[发明专利]一种用于实现高动态和低时延空间遥操作的星间通信系统

权利要求书

1.一种用于实现高动态和低时延空间遥操作的星间通信系统，其特征在于包括：第一卫星A、第二卫星B；其中第一卫星A和第二卫星B分别又包括星间通信机、星间微波网络、星间通信天线；

第一卫星A的星间通信天线将接收到来自第二卫星B的射频信号通过星间微波网络，发送至星间通信机进行BPSK解调、滤波、格式化、解扰、同步校验后恢复出有效载荷数据和第二卫星B的整星遥测数据，星间通信机通过CAN总线将有效载荷数据和第二卫星B的整星遥测数据分别传送给相关的用户使用；同时第一卫星A的星间通信机接收星务分系统通过CAN总线送来的第二卫星B的遥操作指令，并对该遥操作指令进行BPSK调制、功率放大、滤波后，通过星间微波网络和星间通信天线以射频信号形式发送至第二卫星B；

第二卫星B的星间通信天线接收到来自A星的射频信号，通过星间微波网络将该射频信号送至第二卫星B的星间通信机；星间通信机对射频信号进行BPSK解调、滤波、格式化、同步后恢复出遥操作指令，通过RS422接口将其传送给B星的相关用户执行相应的遥操作任务；第二卫星B的星间通信机接收到来自星务分系统的有效载荷和整星遥测数据，并对其进行BPSK调制、功率放大、滤波，通过星间微波网络和星间通信天线以射频信号形式发送至第一卫星A；

所述第一卫星A的星间通信机又包括星间下位机、星间接收机和发射机；其中星间下位机包括第一星间下位机和第二星间下位机，二者互为冷备份；星间接收机包括第一星间接收机和第二星间接收机，两者同时工作，互为热备份；星间发射机包括第一星间发射机和第二星间发射机，二者互为冷备份；

第一卫星A的第一星间接收机和第二星间接收机同时对接收的射频信号进行解调、滤波、格式化、解扰、同步并校验后，得到来自第二卫星B的有效载荷数据和第二卫星B的整星遥测数据并进行存储，同时将其发送至第一星间下位机或者第二星间下位机；第一星间下位机或者第二星间下位机根据有效载荷数据和整星遥测数据的校验的正确性，设置有效载荷数据和整星遥测数据包标志的有效性；当CAN总线轮询第一卫星A的第一星间下位机或第二星间下位机时，根据一定的择优原则，选择输出两路有效载荷数据和第二卫星B的整星遥测数据；

第一卫星A的第一星间下位机或者第二星间下位机将接收到的星务分系统通过CAN总线送来的第二卫星B的遥操作指令，发送至第一发射机或者第二发射机，第一发射机或者第二发射机对该遥操作指令进行BPSK调制、功率放大、滤波后，通过星间微波网络和星间通信天线以射频信号形式发送至第二卫星B；

第一卫星A的第一星间接收机和第二星间接收机在581ms内完成对接收的射频信号的解调、滤波、格式化、解扰、同步、校验后，并进行存储；

所述第二卫星B的星间通信机又包括星间接收机和星间发射机，星间接收机包括第一星间接收机和第二星间接收机，第一星间接收机和第二星间接收机同时工作，互为热备份；星间发射机包括第一星间发射机和第二星间发射机，二者互为冷备份；

第二卫星B的第一接收机和第二接收机将星间微波网络发送的射频信号在一定时间内对射频信号进行BPSK解调、滤波、格式化、同步后恢复出遥操作指令，通过RS422接口将其传送给B星的相关用户执行相应的遥操作任务；

第二卫星B的第一发射机或者第二发射机接收到来自星务分系统的有效载荷和整星遥测数据，并对其进行BPSK调制、功率放大、滤波，通过星间微波网络和星间通信天线以射频信号形式发送至第一卫星A；

所述第一卫星A和第二卫星B的星间天线波束宽度为±60°；

所述第一卫星A和第二卫星B的星间通信天线通信距离在0.15m～15km范围内；

所述第一卫星A和第二卫星B的星间通信天线高出星体表面156mm；

所述第一卫星A和第二卫星B的星间天线分别安装在卫星本体坐标系的+X面、-X面；

所述第一卫星A和第二卫星B分别在卫星本体坐标系的+X面、－X面存在对接环，B星对接环高度88mm，A星对接环高度103mm；

星间通信天线的安装原则如下：

(1)根据A星和B星的辐射模型星的测试结果，选取A星和B星的星间通信天线与星上射频设备间的隔离度相差最大的结果，并根据该结果确定A星和B星的星间通信天线在卫星本体坐标系的X面、-X面的具体安装位置；

(2)根据步骤(1)中确定A、B星星间通信天线的安装位置，并根据A、B星星间通信天线收发隔离度的测试结果确定天线的安装角度和方式：

a、将A、B卫星的星间通信天线安装于步骤(1)中确定的辐射模型星中的相应位置；

b、选取星间通信系统的工作频率f1，保持B星星间天线不动，第一卫星A的星间通信天线底座的参考方向指向卫星的+Z方向，利用矢量网络分析仪测试分别记录A、B卫星天线的隔离度；

c、保持B星星间天线不动，第一卫星A的星间通信天线底座的参考方向指向卫星的+Y方向，利用矢量网络分析仪分别记录A、B卫星天线隔离度的测试结果；

d、保持B星星间天线不动，使得A星的星间通信天线底座的参考方向指向卫星的-Z、－Y方向，利用矢量网络分析仪分别记录A、B卫星天线隔离度的测试结果；

e、A星星间天线保持不动，第二卫星B的星间通信天线底座的参考方向指向卫星的+Z、+Y、-Z、－Y方向，利用矢量网络分析仪分别记录A、B星星间通信天线隔离度测试结果；

f、选取星间通信系统的工作频率f2，重复步骤b、c、d、e，记录下A、B卫星星间通信天线底座的参考方向指向卫星的+Z、+Y、-Z、－Y方向时的天线隔离度测试结果；

g、根据以上测试结果，将工作频率f1和f2下A、B卫星天线参考方向相同指向时测量得到的A、B卫星星间通信天线隔离度进行求差，求差绝对值最小的一组隔离度对应的位置为A、B卫星星间通信天线的安装角度和方向。