一種太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置，包括：存儲器A（8）、衰減器（2）、功率放大器（12）、時鐘分配器（1），還包括：FPGA可編程邏輯控制器（7）。時鐘分配器（1）的輸入端作為外部時鐘信號的輸入端，太空總線接口模塊（15）接收外部太空總線的信息，并通過頻率綜合器接口模塊（17）將信息發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器（10）。數(shù)字中頻回波信號通過信號處理模塊（13）后，傳遞給存儲器控制模塊A（14）。存儲器控制模塊A（14）將數(shù)據(jù)在存儲器A（8）中進行緩存后，經(jīng)由太空總線接口模塊（15），發(fā)送給外部的太空總線，進行后續(xù)的信號處理。本發(fā)明可以廣泛地適用于基于太空總線的星載探測設(shè)備中。
【專利說明】一種太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種窄帶中頻收發(fā)裝置，特別是一種太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]收發(fā)裝置是探測設(shè)備中最為關(guān)鍵的部件，能夠簡化探測設(shè)備體系結(jié)構(gòu)，縮小探測設(shè)備體積。
[0003]過去的窄帶中頻收發(fā)裝置，包括:光電收發(fā)模塊、FPGA可編程邏輯控制器、存儲器A、存儲器B、衰減器、帶通濾波器、低噪聲放大器、單端轉(zhuǎn)差分變壓器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字頻率綜合器、差分轉(zhuǎn)單端變壓器、功率放大器、時鐘分配器。其缺陷在于由于星載系統(tǒng)通常采用太空總線作為通信和控制方式，因此過去以光纖通信作為通信和控制方式的窄帶中頻收發(fā)裝置并不能應(yīng)用在星載設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置，解決過去窄帶中頻收發(fā)裝置無法應(yīng)用到星載設(shè)備中的問題。
[0005]一種太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置，包括:存儲器A、存儲器B、衰減器、低噪聲放大器、帶通濾波器、單端轉(zhuǎn)差分變壓器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字頻率綜合器、差分轉(zhuǎn)單端變壓器、功率放大器、時鐘分配器，還包括=FPGA可編程邏輯控制器；其中，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制器，包括:太空總線接口模塊、存儲器控制模塊A、存儲器控制模塊B、信號處理模塊、頻率綜合器接口模塊。衰減器、低噪聲放大器、帶通濾波器、單端轉(zhuǎn)差分變壓器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為接收通道，數(shù)字頻率綜合器、差分轉(zhuǎn)單端變壓器、功率放大器作為發(fā)射通道。
[0006]時鐘分配器的輸入端作為外部時鐘信號的輸入端，時鐘分配器的輸出端分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA可編程邏輯控制器、數(shù)字頻率綜合器的時鐘輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器的存儲器控制模塊A與存儲器A雙向連接；FPGA可編程邏輯控制器的存儲器控制模塊B與存儲器B雙向連接；衰減器的輸入端作為外部中頻回波的輸入端；衰減器、低噪聲放大器、帶通濾波器、單端轉(zhuǎn)差分變壓器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA可編程邏輯控制器的信號處理模塊順次串聯(lián)；FPGA可編程邏輯控制器的信號處理模塊的衰減信號輸出端與衰減器衰減信號輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器的頻率綜合器接口模塊、數(shù)字頻率綜合器、差分轉(zhuǎn)單端變壓器、帶通濾波器、功率放大器順次串聯(lián)；FPGA可編程邏輯控制器的太空總線接口模塊作為太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置的控制端口，太空總線接口模塊與外部太空總線雙向連接。FPGA可編程邏輯控制器中，信號處理模塊的數(shù)據(jù)輸出端與存儲器控制模塊A的數(shù)據(jù)輸入端連接，存儲器控制模塊A的數(shù)據(jù)輸出端與太空總線接口模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接，太空總線接口模塊的數(shù)據(jù)輸出端與存儲器控制模塊B的數(shù)據(jù)輸入端連接，存儲器控制模塊B的數(shù)據(jù)輸出端與頻率綜合器接口模塊的數(shù)據(jù)輸入端連接，太空總線接口模塊的控制信號輸出端分別與信號處理模塊的控制信號輸入端和頻率綜合器接口模塊的控制信號輸入端連接。
