāo)，測(cè)試工作可以獨(dú)立完成，具有最簡(jiǎn)化的應(yīng)用界面。無(wú)線通信衛(wèi)星中通信協(xié)議是分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合工作的基礎(chǔ)，作為測(cè)量部件需要輸出 測(cè)量數(shù)據(jù)及狀態(tài)，作為執(zhí)行部件需要接收指令參數(shù)及輸出部件狀態(tài)。無(wú)線通信衛(wèi)星內(nèi)部通信協(xié)議包括如下幾方面的內(nèi)容
(1)鏈路層實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的接收與發(fā)送，基本的通信檢查及糾錯(cuò)處理；
(2)應(yīng)用層基本通信管理模塊，特殊應(yīng)用模塊，通用管理模塊。對(duì)于鏈路層協(xié)議，為了保證部件間有效可靠的通信，需要有基本通信檢查及糾錯(cuò) 檢錯(cuò)功能，在鏈路層的協(xié)議上保證數(shù)據(jù)的有效及可靠，基本內(nèi)容為
(1)鏈路層格式中含有ID信息，用來(lái)區(qū)別不同的部件及分系統(tǒng)，訪問(wèn)該部件時(shí)，采用 不同的ID ；
(2)鏈路層格式中含有校驗(yàn)信息或?qū)?shù)據(jù)編碼，用來(lái)判斷傳輸數(shù)據(jù)是否正確或直接 改正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，也可以發(fā)送請(qǐng)求重傳命令，請(qǐng)求發(fā)送方重傳；
(3)鏈路層格式中含有幀計(jì)數(shù)信息，用來(lái)防止數(shù)據(jù)幀的丟失，若接收方判斷接收幀不 連續(xù)，具有丟幀重傳機(jī)制。在無(wú)線通信衛(wèi)星中，每個(gè)分系統(tǒng)進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要進(jìn)行初始化過(guò)程，由各個(gè)已 入網(wǎng)的分系統(tǒng)對(duì)新入網(wǎng)的分系統(tǒng)或部件進(jìn)行設(shè)備管理，該過(guò)程由分系統(tǒng)自主啟動(dòng)，在收到 確認(rèn)信息后，分系統(tǒng)或部件即被認(rèn)可進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。多個(gè)無(wú)線通信模塊K組成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程如下流程圖見(jiàn)圖4 ；
測(cè)控系統(tǒng)11、星務(wù)管理系統(tǒng)12、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)13或有效荷載管理與控制系統(tǒng)14 加電或復(fù)位后，上述四個(gè)子系統(tǒng)中的一個(gè)或幾個(gè)向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)出問(wèn)候信息及臨時(shí)身份標(biāo)識(shí) 信息，申請(qǐng)加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，被允許加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分系統(tǒng)進(jìn)入等待狀態(tài)；
不被允許加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分系統(tǒng)向已經(jīng)進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)分系統(tǒng)發(fā)送問(wèn)候及臨時(shí) 身份標(biāo)識(shí)信息，并進(jìn)入等待狀態(tài)；
已經(jīng)進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)分系統(tǒng)將新申請(qǐng)加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分系統(tǒng)的身份標(biāo)識(shí)與自身 身份標(biāo)識(shí)進(jìn)行比較，如果相同則發(fā)出質(zhì)疑信息；
如果新申請(qǐng)加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)收到質(zhì)疑信息，表明該身份標(biāo)識(shí)已 經(jīng)被使用，更改臨時(shí)身份標(biāo)識(shí)，重新申請(qǐng)加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；
否則，該分系統(tǒng)使用該身份標(biāo)識(shí)進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成功，并在通信中使用該 身份標(biāo)識(shí)信息，斷電后該身份標(biāo)識(shí)信息不變；
