專利名稱：一種遙測遙控單檢測試設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種衛(wèi)星測試設備。
背景技術(shù)：
通信衛(wèi)星AlT階段中，各個型號遙測遙控地面測試設備組成與集成基本相同，但缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)驗證手段，各型號測試人員對地面設備驗證手段無統(tǒng)一標準。現(xiàn)有的驗證方法是使用示波器觀察地面測試系統(tǒng)調(diào)制出的遙控副載波指標是否滿足星上設備的要求，使用模擬信號源調(diào)制出副載波信號觀察地面測試系統(tǒng)是否能成功解調(diào)出模擬信號源中的信息。這種驗證方法工作量較大，并且由于缺少真星驗證環(huán)境無法保證驗證結(jié)果具有較高的正確性。
實用新型內(nèi)容本實用新型的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種可靠性高、通用性好的單檢測試設備，可以模擬星上遙測遙控設備并提供相同對地接口，適用于整星各階段遙測遙控地面設備的聯(lián)調(diào)與自檢過程中，同時也適用于遙測遙控新研地面測試設備的調(diào)試與考機工作中。本實用新型的技術(shù)解決方案是一種遙測遙控單檢測試設備，包括遙控模塊和遙測模塊，遙控模塊包括遙控PSK信號解調(diào)器和遙控FPGA，遙測模塊包括遙測PSK信號調(diào)制器和遙測FPGA ;遙控FPGA接收遙控測試指令信號并送至遙控PSK信號解調(diào)器，遙控PSK信號解調(diào)器對信號進行解調(diào)并將解調(diào)結(jié)果向地面測試系統(tǒng)輸出；遙測FPGA讀取遙測模擬源數(shù)據(jù)，對遙測模擬源數(shù)據(jù)進行編碼并將編碼結(jié)果送至遙測PSK信號調(diào)制器，遙測PSK信號調(diào)制器對信號進行調(diào)制并將調(diào)制結(jié)果向地面測試系統(tǒng)輸出。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于I、現(xiàn)有遙控驗證方法通過示波器觀察遙控信號是否正常，無法對遙控信號解調(diào)后的數(shù)據(jù)進行檢查。本實用新型通過遙控模塊中的PSK信號解調(diào)器和FPGA模擬星上遙控設備，并提供真實星上遙控接口，為地面測試系統(tǒng)的驗證提供與衛(wèi)星遙控設備相似度較高的驗證環(huán)境，通過單檢設備對遙控信號進行解調(diào)與遙控指令碼比對，檢查遙控系統(tǒng)在調(diào)制副載波過程中是否出現(xiàn)誤碼，提高了遙控通道檢查的完整性與準確性；2、現(xiàn)有遙測驗證方法通過模擬源直接將遙測信號送至CORTEX解調(diào)模塊，該信號指標不可改變，與真實星上下傳的遙測信號差別較大，無法驗證對真實遙測信號的解調(diào)能力。本實用新型通過遙測模塊中的PSK信號調(diào)制器和FPGA模擬星上遙測設備，并提供真實星上遙測接口，為地面測試系統(tǒng)的驗證提供與衛(wèi)星遙測設備相似度極高的驗證環(huán)境，單檢設備對遙測信號進行調(diào)制并發(fā)送，將地面解調(diào)的遙測數(shù)據(jù)與遙測模擬源數(shù)據(jù)進行比對并顯示比對結(jié)果，提高了遙控通道檢查的完整性與準確性；3、現(xiàn)有的驗證方法需要根據(jù)不同型號衛(wèi)星的地面測試設備制定不同的驗證步驟與操作，通用性較差。本實用新型支持根據(jù)不同型號衛(wèi)星指標對單檢測試設備的指標進行設置，適用于不同型號通信衛(wèi)星遙測遙控地面測試系統(tǒng)的驗證；4、現(xiàn)有驗證手段由于通用性較差，在制定驗證方法時通常遺漏部分驗證項目，導致部分指標未能在聯(lián)調(diào)自檢過程中進行驗證。