專利名稱：一種遙測遙控單檢測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種衛(wèi)星測試設(shè)備。
背景技術(shù)：
通信衛(wèi)星AlT階段中，各個(gè)型號(hào)遙測遙控地面測試設(shè)備組成與集成基本相同，但缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)驗(yàn)證手段，各型號(hào)測試人員對(duì)地面設(shè)備驗(yàn)證手段無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有的驗(yàn)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(biāo)是否滿足星上設(shè)備的要求，使用模擬信號(hào)源調(diào)制出副載波信號(hào)觀察地面測試系統(tǒng)是否能成功解調(diào)出模擬信號(hào)源中的信息。這種驗(yàn)證方法工作量較大，并且由于缺少真星驗(yàn)證環(huán)境無法保證驗(yàn)證結(jié)果具有較高的正確性。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)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(shè)備，可以模擬星上遙測遙控設(shè)備并提供相同對(duì)地接口，適用于整星各階段遙測遙控地面設(shè)備的聯(lián)調(diào)與自檢過程中，同時(shí)也適用于遙測遙控新研地面測試設(shè)備的調(diào)試與考機(jī)工作中。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種遙測遙控單檢測試設(shè)備，包括遙控模塊和遙測模塊，遙控模塊包括遙控PSK信號(hào)解調(diào)器和遙控FPGA，遙測模塊包括遙測PSK信號(hào)調(diào)制器和遙測FPGA ;遙控FPGA接收遙控測試指令信號(hào)并送至遙控PSK信號(hào)解調(diào)器，遙控PSK信號(hào)解調(diào)器對(duì)信號(hào)進(jìn)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(duì)遙測模擬源數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并將編碼結(jié)果送至遙測PSK信號(hào)調(diào)制器，遙測PSK信號(hào)調(diào)制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并將調(diào)制結(jié)果向地面測試系統(tǒng)輸出。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于I、現(xiàn)有遙控驗(yàn)證方法通過示波器觀察遙控信號(hào)是否正常，無法對(duì)遙控信號(hào)解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。本實(shí)用新型通過遙控模塊中的PSK信號(hào)解調(diào)器和FPGA模擬星上遙控設(shè)備，并提供真實(shí)星上遙控接口，為地面測試系統(tǒng)的驗(yàn)證提供與衛(wèi)星遙控設(shè)備相似度較高的驗(yàn)證環(huán)境，通過單檢設(shè)備對(duì)遙控信號(hào)進(jìn)行解調(diào)與遙控指令碼比對(duì)，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(zhǔn)確性；2、現(xiàn)有遙測驗(yàn)證方法通過模擬源直接將遙測信號(hào)送至CORTEX解調(diào)模塊，該信號(hào)指標(biāo)不可改變，與真實(shí)星上下傳的遙測信號(hào)差別較大，無法驗(yàn)證對(duì)真實(shí)遙測信號(hào)的解調(diào)能力。本實(shí)用新型通過遙測模塊中的PSK信號(hào)調(diào)制器和FPGA模擬星上遙測設(shè)備，并提供真實(shí)星上遙測接口，為地面測試系統(tǒng)的驗(yàn)證提供與衛(wèi)星遙測設(shè)備相似度極高的驗(yàn)證環(huán)境，單檢設(shè)備對(duì)遙測信號(hào)進(jìn)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(jìn)行比對(duì)并顯示比對(duì)結(jié)果，提高了遙控通道檢查的完整性與準(zhǔn)確性；3、現(xiàn)有的驗(yàn)證方法需要根據(jù)不同型號(hào)衛(wèi)星的地面測試設(shè)備制定不同的驗(yàn)證步驟與操作，通用性較差。本實(shí)用新型支持根據(jù)不同型號(hào)衛(wèi)星指標(biāo)對(duì)單檢測試設(shè)備的指標(biāo)進(jìn)行設(shè)置，適用于不同型號(hào)通信衛(wèi)星遙測遙控地面測試系統(tǒng)的驗(yàn)證；4、現(xiàn)有驗(yàn)證手段由于通用性較差，在制定驗(yàn)證方法時(shí)通常遺漏部分驗(yàn)證項(xiàng)目，導(dǎo)致部分指標(biāo)未能在聯(lián)調(diào)自檢過程中進(jìn)行驗(yàn)證。