[0007]FPGA可編程邏輯控制器中，太空總線接口模塊用于與外部太空總線進行互聯(lián)及數(shù)據(jù)交換；信號處理模塊轉(zhuǎn)發(fā)太空總線接口模塊傳遞的衰減器控制碼，并對數(shù)字化的中頻回波進行初步信號處理，即進行數(shù)字正交下變頻、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)抽取、通道校正，再將處理后的數(shù)據(jù)傳遞給存儲器控制模塊A ;存儲器控制模塊A用于控制存儲器A完成數(shù)據(jù)的緩存，即將完成信號處理后的數(shù)據(jù)寫入存儲器A中進行緩存，再將數(shù)據(jù)取出，發(fā)送給太空總線接口模塊的發(fā)送端，由太空總線接口模塊發(fā)送給外部太空總線；存儲器控制模塊B用于控制存儲器B完成數(shù)據(jù)的緩存，即將太空總線接口模塊接收端輸出的1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)寫入存儲器B中緩存，再依據(jù)預設(shè)時序?qū)?shù)據(jù)取出，發(fā)送給頻率綜合器接口模塊；頻率綜合器接口模塊接收存儲器控制模塊B傳遞的1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)同步后發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器，同時頻率綜合器接口模塊將太空總線接口模塊傳遞的頻率、幅度、相位信息轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)字頻率綜合器。
[0008]太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置加電，并且太空總線接口模塊與外部太空總線接口順利完成連接后，時鐘分配器接收外部時鐘信號，將時鐘信號分別傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA可編程邏輯控制器、數(shù)字頻率綜合器，作為控制時鐘使用。太空總線接口模塊接收外部太空總線下發(fā)的頻率、幅度、相位控制信息，并通過頻率綜合器接口模塊將頻率、幅度、相位控制信息發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器；太空總線接口模塊接收外部太空總線下發(fā)的衰減控制信息，并將衰減控制信息通過信號處理模塊發(fā)送給衰減器；太空總線接口模塊接收外部太空總線下發(fā)的1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)，將1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)通過存儲器控制模塊B寫入存儲器B中進行緩存，然后將1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)通過存儲器控制模塊B從存儲器B中取出，經(jīng)過頻率綜合器接口模塊，發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器。數(shù)字頻率綜合器生成差分的模擬基帶信號，差分的模擬基帶信號通過差分轉(zhuǎn)單端變壓器轉(zhuǎn)換為單端的模擬基帶信號，再依次通過帶通濾波器、功率放大器后，作為最終的中頻發(fā)射信號輸出。中頻回波依次通過衰減器、低噪聲放大器、帶通濾波器、單端轉(zhuǎn)差分變壓器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器后，成為數(shù)字中頻回波信號，數(shù)字中頻回波信號通過信號處理模塊，完成數(shù)字正交下變頻、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)抽取、通道校正后，傳遞給存儲器控制模塊A。存儲器控制模塊A將數(shù)據(jù)在存儲器A中進行緩存后，經(jīng)由太空總線接口模塊，發(fā)送給外部的太空總線，進行后續(xù)的信號處理。
[0009]本發(fā)明可以用于完成星載探測系統(tǒng)的中頻信號產(chǎn)生、接收任務(wù)，將基帶波形數(shù)據(jù)通過太空總線傳送至設(shè)備緩存中，然后按照預設(shè)時序輸出，同時可以接收中頻回波，處理后通過太空總線傳遞給信號處理系統(tǒng)。本發(fā)明可以廣泛地適用于基于太空總線的星載探測設(shè)備中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1 一種太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]1.時鐘分配器 2.衰減器 3.低噪聲放大器 4.帶通濾波器 5.單端轉(zhuǎn)差分變壓器 6.模數(shù)轉(zhuǎn)換器 7.FPGA可編程邏輯控制器 8.存儲器A 9.存儲器B 10.數(shù)字頻率綜合器 11.差分轉(zhuǎn)單端變壓器 12.功率放大器 13.信號處理模塊 14.存儲器控制模塊A 15.太空總線接口模塊 16.存儲器控制模塊B