本實用新型通過對遙測遙控信號和各項數(shù)據(jù)指標進行分析，如不符合指標要求即報錯提示測試人員，單檢測試設備大大提高了驗證的效率與自動化程度，避免了人工檢查可能帶來的誤差與遺漏；5、現(xiàn)有的驗證方法通過示波器、信 號發(fā)生器等設備對地面測試系統(tǒng)進行驗證，對測試人員使用測量儀器的能力有一定要求。本實用新型可以簡單實現(xiàn)系統(tǒng)驗證，降低了對測試人員的要求，且在驗證過程中減少了工作量；6、遙測遙控單檢測試設備由于實現(xiàn)了對星上遙測遙控設備的模擬，因此也適用于遙測遙控地面測試系統(tǒng)新設備的研制及考機工作中，以往新研設備無法在真星環(huán)境下進行考機。遙測遙控新研地面測試設備可以通過單檢測試設備驗證其功能，同時在上星測試前也可連接單檢測試設備進行長時間考機，驗證其穩(wěn)定性，如發(fā)現(xiàn)問題可進行及時修改，從而避免了新研地面測試設備可能對星上設備造成的危害。

圖I為遙測遙控地面測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為遙測遙控地面測試系統(tǒng)信號流向圖；圖3為本實用新型組成原理圖；圖4為本實用新型內(nèi)部遙測模塊FPGA工作流程圖；圖5為本實用新型內(nèi)部遙控模塊FPGA工作流程圖；圖6為本實用新型對遙測信號調(diào)制原理圖；圖7為本實用新型對遙控信號解調(diào)原理圖。
具體實施方式
如圖I所示，組成遙測遙控地面測試系統(tǒng)的設備包括遙控前端計算機(內(nèi)含遙控指令卡)、遙測前端計算機、網(wǎng)絡交換機、綜合基帶設備、監(jiān)視示波器、遙測視頻通道設備、遙控視頻通道設備和遙控長線控制器。遙測前端計算機上運行有遙測前端軟件，遙控前端計算機上運行有遙控前端軟件。各單機設備的功能介紹如下I)遙測視頻通道設備完成對下行遙測信號的匹配隔離與傳輸比控制，同時輸出處理后的遙測信號送示波器進行監(jiān)視；2)遙控視頻通道設備完成對上行遙控信號的匹配隔離與傳輸比控制，同時輸出處理后的遙控信號送示波器進行監(jiān)視；3)遙控長線控制器完成對上行信號的通道控制，輸入為I路遙控信號和I路控制信號，對輸出的2路遙控信號進行通斷控制，輸出信號狀態(tài)有3種，分別是I通2斷、I斷2通和I斷2斷；4)綜合基帶設備(CORTEX):完成對上行遙控信號的調(diào)制與下行遙測信號的解調(diào)；5)遙控指令卡為遙控前端軟件提供遙控指令的碼字，安裝在遙控前端計算機上；6)示波器顯示遙測、遙控信號的波形，供測試人員觀察；7)網(wǎng)絡交換機為系統(tǒng)內(nèi)部提供網(wǎng)絡通信服務；8)遙控前端計算機安裝遙控前端軟件，通過網(wǎng)絡向綜合基帶設備發(fā)送指令數(shù)據(jù)，并比對返回信息進行比對與驗證，通過網(wǎng)絡與單檢測試設備通信，調(diào)出指令碼字進行比對； 9)遙測前端計算機安裝遙測前端軟件，通過網(wǎng)絡從綜合基帶設備獲取解調(diào)后的遙測數(shù)據(jù)進行解析并將主份數(shù)據(jù)傳送至總控，通過網(wǎng)絡與單檢測試設備通信，將解出的遙測數(shù)據(jù)進行比對。如圖2所示，遙測遙控單檢測試設備分別對組成遙控上行與遙測下行的測試系統(tǒng)設備進行檢查。遙控前端計算機將遙控指令卡中碼字提取出來通過網(wǎng)絡送至綜合基帶設備，綜合基帶設備將其調(diào)制成PSK信號送至遙控視頻通道設備，遙控視頻通道設備對其幅度進行調(diào)整以適應星上遙控設備的接收能力，同時通過數(shù)字化手段實現(xiàn)信號的星地隔離，信號送至遙控長線控制器后可以選擇送給衛(wèi)星PSKl通道和PSK2通道的任意I個通道，遙測遙控單檢測試設備內(nèi)部遙控模塊可以實現(xiàn)對這2個通道內(nèi)任意I個通道遙控信號的檢查。遙測遙控單檢測試設備調(diào)制出I路或者2路遙測PSK信號送至遙測視頻通道設備輸入端，遙測視頻通道設備通過數(shù)字化手段實現(xiàn)星地隔離，對其幅度進行調(diào)整以適應綜合基帶設備的接收能力后送至綜合基帶設備，綜合基帶設備對遙測PSK信號進行解調(diào)并將解調(diào)后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳送至遙測前端計算機，遙測前端軟件對遙測數(shù)據(jù)進行鎖定與同步后按照遙測格式將其解析并將主份遙測數(shù)據(jù)送至總控。