本實(shí)用新型通過對(duì)遙測遙控信號(hào)和各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行分析，如不符合指標(biāo)要求即報(bào)錯(cuò)提示測試人員，單檢測試設(shè)備大大提高了驗(yàn)證的效率與自動(dòng)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(yàn)證方法通過示波器、信 號(hào)發(fā)生器等設(shè)備對(duì)地面測試系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)測試人員使用測量儀器的能力有一定要求。本實(shí)用新型可以簡單實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)驗(yàn)證，降低了對(duì)測試人員的要求，且在驗(yàn)證過程中減少了工作量；6、遙測遙控單檢測試設(shè)備由于實(shí)現(xiàn)了對(duì)星上遙測遙控設(shè)備的模擬，因此也適用于遙測遙控地面測試系統(tǒng)新設(shè)備的研制及考機(jī)工作中，以往新研設(shè)備無法在真星環(huán)境下進(jìn)行考機(jī)。遙測遙控新研地面測試設(shè)備可以通過單檢測試設(shè)備驗(yàn)證其功能，同時(shí)在上星測試前也可連接單檢測試設(shè)備進(jìn)行長時(shí)間考機(jī)，驗(yàn)證其穩(wěn)定性，如發(fā)現(xiàn)問題可進(jìn)行及時(shí)修改，從而避免了新研地面測試設(shè)備可能對(duì)星上設(shè)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(hào)流向圖；圖3為本實(shí)用新型組成原理圖；圖4為本實(shí)用新型內(nèi)部遙測模塊FPGA工作流程圖；圖5為本實(shí)用新型內(nèi)部遙控模塊FPGA工作流程圖；圖6為本實(shí)用新型對(duì)遙測信號(hào)調(diào)制原理圖；圖7為本實(shí)用新型對(duì)遙控信號(hào)解調(diào)原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，組成遙測遙控地面測試系統(tǒng)的設(shè)備包括遙控前端計(jì)算機(jī)(內(nèi)含遙控指令卡)、遙測前端計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、綜合基帶設(shè)備、監(jiān)視示波器、遙測視頻通道設(shè)備、遙控視頻通道設(shè)備和遙控長線控制器。遙測前端計(jì)算機(jī)上運(yùn)行有遙測前端軟件，遙控前端計(jì)算機(jī)上運(yùn)行有遙控前端軟件。各單機(jī)設(shè)備的功能介紹如下I)遙測視頻通道設(shè)備完成對(duì)下行遙測信號(hào)的匹配隔離與傳輸比控制，同時(shí)輸出處理后的遙測信號(hào)送示波器進(jìn)行監(jiān)視；2)遙控視頻通道設(shè)備完成對(duì)上行遙控信號(hào)的匹配隔離與傳輸比控制，同時(shí)輸出處理后的遙控信號(hào)送示波器進(jìn)行監(jiān)視；3)遙控長線控制器完成對(duì)上行信號(hào)的通道控制，輸入為I路遙控信號(hào)和I路控制信號(hào)，對(duì)輸出的2路遙控信號(hào)進(jìn)行通斷控制，輸出信號(hào)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(shè)備(CORTEX):完成對(duì)上行遙控信號(hào)的調(diào)制與下行遙測信號(hào)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(jì)算機(jī)上；6)示波器顯示遙測、遙控信號(hào)的波形，供測試人員觀察；7)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為系統(tǒng)內(nèi)部提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)；8)遙控前端計(jì)算機(jī)安裝遙控前端軟件，通過網(wǎng)絡(luò)向綜合基帶設(shè)備發(fā)送指令數(shù)據(jù)，并比對(duì)返回信息進(jìn)行比對(duì)與驗(yàn)證，通過網(wǎng)絡(luò)與單檢測試設(shè)備通信，調(diào)出指令碼字進(jìn)行比對(duì)； 9)遙測前端計(jì)算機(jī)安裝遙測前端軟件，通過網(wǎng)絡(luò)從綜合基帶設(shè)備獲取解調(diào)后的遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并將主份數(shù)據(jù)傳送至總控，通過網(wǎng)絡(luò)與單檢測試設(shè)備通信，將解出的遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。如圖2所示，遙測遙控單檢測試設(shè)備分別對(duì)組成遙控上行與遙測下行的測試系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行檢查。