[发明专利]适应深空探测的近地远地功率放大器切换方法及系统

权利要求书

1.一种适应深空探测的近地远地功率放大器切换方法，其特征在于，包括：

步骤S1：根据深空探测器的下行发射系统参数和地面站接收系统参数，计算下行测控链路的余量，确定足够链路余量下的功率放大器最佳切换时机；

步骤S2：深空探测器在射前状态至器箭分离前，设置下行固放单1W状态；

步骤S3：器箭分离后，星上综合电子分系统或数管分系统通过程控指令将固放备份加电，开启固放双1W状态，实现两条下行固放通道热备份；

步骤S4：深空探测器处于近地飞行状态，根据链路需求，切换为固放单9W；

步骤S5：深空探测器处于远地飞行状态，根据链路需求，切换为行放100W；

其中，固放共有A、B机，主备份关系，每个输出功率有1W和9W两种模式，固放单1W为固放A输出功率1W；固放双1W为固放A和固放B输出功率各1W。

2.根据权利要求1所述的适应深空探测的近地远地功率放大器切换方法，其特征在于，所述步骤S2中在射前状态至器箭分离前，设置下行固放单1W状态，下行通道为应答机+固放+对地低增益发射天线的工作模式。

3.根据权利要求1所述的适应深空探测的近地远地功率放大器切换方法，其特征在于，所述步骤S1中计算链路余量包括：

卫星星上到天线的输出功率P与卫星发射天线净增益G的乘积为卫星有效全向辐射功率EIRP：

[EIRP]＝[P]+[G]

下行信号的载波频点为f，卫星与深空站的最大距离为R，自由空间损耗Loss：

[Loss]＝20lgf+20lgR+32.44

大气损耗La，天线指向和极化损耗L，地面天线接收增益Gr，地面实际接收的信噪比S/N：

[S/N]＝[EIRP]-[Loss]-L-La+Gr

地面站解调信号需要的信噪比S₀/N₀,下行测控链路余量S：

[S]＝[S/N]-[S₀/N₀]。

4.根据权利要求3所述的适应深空探测的近地远地功率放大器切换方法，其特征在于，根据计算的链路余量S大于3dB的原则，确定下行通道由固放双1W切换为固放单9W和固放切换为行放100W的最远器地距离R1和R2，结合探测器的飞行轨迹和姿态速度，选择相应切换的时机T1和T2。

5.根据权利要求4所述的适应深空探测的近地远地功率放大器切换方法，其特征在于，所述步骤S4中在T1时刻，探测器处于近地飞行状态，将固放双1W切换为固放单9W，满足对地通信链路需求。

6.根据权利要求4所述的适应深空探测的近地远地功率放大器切换方法，其特征在于，所述步骤S5中在T2时刻，探测器处于远地飞行状态，关闭固放单9W，开启行放100W，满足对地通信链路需求。

7.一种适应深空探测的近地远地功率放大器切换系统，其特征在于，包括：

模块M1：根据深空探测器的下行发射系统参数和地面站接收系统参数，计算下行测控链路的余量，确定足够链路余量下的功率放大器最佳切换时机；

模块M2：深空探测器在射前状态至器箭分离前，设置下行固放单1W状态；

模块M3：器箭分离后，星上综合电子分系统或数管分系统通过程控指令将固放备份加电，开启固放双1W状态，实现两条下行固放通道热备份；

模块M4：深空探测器处于近地飞行状态，根据链路需求，切换为固放单9W；

模块M5：深空探测器处于远地飞行状态，根据链路需求，切换为行放100W；

其中，固放共有A、B机，主备份关系，每个输出功率有1W和9W两种模式，固放单1W为固放A输出功率1W；固放双1W为固放A和固放B输出功率各1W。

8.根据权利要求7所述的适应深空探测的近地远地功率放大器切换系统，其特征在于，所述模块M2中在射前状态至器箭分离前，设置下行固放单1W状态，下行通道为应答机输出信号到固态功率放大器进行信号放大，放大后的信号通过低增益发射天线发射到地球的工作模式。