當(dāng)所有分系統(tǒng)均加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成功之后，本無(wú)線通信衛(wèi)星的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組建成功。無(wú)線通信衛(wèi)星加電后，各系統(tǒng)協(xié)同工作，共同完成衛(wèi)星的各種功能，各分系統(tǒng)信息 交互的紐帶是無(wú)線通信信道，通信方式是分系統(tǒng)或單機(jī)部件實(shí)現(xiàn)聯(lián)合工作的基礎(chǔ)，作為測(cè)量部件需要輸出測(cè)量數(shù)據(jù)及狀態(tài)，作為執(zhí)行部件需要接收指令參數(shù)及輸出部件狀態(tài)。為了保證部件間有效可靠的通信，無(wú)線通信衛(wèi)星需要有基本通信檢查及糾錯(cuò)檢錯(cuò) 功能，基本內(nèi)容包括
(1)通信內(nèi)容中含有ID信息，用來(lái)區(qū)別不同的部件及分系統(tǒng)，不同分系統(tǒng)或部件訪 問(wèn)該部件時(shí)，采用不同的ID;
(2)通信內(nèi)容中含有校驗(yàn)信息或?qū)?shù)據(jù)編碼，用來(lái)判斷傳輸數(shù)據(jù)是否正確或直接改 正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，也可以發(fā)送請(qǐng)求重傳命令，請(qǐng)求發(fā)送方重傳；
(3)通信內(nèi)容中含有幀計(jì)數(shù)信息，用來(lái)防止數(shù)據(jù)幀的丟失，若接收方判斷接收幀不連 續(xù)，具有丟幀重傳機(jī)制，確保通信的可靠性。除星務(wù)管理系統(tǒng)12外，無(wú)線通信衛(wèi)星還包含設(shè)備管理，無(wú)線連接的特點(diǎn)使設(shè)備間 可在整星加電時(shí)加入無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)而不影響整星安全。在無(wú)線通信衛(wèi)星中，每個(gè)分系統(tǒng)或部件進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要進(jìn)行初始化過(guò)程，由 各個(gè)已入網(wǎng)的分系統(tǒng)或部件對(duì)新入網(wǎng)的分系統(tǒng)或部件進(jìn)行設(shè)備管理，該過(guò)程由分系統(tǒng)或部 件自主啟動(dòng)，在收到確認(rèn)信息后，分系統(tǒng)或部件即被認(rèn)可進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，分系統(tǒng)或部件 進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后，則可以按規(guī)定的周期進(jìn)行信息交互，或在管理系統(tǒng)的控制下進(jìn)行應(yīng) 答通信。
退出無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不需要額外的通信幀，既可以是正常退出無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也可 以是因?yàn)楣收隙顺鰺o(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。GPS接收機(jī)每秒廣播一包時(shí)間幀，各個(gè)分系統(tǒng)根據(jù)GPS時(shí)間來(lái)校正自身的應(yīng)答時(shí) 間，并記錄自身的入網(wǎng)GPS時(shí)間；若某部件或分系統(tǒng)在通信過(guò)程中接收到與自身身份標(biāo)識(shí) 相同身份標(biāo)識(shí)，則發(fā)出質(zhì)疑幀，質(zhì)疑幀中包括自身的身份標(biāo)識(shí)及入網(wǎng)時(shí)間信息，接收方將接 收到的質(zhì)疑幀中的入網(wǎng)信息與自身入網(wǎng)信息進(jìn)行比較，保持入網(wǎng)時(shí)間早的設(shè)備的身份標(biāo) 識(shí)，否則更換身份標(biāo)識(shí)后重新入網(wǎng)，以保證系統(tǒng)的安全性。在無(wú)線通信衛(wèi)星中，各分系統(tǒng)或部件自行對(duì)通信幀的有效性及正確性負(fù)責(zé)，對(duì)于 發(fā)送幀，發(fā)送者應(yīng)同時(shí)監(jiān)聽(tīng)接收，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)送與接收不一致，則應(yīng)隨機(jī)延時(shí)一段時(shí)間后再 發(fā)送，隨機(jī)延時(shí)時(shí)間最小為一個(gè)通信幀的延時(shí)，最大為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中分系統(tǒng)或部件個(gè)數(shù)乘一 個(gè)通信幀的延時(shí)。對(duì)于接收幀，應(yīng)計(jì)算接收幀的校驗(yàn)和，如果校驗(yàn)和正確，則認(rèn)為該幀正確， 可以使用該幀，如果不正確，則不用進(jìn)行任何處理。
具體實(shí)施方式
七、結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