遙控前端計(jì)算機(jī)將遙控指令卡中碼字提取出來通過網(wǎng)絡(luò)送至綜合基帶設(shè)備，綜合基帶設(shè)備將其調(diào)制成PSK信號(hào)送至遙控視頻通道設(shè)備，遙控視頻通道設(shè)備對(duì)其幅度進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)星上遙控設(shè)備的接收能力，同時(shí)通過數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)信號(hào)的星地隔離，信號(hào)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(gè)通道，遙測遙控單檢測試設(shè)備內(nèi)部遙控模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這2個(gè)通道內(nèi)任意I個(gè)通道遙控信號(hào)的檢查。遙測遙控單檢測試設(shè)備調(diào)制出I路或者2路遙測PSK信號(hào)送至遙測視頻通道設(shè)備輸入端，遙測視頻通道設(shè)備通過數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)星地隔離，對(duì)其幅度進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)綜合基帶設(shè)備的接收能力后送至綜合基帶設(shè)備，綜合基帶設(shè)備對(duì)遙測PSK信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并將解調(diào)后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送至遙測前端計(jì)算機(jī)，遙測前端軟件對(duì)遙測數(shù)據(jù)進(jìn)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(shè)備內(nèi)部分為兩個(gè)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(shè)備有2個(gè)遙測接口與2個(gè)遙控接口，遙測視頻通道設(shè)備2個(gè)輸入接口通過2根BNC同軸電纜與單檢測試設(shè)備的遙測模塊連接，遙控長線控制器2個(gè)輸出接口通過2根BNC同軸電纜與單檢測試設(shè)備的遙控模塊連接。遙控模塊內(nèi)部包括遙控PSK信號(hào)解調(diào)器和FPGA。遙測模塊內(nèi)部包括遙測PSK信號(hào)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(duì)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(duì)外提供2個(gè)獨(dú)立接口，可以單路輸出也可同時(shí)輸出，接口輸出阻抗與衛(wèi)星遙測設(shè)備對(duì)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(duì)功能，支持對(duì)不同頻率、幅度、碼型、碼速率、等參數(shù)的副載波進(jìn)行解調(diào)。對(duì)外提供2個(gè)獨(dú)立接口，支持任意I路的遙控信號(hào)輸入，接口輸入阻抗與衛(wèi)星遙控設(shè)備對(duì)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(jìn)行上電初始化后，檢查是否與單檢測試軟件進(jìn)行連接，當(dāng)檢測到連接成功時(shí)，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(dāng)遙測模擬源數(shù)據(jù)格式正確時(shí)從程控軟件讀取遙測模擬信號(hào)指標(biāo)并鎖存到寄存器中，對(duì)遙測模擬源數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并將編碼結(jié)果送至遙測PSK信號(hào)調(diào)制器，遙測PSK信號(hào)調(diào)制器將調(diào)制結(jié)果向地面測試系統(tǒng)輸出；當(dāng)遙測模擬源數(shù)據(jù)格式不正確時(shí)，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(jìn)行上電初始化后，檢查是否與單檢測試軟件進(jìn)行連接，當(dāng)檢測到連接成功時(shí)，讀取軟件配套軟件中的遙控模擬信號(hào)指標(biāo)鎖存到寄存器中，同時(shí)獲取上行遙控信號(hào)數(shù)據(jù)，如果信號(hào)滿足寄存器中存儲(chǔ)的指標(biāo)要求則將接收到的遙控指令數(shù)據(jù)送至遙控PSK信號(hào)解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)和譯碼，如果數(shù)據(jù)不滿足指標(biāo)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(hào)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(shí)鐘由碼率發(fā)生器產(chǎn)生，碼元為O時(shí)設(shè)置相位為O度，碼元為I時(shí)設(shè)置相位為180度。I)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器依照IRIG幀格式標(biāo)準(zhǔn)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(shí)鐘將并行數(shù)據(jù)以設(shè)置的碼率串行輸出。3)碼型轉(zhuǎn)換器依照IRIG碼型標(biāo)準(zhǔn)，將串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成各種碼型的PCM信號(hào)。