17.頻率綜合器接口模塊?！揪唧w實施方式】
[0012]一種太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置，包括:存儲器AS、存儲器B9、衰減器2、低噪聲放大器3、帶通濾波器4、單端轉(zhuǎn)差分變壓器5、模數(shù)轉(zhuǎn)換器6、數(shù)字頻率綜合器
10、差分轉(zhuǎn)單端變壓器11、功率放大器12、時鐘分配器1，還包括:FPGA可編程邏輯控制器7 ;其中，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制器7，包括:太空總線接口模塊15、存儲器控制模塊A14、存儲器控制模塊B16、信號處理模塊13、頻率綜合器接口模塊17。衰減器2、低噪聲放大器3、帶通濾波器4、單端轉(zhuǎn)差分變壓器5、模數(shù)轉(zhuǎn)換器6作為接收通道，數(shù)字頻率綜合器10、差分轉(zhuǎn)單端變壓器11、功率放大器12作為發(fā)射通道。
[0013]時鐘分配器I的輸入端作為外部時鐘信號的輸入端，時鐘分配器I的輸出端分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器6、FPGA可編程邏輯控制器7、數(shù)字頻率綜合器10的時鐘輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器7的存儲器控制模塊A14與存儲器A8雙向連接；FPGA可編程邏輯控制器7的存儲器控制模塊B16與存儲器B9雙向連接；衰減器2的輸入端作為外部中頻回波的輸入端；衰減器2、低噪聲放大器3、帶通濾波器4、單端轉(zhuǎn)差分變壓器5、模數(shù)轉(zhuǎn)換器6、FPGA可編程邏輯控制器7的信號處理模塊13順次串聯(lián)；FPGA可編程邏輯控制器7的信號處理模塊13的衰減信號輸出端與衰減器2衰減信號輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器7的頻率綜合器接口模塊17、數(shù)字頻率綜合器10、差分轉(zhuǎn)單端變壓器11、帶通濾波器4、功率放大器12順次串聯(lián)；FPGA可編程邏輯控制器7的太空總線接口模塊15作為太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置的控制端口，太空總線接口模塊15與外部太空總線雙向連接。FPGA可編程邏輯控制器7中，信號處理模塊13的數(shù)據(jù)輸出端與存儲器控制模塊A14的數(shù)據(jù)輸入端連接，存儲器控制模塊A14的數(shù)據(jù)輸出端與太空總線接口模塊15的數(shù)據(jù)輸入端連接，太空總線接口模塊15的數(shù)據(jù)輸出端與存儲器控制模塊B16的數(shù)據(jù)輸入端連接，存儲器控制模塊B16的數(shù)據(jù)輸出端與頻率綜合器接口模塊17的數(shù)據(jù)輸入端連接，太空總線接口模塊15的控制信號輸出端分別與信號處理模塊13的控制信號輸入端和頻率綜合器接口模塊17的控制信號輸入端連接。
[0014]FPGA可編程邏輯控制器7中，太空總線接口模塊15用于與外部太空總線進行互聯(lián)及數(shù)據(jù)交換；信號處理模塊13轉(zhuǎn)發(fā)太空總線接口模塊15傳遞的衰減器2控制碼，并對數(shù)字化的中頻回波進行初步信號處理，即進行數(shù)字正交下變頻、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)抽取、通道校正，再將處理后的數(shù)據(jù)傳遞給存儲器控制模塊A14 ;存儲器控制模塊A14用于控制存儲器AS完成數(shù)據(jù)的緩存，即將完成信號處理后的數(shù)據(jù)寫入存儲器AS中進行緩存，再將數(shù)據(jù)取出，發(fā)送給太空總線接口模塊15的發(fā)送端，由太空總線接口模塊15發(fā)送給外部太空總線；存儲器控制模塊B16用于控制存儲器B9完成數(shù)據(jù)的緩存，即將太空總線接口模塊15接收端輸出的1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)寫入存儲器B9中緩存，再依據(jù)預設(shè)時序?qū)?shù)據(jù)取出，發(fā)送給頻率綜合器接口模塊17 ;頻率綜合器接口模塊17接收存儲器控制模塊B16傳遞的1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)同步后發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器10，同時頻率綜合器接口模塊17將太空總線接口模塊15傳遞的頻率、幅度、相位信息轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)字頻率綜合器10。