如圖3所示，遙測遙控單檢測試設備內(nèi)部分為兩個模塊，分別是遙控模塊和遙測模塊。遙測遙控地面測試系統(tǒng)與單檢測試設備有2個遙測接口與2個遙控接口，遙測視頻通道設備2個輸入接口通過2根BNC同軸電纜與單檢測試設備的遙測模塊連接，遙控長線控制器2個輸出接口通過2根BNC同軸電纜與單檢測試設備的遙控模塊連接。遙控模塊內(nèi)部包括遙控PSK信號解調(diào)器和FPGA。遙測模塊內(nèi)部包括遙測PSK信號調(diào)制器和FPGA。遙測模塊主要完成副載波調(diào)制、遙測數(shù)據(jù)比對功能，支持不同副載波頻率、幅度、碼型、碼速率、幀同步字、每幀字節(jié)數(shù)等參數(shù)的調(diào)制輸出。對外提供2個獨立接口，可以單路輸出也可同時輸出，接口輸出阻抗與衛(wèi)星遙測設備對地輸出阻抗保持一致。遙控模塊主要完成副載波解調(diào)，指令數(shù)據(jù)比對功能，支持對不同頻率、幅度、碼型、碼速率、等參數(shù)的副載波進行解調(diào)。對外提供2個獨立接口，支持任意I路的遙控信號輸入，接口輸入阻抗與衛(wèi)星遙控設備對地輸入阻抗保持一致。圖4為遙測模塊FPGA工作流程圖。遙測模塊FPGA在進行上電初始化后，檢查是否與單檢測試軟件進行連接，當檢測到連接成功時，讀取遙測模擬源數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)鎖存到寄存器中，當遙測模擬源數(shù)據(jù)格式正確時從程控軟件讀取遙測模擬信號指標并鎖存到寄存器中，對遙測模擬源數(shù)據(jù)進行編碼并將編碼結(jié)果送至遙測PSK信號調(diào)制器，遙測PSK信號調(diào)制器將調(diào)制結(jié)果向地面測試系統(tǒng)輸出；當遙測模擬源數(shù)據(jù)格式不正確時，清空寄存器數(shù)據(jù)并返回初始狀態(tài)。圖5為遙控模塊FPGA工作流程圖。遙控模塊FPGA在進行上電初始化后，檢查是否與單檢測試軟件進行連接，當檢測到連接成功時，讀取軟件配套軟件中的遙控模擬信號指標鎖存到寄存器中，同時獲取上行遙控信號數(shù)據(jù)，如果信號滿足寄存器中存儲的指標要求則將接收到的遙控指令數(shù)據(jù)送至遙控PSK信號解調(diào)器進行解調(diào)和譯碼，如果數(shù)據(jù)不滿足指標要求則清空寄存器數(shù)據(jù)，返回初始狀態(tài)。[0038]如圖6所示，遙測PSK信號的調(diào)制，首先由數(shù)據(jù)產(chǎn)生器產(chǎn)生并行數(shù)據(jù)，再用并/串轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)流，經(jīng)碼型轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為各種碼型的串行數(shù)據(jù)流，再用串行數(shù)據(jù)流中的碼元去改變正弦波發(fā)生器的相位，碼率時鐘由碼率發(fā)生器產(chǎn)生，碼元為O時設置相位為O度，碼元為I時設置相位為180度。I)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器依照IRIG幀格式標準寫入PCM數(shù)據(jù)，送到指定寄存器。2)并/串轉(zhuǎn)換器用碼率時鐘將并行數(shù)據(jù)以設置的碼率串行輸出。3)碼型轉(zhuǎn)換器依照IRIG碼型標準，將串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成各種碼型的PCM信號。4)PSK調(diào)制器PSK調(diào)制器完成用數(shù)據(jù)對副載波進行調(diào)制的工作。5)副載波發(fā)生器用來產(chǎn)生副載波信號供數(shù)據(jù)調(diào)制。