六的 不同之處在于，所述無(wú)線通信衛(wèi)星還包括屏蔽結(jié)構(gòu)15，所述屏蔽結(jié)構(gòu)15使得測(cè)控系統(tǒng)11、 星務(wù)管理系統(tǒng)12、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)13和有效荷載管理與控制系統(tǒng)14各分系統(tǒng)之間相互 屏蔽，每個(gè)無(wú)線通信模塊K中射頻天線1-1和射頻芯片電路1-2的射頻信號(hào)發(fā)射/接收端 之間串聯(lián)有高頻電纜16，使得每個(gè)無(wú)線通信模塊K中的射頻天線1-1位于屏蔽結(jié)構(gòu)15之 外。
具體實(shí)施方式
八、結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
六的 不同之處在于它還包括屏蔽結(jié)構(gòu)15，所述屏蔽結(jié)構(gòu)15使得測(cè)控系統(tǒng)11、星務(wù)管理系統(tǒng)12、 姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)13和有效荷載管理與控制系統(tǒng)14各分系統(tǒng)之間相互屏蔽，所述屏蔽結(jié) 構(gòu)15上有孔或透波窗口，使得每個(gè)分系統(tǒng)中的無(wú)線通信模塊K的射頻天線1-1位于所述孔 或透波窗口處，實(shí)現(xiàn)電磁波的耦合。
具體實(shí)施方式
九、結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
六、七 或八的不同之處在于使用無(wú)線通信模塊的無(wú)線通信衛(wèi)星，它還包括艙段17，每個(gè)無(wú)線通信 模塊K中的射頻天線1-1位于艙段17內(nèi)。本發(fā)明的無(wú)線通信衛(wèi)星方便進(jìn)行單機(jī)測(cè)試，無(wú)線通信衛(wèi)星單機(jī)測(cè)試需要滿足內(nèi)部 通信協(xié)議的要求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行單機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)。由于在整星階段與單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)接近， 因此可以縮短整星的測(cè)試與試驗(yàn)周期，甚至可以實(shí)現(xiàn)免測(cè)試應(yīng)用要求。本發(fā)明的無(wú)線通信衛(wèi)星方便進(jìn)行總裝，無(wú)線通信衛(wèi)星總裝相對(duì)簡(jiǎn)單，由于僅存在 電源電纜，節(jié)省了電纜網(wǎng)的重量，同時(shí)，由于消除了信號(hào)線電纜，因此EMC環(huán)境變得相對(duì)簡(jiǎn) 單，可以簡(jiǎn)化EMC測(cè)試。本發(fā)明的無(wú)線通信衛(wèi)星方便進(jìn)行熱控，無(wú)線通信衛(wèi)星主動(dòng)熱控為虛擬系統(tǒng)，分別 由電源系統(tǒng)、有效載荷系統(tǒng)或推進(jìn)系統(tǒng)完成。被動(dòng)熱控在設(shè)計(jì)階段完成。無(wú)線通信衛(wèi)星的熱設(shè)計(jì)可采用偏低溫設(shè)計(jì)，在需要溫度控制的部件中，可以采用 光纖傳導(dǎo)方案將光能傳送到需要溫控的部件甚至器件上，從而實(shí)現(xiàn)局部的溫度控制。
權(quán)利要求
一種無(wú)線通信模塊，其特征在于它包括射頻模塊(1)和微控制器(2)，所述射頻模塊(1)由射頻天線(1-1)和射頻芯片電路(1-2)組成，射頻天線(1-1)與射頻芯片電路(1-2)的射頻信號(hào)發(fā)射/接收端相連，射頻模塊(1)的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端與微控制器(2)的外部數(shù)據(jù)采集與控制信號(hào)端相連，微控制器(2)的外部數(shù)據(jù)采集與控制信號(hào)端為所述無(wú)線通信模塊的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線通信模塊，其特征在于射頻芯片電路(1-2)為RFIC 集成射頻電路，微控制器(2)為FPGA微處理器或者ASIC微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線通信模塊，其特征在于射頻天線(1-1)為泄漏電纜 或者微帶天線或者共形天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線通信模塊，其特征在于它還包括另一個(gè)射頻模塊 (1)，所述一個(gè)射頻模塊(1)的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端與微控制器(2)的外部數(shù)據(jù)采集與控 制信號(hào)端相連，另一個(gè)射頻模塊(1)的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端與微控制器(2)的外部數(shù)據(jù) 采集與控制信號(hào)端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種無(wú)線通信模塊，其特征在于它還包括高頻電纜 (16)，所述高頻電纜(16)串聯(lián)在射頻天線(1-1)和射頻芯片電路(1-2)的射頻信號(hào)發(fā)射/ 接收端之間。