[0015]太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置加電，并且太空總線接口模塊15與外部太空總線接口順利完成連接后，時鐘分配器I接收外部時鐘信號，將時鐘信號分別傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換器6、FPGA可編程邏輯控制器7、數(shù)字頻率綜合器10，作為控制時鐘使用。太空總線接口模塊15接收外部太空總線下發(fā)的頻率、幅度、相位控制信息，并通過頻率綜合器接口模塊17將頻率、幅度、相位控制信息發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器10 ;太空總線接口模塊15接收外部太空總線下發(fā)的衰減控制信息，并將衰減控制信息通過信號處理模塊13發(fā)送給衰減器2 ;太空總線接口模塊15接收外部太空總線下發(fā)的1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)，將1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)通過存儲器控制模塊B16寫入存儲器B9中進行緩存，然后將1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)通過存儲器控制模塊B16從存儲器B9中取出，經(jīng)過頻率綜合器接口模塊17，發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器10。數(shù)字頻率綜合器10生成差分的模擬基帶信號，差分的模擬基帶信號通過差分轉(zhuǎn)單端變壓器11轉(zhuǎn)換為單端的模擬基帶信號，再依次通過帶通濾波器4、功率放大器12后，作為最終的中頻發(fā)射信號輸出。中頻回波依次通過衰減器2、低噪聲放大器3、帶通濾波器4、單端轉(zhuǎn)差分變壓器5、模數(shù)轉(zhuǎn)換器6后，成為數(shù)字中頻回波信號，數(shù)字中頻回波信號通過信號處理模塊13，完成數(shù)字正交下變頻、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)抽取、通道校正后，傳遞給存儲器控制模塊A14。存儲器控制模塊A14將數(shù)據(jù)在存儲器A8中進行緩存后，經(jīng)由太空總線接口模塊15，發(fā)送給外部的太空總線，進行后續(xù)的信號處理。
【權(quán)利要求】
1.一種太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置，包括:存儲器A (8)、存儲器B (9)、衰減器(2)、低噪聲放大器(3)、帶通濾波器(4)、單端轉(zhuǎn)差分變壓器(5)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)、數(shù)字頻率綜合器(10)、差分轉(zhuǎn)單端變壓器(11)、功率放大器(12)、時鐘分配器(1)，其特征在于還包括:FPGA可編程邏輯控制器(7);其中，F(xiàn)PGA可編程邏輯控制器(7)，包括:太空總線接口模塊(15)、存儲器控制模塊A (14)、存儲器控制模塊B (16),信號處理模塊(13)、頻率綜合器接口模塊(17);衰減器(2)、低噪聲放大器(3)、帶通濾波器(4)、單端轉(zhuǎn)差分變壓器(5)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)作為接收通道，數(shù)字頻率綜合器(10)、差分轉(zhuǎn)單端變壓器(11)、功率放大器(12)作為發(fā)射通道； 時鐘分配器(I)的輸入端作為外部時鐘信號的輸入端，時鐘分配器(I)的輸出端分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)、FPGA可編程邏輯控制器(7)、數(shù)字頻率綜合器(10)的時鐘輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器(7)的存儲器控制模塊A (14)與存儲器A (8)雙向連接；FPGA可編程邏輯控制器(7)的存儲器控制模塊B (16)與存儲器B (9)雙向連接；衰減器(2)的輸入端作為外部中頻回波的輸入端；衰減器(2)、低噪聲放大器(3)、帶通濾波器(4)、單端轉(zhuǎn)差分變壓器(5)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)、FPGA可編程邏輯控制器(7)的信號處理模塊(13)順次串聯(lián)；FPGA可編程邏輯控制器(7)的信號處理模塊(13)的衰減信號輸出端與衰減器(2)衰減信號輸入端連接；FPGA可編程邏輯控制器(7)的頻率綜合器接口模塊(17)、數(shù)字頻率綜合器(10)、差分轉(zhuǎn)單端變壓器(11)、帶通濾波器(4)、功率放大器(12)順次串聯(lián)；FPGA可編程邏輯控制器(7)的太空總線接口模塊(15)作為太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置的控制端口，太空總線接口模塊(15)與外部太空總線雙向連接；FPGA可編程邏輯控制器(7)中，信號處理模塊(13)的數(shù)據(jù)輸出端與存儲器控制模塊A (14)的數(shù)據(jù)輸入端連接，存儲器控制模塊A (14)的數(shù)據(jù)輸出端與太空總線接口模塊(15)的數(shù)據(jù)輸入端連接，太空總線接口模塊(15)的數(shù)據(jù)輸出端與存儲器控制模塊B (16)的數(shù)據(jù)輸入端連接，存儲器控制模塊B (16)的數(shù)據(jù)輸出端與頻率綜合器接口模塊(17)的數(shù)據(jù)輸入端連接，太空總線接口模塊(15)的控制信號輸出端分別與信號處理模塊(13)的控制信號輸入端和頻率綜合器接口模塊(17)的控制信號輸入端連接； FPGA可編程邏輯控制器(7)中，太空總線接口模塊(15)用于與外部太空總線進行互聯(lián)及數(shù)據(jù)交換；信號處理模塊(13)轉(zhuǎn)發(fā)太空總線接口模塊(15)傳遞的衰減器(2)控制碼，并對數(shù)字化的中頻回波進行初步信號處理，即進行數(shù)字正交下變頻、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)抽取、通道校正，再將處理后的數(shù)據(jù)傳遞給存儲器控制模塊A (14);存儲器控制模塊A (14)用于控制存儲器A (8)完成數(shù)據(jù)的緩存，即將完成信號處理后的數(shù)據(jù)寫入存儲器A (8)中進行緩存，再將數(shù)據(jù)取出，發(fā)送給太空總線接口模塊(15)的發(fā)送端，由太空總線接口模塊(15)發(fā)送給外部太空總線；存儲器控制模塊B (16)用于控制存儲器B (9)完成數(shù)據(jù)的緩存，即將太空總線接口模塊(15)接收端輸出的1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)寫入存儲器B (9)中緩存，再依據(jù)預設(shè)時序?qū)?shù)據(jù)取出，發(fā)送給頻率綜合器接口模塊(17);頻率綜合器接口模塊(17)接收存儲器控制模塊B (16)傳遞的1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)同步后發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器(10)，同時頻率綜合器接口模塊(17)將太空總線接口模塊(15)傳遞的頻率、幅度、相位信息轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)字頻率綜合器(10)； 太空總線星載探測設(shè)備窄帶中頻收發(fā)裝置加電，并且太空總線接口模塊(15)與外部太空總線接口順利完成連接后，時鐘分配器(I)接收外部時鐘信號，將時鐘信號分別傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)、FPGA可編程邏輯控制器(7)、數(shù)字頻率綜合器(10)，作為控制時鐘使用；太空總線接口模塊(15)接收外部太空總線下發(fā)的頻率、幅度、相位控制信息，并通過頻率綜合器接口模塊(17)將頻率、幅度、相位控制信息發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器(10);太空總線接口模塊(15)接收外部太空總線下發(fā)的衰減控制信息，并將衰減控制信息通過信號處理模塊(13)發(fā)送給衰減器(2);太空總線接口模塊(15)接收外部太空總線下發(fā)的1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)，將1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)通過存儲器控制模塊B (16)寫入存儲器B (9)中進行緩存，然后將1、Q兩路基帶數(shù)據(jù)通過存儲器控制模塊B (16)從存儲器B (9)中取出，經(jīng)過頻率綜合器接口模塊(17)，發(fā)送給數(shù)字頻率綜合器(10);數(shù)字頻率綜合器(10)生成差分的模擬基帶信號，差分的模擬基帶信號通過差分轉(zhuǎn)單端變壓器(11)轉(zhuǎn)換為單端的模擬基帶信號，再依次通過帶通濾波器(4)、功率放大器(12)后，作為最終的中頻發(fā)射信號輸出；中頻回波依次通過衰減器(2)、低噪聲放大器(3)、帶通濾波器(4)、單端轉(zhuǎn)差分變壓器(5)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)后，成為數(shù)字中頻回波信號，數(shù)字中頻回波信號通過信號處理模塊(13)，完成數(shù)字正交下變頻、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)抽取、通道校正后，傳遞給存儲器控制模塊A (14);存儲器控制模塊A (14)將數(shù)據(jù)在存儲器A (8)中進行緩存后，經(jīng)由太空總線接口模塊(15)，發(fā)送給外部的太空總線，進行后續(xù)的信號處理 。
【文檔編號】H04B1/38GK103516383SQ201310350526
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】陳利彬, 吳來萍, 欒鳳虎 申請人:北京無線電測量研究所