6)中斷發(fā)生器每幀數(shù)據(jù)的第一個碼元的調(diào)制時刻嚴格與遙測幀中斷時刻對齊， 否則不啟動下行調(diào)制。如圖7所示，遙控PSK信號的解調(diào)，首先對接收信號進行相干解調(diào)，而后用解調(diào)出來的數(shù)據(jù)去抵消接收信號中的數(shù)據(jù)，恢復副載波單頻分量，此副載波分量由鎖相環(huán)路提取出來，以供相干解調(diào)之用。副載波NCO產(chǎn)生一對正交的信號與輸入的信號進行混頻，得到基帶信號后送入積分/清除濾波器，完成匹配濾波，提取出的相位誤差送入環(huán)路濾波器，用環(huán)路濾波器的輸出調(diào)整副載波NC0，實現(xiàn)副載波的同步跟蹤。本實用新型對地面測試設備的驗證分為4步I)將遙測遙控地面測試設備按測試狀態(tài)進行集成，并與遙測遙控單檢測試設備進行連接，連接關(guān)系如圖I所示；2)將地面設備加電后設置為測試狀態(tài)，根據(jù)真實測試的標準對各地面測試軟件進行配置。單檢測試設備加電后與配套軟件聯(lián)網(wǎng)，將衛(wèi)星遙控視頻信號的接收指標和遙測視頻信號的發(fā)送指標輸入單檢測試設備配套軟件，實現(xiàn)對星上遙測、遙控設備的模擬；3)單檢測試設備將根據(jù)輸入的遙測信號指標向地面?zhèn)魉瓦b測信號，其中模擬源的遙測數(shù)據(jù)應包括幀同步字，規(guī)則的幀計數(shù)，其余字節(jié)均為填充字。觀察遙測前端軟件是否解析正確，單檢設備配套軟件將解析結(jié)果與模擬源數(shù)據(jù)進行比對，如比對結(jié)果一致證明下行通道正常；4)通過地面遙控系統(tǒng)發(fā)送遙控指令，觀察指令發(fā)送后單檢測試設備配套軟件遙控模塊返回數(shù)據(jù)是否正常，如單檢測試設備顯示信號正常、指令數(shù)據(jù)與指令卡比對結(jié)果一致，證明遙控上行通道正常，遙測遙控單檢測試設備對地面測試設備驗證完畢。本實用新型說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求1. 一種遙測遙控單檢測試設備，其特征在于包括遙控模塊和遙測模塊，遙控模塊包括遙控PSK信號解調(diào)器和遙控FPGA，遙測模塊包括遙測PSK信號調(diào)制器和遙測FPGA ;遙控FPGA接收遙控測試指令信號并送至遙控PSK信號解調(diào)器，遙控PSK信號解調(diào)器對信號進行解調(diào)并將解調(diào)結(jié)果向地面測試系統(tǒng)輸出；遙測FPGA讀取遙測模擬源數(shù)據(jù)，對遙測模擬源數(shù)據(jù)進行編碼并將編碼結(jié)果送至遙測PSK信號調(diào)制器，遙測PSK信號調(diào)制器對信號進行調(diào)制并將調(diào)制結(jié)果向地面測試系統(tǒng)輸出。
專利摘要一種遙測遙控單檢測試設備，包括遙控模塊和遙測模塊，遙控模塊包括遙控PSK信號解調(diào)器和遙控FPGA，遙測模塊包括遙測PSK信號調(diào)制器和遙測FPGA。本實用新型遙測遙控單檢測試設備可以簡單模擬衛(wèi)星遙測設備與遙控設備，單檢測試設備與地面測試系統(tǒng)連接，通過解調(diào)測試系統(tǒng)發(fā)送的上行遙控信號和發(fā)送模擬遙測下行信號供地面測試系統(tǒng)解調(diào)，對遙測遙控地面測試系統(tǒng)及上、下行通道的正確性進行驗證。本實用新型具有可靠性高，通用性好的特點，適用于通信衛(wèi)星各階段測試前遙測遙控地面測試系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)與自檢工作中，同時也適用于遙測遙控地面測試設備的研發(fā)工作中。
文檔編號H04B17/00GK202713318SQ20112049689
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者范振昊, 馬駿驍, 魏振超, 張巖, 孫海燕 申請人:中國空間技術(shù)研究院