[发明专利]一种支持SSA、SMA链路的星载中继用户终端

说明书

本发明公开一种支持SSA、SMA链路的星载中继用户终端，包括收发处理模块、宽波束天线模块和相控阵天线模块，各模块之间通过高频电缆和低频电缆连接；收发处理模块，接收SSA、SMA链路的前向遥控射频信号，处理形成前向遥控中频信号，进行捕获、跟踪、解调处理，解调出遥控数据送至航天器平台；接收来自于航天器平台的返向遥测信息，进行编码、扩频、调制处理后进行变频发射；通过总线接口接收航天器轨道、姿态信息，结合中继星轨道实时完成波束指向角计算；宽波束天线模块发送SSA、SMA链路的前向遥控射频信号至收发处理模块；相控阵天线模块，接收收发处理模块提供的射频信号和控制信号，完成链路射频信号的功率放大和空间波束合成与指向控制。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种支持SSA、SMA链路的星载中继用户终端。

背景技术

随着天基测控技术的发展，中继用户终端在低轨卫星上得到了广泛的应用。当前，一代中继卫星系统只有SSA链路，二代中继卫星系统除了SSA链路，还包括SMA链路，且SSA、SMA链路对应不同的前向遥控射频信号和返向遥测射频信号。另外二代中继卫星系统等效全向辐射功率(EIRP)、接收G/T值等系统指标相对于一代中继卫星系统也发生变化，尤其是SMA链路，EIRP值和G/T值更低，此时采用一代中继终端的硬件配置无法实现低轨卫星和中继卫星之间天基测控通信。

传统中继用户终端由信号处理模块和两幅测控天线(一收一发)组成，其中信号处理模块内部包括10W的功放单元，接收天线采用左旋圆极化形式，发射天线采用右旋圆极化形式。该配置满足一代中继卫星SSA链路测控需求，无法兼容二代中继卫星SSA、SMA两种链路。

为了实现二代中继卫星系统SSA、SMA链路天基测控，同时满足多颗在轨一代中继卫星SSA链路的测控需求，设计一种兼容SSA、SMA链路的星载中继用户终端，满足一、二代中继卫星测控通信，使天基测控发挥更大的效能。

发明内容

本发明提供了一种支持SSA、SMA链路的星载中继用户终端，该用户终端兼容SSA、SMA两种链路，可以与一、二代中继卫星系统建立天基测控链路，实现两种工作模式的一体化设计。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种支持SSA、SMA链路的星载中继用户终端，包括收发处理模块、宽波束天线模块和相控阵天线模块，各模块之间通过高频电缆和低频电缆连接；所述收发处理模块包括基带模块、射频收发模块和波束指向角分析模块；

基带模块：接收SSA、SMA链路的前向遥控射频信号，处理形成前向遥控中频信号，进行捕获、跟踪、解调处理，解调出遥控数据送至航天器平台；

射频收发模块：接收来自于航天器平台的返向遥测信息，进行编码、扩频、调制处理后进行变频发射；

波束指向角分析模块：通过总线接口接收航天器轨道、姿态信息，结合中继星轨道实时完成波束指向角计算；

宽波束天线模块，发送SSA、SMA链路的前向遥控射频信号至收发处理模块；

相控阵天线模块，接收收发处理模块提供的射频信号和控制信号，完成链路射频信号的功率放大和空间波束合成与指向控制。

进一步的，所述宽波束天线模块采用双绕背射螺旋天线形式，双线螺旋线在锥状天线支撑管的外表面上，馈电点相位相差180°，通过调整天线的螺旋直径、螺距及螺距角产生满足较宽的覆盖范围和较大天线增益。

进一步的，所述波束指向角分析模块在完成波束指向角计算时，具体原理如下：

(1)首先对卫星轨道预处理：包括低轨卫星轨道预处理和中继卫星轨道预处理，以将卫星提供的轨道信息转化到惯性坐标系下的位置矢量；

(2)在地心惯性坐标系下，计算低轨卫星指向中继卫星的位置矢量；