6.使用權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信模塊的無(wú)線通信衛(wèi)星，其特征在于它包括電源 (10)、測(cè)控系統(tǒng)(11)、星務(wù)管理系統(tǒng)(12)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)(13)、有效荷載管理與控制系 統(tǒng)(14)和⑷個(gè)無(wú)線通信模塊(K)，電源(10)的電源輸出端與測(cè)控系統(tǒng)(11)、星務(wù)管理系 統(tǒng)(12)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)(13)和有效荷載管理與控制系統(tǒng)(14)的供電電源輸入端相連， 為測(cè)控系統(tǒng)(11)、星務(wù)管理系統(tǒng)(12)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)(13)和有效荷載管理與控制系統(tǒng) (14)提供工作電源，所述測(cè)控系統(tǒng)(11)的信號(hào)輸入/輸出端連接第一個(gè)無(wú)線通信模塊(K) 的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端；星務(wù)管理系統(tǒng)(12)的信號(hào)輸入/輸出端連接第二個(gè)無(wú)線通信模 塊(K)的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端；姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)(13)的信號(hào)輸入/輸出端連接第三個(gè) 無(wú)線通信模塊(K)的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端；有效荷載管理與控制系統(tǒng)(14)的信號(hào)輸入/ 輸出端連接第四個(gè)無(wú)線通信模塊(K)的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端；所述4個(gè)無(wú)線通信模塊(K) 組成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)線通信衛(wèi)星，其特征在于它還包括屏蔽結(jié)構(gòu)(15)，所述屏 蔽結(jié)構(gòu)(15)使得測(cè)控系統(tǒng)(11)、星務(wù)管理系統(tǒng)(12)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)(13)和有效荷載 管理與控制系統(tǒng)(14)各分系統(tǒng)之間相互屏蔽。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)線通信衛(wèi)星，其特征在于它還包括屏蔽結(jié)構(gòu)(15)，所述屏 蔽結(jié)構(gòu)(15)使得測(cè)控系統(tǒng)(11)、星務(wù)管理系統(tǒng)(12)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)(13)和有效荷載 管理與控制系統(tǒng)(14)各分系統(tǒng)之間相互屏蔽，所述屏蔽結(jié)構(gòu)(15)上有孔或透波窗口，每個(gè) 分系統(tǒng)中的無(wú)線通信模塊(K)的射頻天線(1-1)位于所述孔或透波窗口處。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的無(wú)線通信衛(wèi)星，其特征在于它還包括艙段(17)，每個(gè) 無(wú)線通信模塊(K)中的射頻天線(1-1)位于艙段(17)內(nèi)。
全文摘要
一種無(wú)線通信模塊及使用該模塊的無(wú)線通信衛(wèi)星，涉及一種無(wú)線通信模塊及無(wú)線通信衛(wèi)星。解決了現(xiàn)有的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差、安全性差、不利于測(cè)試的問(wèn)題，一種無(wú)線通信模塊，射頻天線與射頻芯片電路的射頻信號(hào)發(fā)射/接收端相連，射頻芯片電路的信號(hào)端與微控制器的信號(hào)端相連，微控制器的外部數(shù)據(jù)采集與控制信號(hào)端為所述無(wú)線通信模塊的基帶數(shù)據(jù)輸入/輸出端。無(wú)線通信衛(wèi)星，電源為測(cè)控系統(tǒng)、星務(wù)管理系統(tǒng)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)和有效荷載管理與控制系統(tǒng)提供工作電源，測(cè)控系統(tǒng)、星務(wù)管理系統(tǒng)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)和有效荷載管理與控制系統(tǒng)通過(guò)4個(gè)無(wú)線通信模塊組成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明適用于可靠性高、安全性高的衛(wèi)星通訊領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H04W84/06GK101820307SQ201010167209
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者蘭盛昌, 徐國(guó)棟, 徐海玉, 曹星慧, 李化義, 范國(guó)臣, 董立珉, 趙丹 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)