4)PSK調(diào)制器PSK調(diào)制器完成用數(shù)據(jù)對(duì)副載波進(jìn)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(hào)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(gè)碼元的調(diào)制時(shí)刻嚴(yán)格與遙測幀中斷時(shí)刻對(duì)齊， 否則不啟動(dòng)下行調(diào)制。如圖7所示，遙控PSK信號(hào)的解調(diào)，首先對(duì)接收信號(hào)進(jìn)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(hào)中的數(shù)據(jù)，恢復(fù)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(duì)正交的信號(hào)與輸入的信號(hào)進(jìn)行混頻，得到基帶信號(hào)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(shí)現(xiàn)副載波的同步跟蹤。本實(shí)用新型對(duì)地面測試設(shè)備的驗(yàn)證分為4步I)將遙測遙控地面測試設(shè)備按測試狀態(tài)進(jìn)行集成，并與遙測遙控單檢測試設(shè)備進(jìn)行連接，連接關(guān)系如圖I所示；2)將地面設(shè)備加電后設(shè)置為測試狀態(tài)，根據(jù)真實(shí)測試的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各地面測試軟件進(jìn)行配置。單檢測試設(shè)備加電后與配套軟件聯(lián)網(wǎng)，將衛(wèi)星遙控視頻信號(hào)的接收指標(biāo)和遙測視頻信號(hào)的發(fā)送指標(biāo)輸入單檢測試設(shè)備配套軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)星上遙測、遙控設(shè)備的模擬；3)單檢測試設(shè)備將根據(jù)輸入的遙測信號(hào)指標(biāo)向地面?zhèn)魉瓦b測信號(hào)，其中模擬源的遙測數(shù)據(jù)應(yīng)包括幀同步字，規(guī)則的幀計(jì)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(shè)備配套軟件將解析結(jié)果與模擬源數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，如比對(duì)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(shè)備配套軟件遙控模塊返回?cái)?shù)據(jù)是否正常，如單檢測試設(shè)備顯示信號(hào)正常、指令數(shù)據(jù)與指令卡比對(duì)結(jié)果一致，證明遙控上行通道正常，遙測遙控單檢測試設(shè)備對(duì)地面測試設(shè)備驗(yàn)證完畢。本實(shí)用新型說明書中未作詳細(xì)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(shè)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(hào)解調(diào)器和遙控FPGA，遙測模塊包括遙測PSK信號(hào)調(diào)制器和遙測FPGA ;遙控FPGA接收遙控測試指令信號(hào)并送至遙控PSK信號(hào)解調(diào)器，遙控PSK信號(hào)解調(diào)器對(duì)信號(hào)進(jìn)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(duì)遙測模擬源數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并將編碼結(jié)果送至遙測PSK信號(hào)調(diào)制器，遙測PSK信號(hào)調(diào)制器對(duì)信號(hào)進(jìn)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(shè)備，包括遙控模塊和遙測模塊，遙控模塊包括遙控PSK信號(hào)解調(diào)器和遙控FPGA，遙測模塊包括遙測PSK信號(hào)調(diào)制器和遙測FPGA。本實(shí)用新型遙測遙控單檢測試設(shè)備可以簡單模擬衛(wèi)星遙測設(shè)備與遙控設(shè)備，單檢測試設(shè)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(hào)和發(fā)送模擬遙測下行信號(hào)供地面測試系統(tǒng)解調(diào)，對(duì)遙測遙控地面測試系統(tǒng)及上、下行通道的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。本實(shí)用新型具有可靠性高，通用性好的特點(diǎn)，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(shí)也適用于遙測遙控地面測試設(shè)備的研發(fā)工作中。
文檔編號(hào)H04B17/00GK202713318SQ20112049689
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國空間技術(shù)研究院