Рассмотрен конфигурируемый приемник команд S-диапазона (от 2025 до 2110 МГц) CR-313 для летательных аппаратов.
Приемник состоит из четырех основных узлов: понижающего преобразователя S-диапазона, тракта ПЧ с системой АРУ, цифрового демодулятора и источника питания. Для уменьшения внутренних паразитных сигналов в тракте РЧ используется супергетеродинная схема с однократным преобразованием.
Приемник состоит из четырех основных узлов: понижающего преобразователя S-диапазона, тракта ПЧ с системой АРУ, цифрового демодулятора и источника питания. Для уменьшения внутренних паразитных сигналов в тракте РЧ используется супергетеродинная схема с однократным преобразованием.
Конфигурируемый приемник команд S-диапазона CR-313 для летательных аппаратов (1)
Описание составных частей приемника команд CR-313
Демодулятор
В цифровом демодуляторе приемника команд CR-313 используются передовые методы цифровой обработки сигнала (DSP), реализованные в программируемой логической интегральной схеме (FPGA), для синхронизации с несущей/отслеживания и восстановления данных.
На вход дискретизирующего A/D конвертера поступает сигнал промежуточной частоты (IF) 70 МГц и прямым преобразованием преобразуется в цифровую форму. Синхронизация с несущей, доплеровское отслеживание сигнала, детектирование поднесущей и тактовая синхронизация - все это выполняется в цифровом виде для формирования группового спектра данных и тактового выхода.
Групповой спектр данных конвертируется, при необходимости, из формата NRZ-M в формат NRZ-L внутри блока приемника команд CR-313 для формирования выходного потока данных по восходящему каналу связи. Кроме того предусмотрены различные телеметрические сигналы состояния и статуса оборудования.
Приемник
Приемник состоит из четырех основных узлов: понижающего преобразователя S-диапазона, тракта ПЧ с системой АРУ (IF/AGC), цифрового демодулятора и источника питания.
Конструктивно блок приемника команд CR-313 разделен на функциональные модули, что обеспечивает изоляцию радиочастотной части, цифровой и электропитания, а также технологичность и контролируемость качества составных частей, необходимых для экономически эффективного производства продукта.
Радиомодуль
Для максимального уменьшения внутренних паразитных сигналов в тракте РЧ используется супергетеродинная схема с однократным преобразованием частоты.
Понижающий преобразователь принимает РЧ входные сигналы в S-диапазоне от 2025 до 2110 МГц и выполняет фиксированное преобразование на промежуточную частоту 70 МГц.
Тракт ПЧ иметь ограниченную полосу пропускания для уменьшения общей мощности шумового сигнала и обеспечивает сглаживание входного сигнала, подводимого к цифровому демодулятору.
Четырехступенчатая система АРУ поддерживает сигнал ПЧ на входе цифрового демодулятора на фиксированном уровне, подходящем для выполнения прямого преобразования сигнала ПЧ в цифровую форму.
Механические характеристики
Каждый из четырех основных узлов приемника команд CR-313 представляет собой отдельную секцию, которые вместе образуют блок приема команд в S-диапазоне частот.
Механический корпус блока разработан так, чтобы минимизировать число межмодульных соединений.
В корпусе отсутствуют сборки печатными платами (ПП), содержащих слепые или переходные соединения в пределах любого модуля приемника. Кроме того, доступ к каждой из сборке ПП обеспечивается путем открытия блока с последующим удалением закрывающих крышек вместе со связанными с ними крепежными элементами.
Инновационный дизайн и современная технология
Цифровой приемник команд S-диапазона модели CR-313 от L-3 Cincinnati Electronics выполнен на базе существующей для приемников S и УВЧ диапазонов элементной базе.
Секция демодулятора приёмника команд выполнена с использованием современного метода дискретизации промежуточной частоты (IF). Приёмник сочетает новейшие методы проектирования с высокой надёжностью и ранее применяемыми схемами и алгоритмами.
Цифровая реализация обеспечивает гибкость легкого переконфигурирования приемника команд CR-313 с целью возможности применения в различных приложениях.
Доступные конфигурации имеют режим системы слежения за космическими аппаратами и сбора данных - STDN, режим системы связи "космос-земля" -SGLS, модуляцию BPSK и прямую модуляцию с частично подавленной несущей. Также доступны мультирежимные конфигурации.
Технические характеристики: CR-313
| Входные характеристики | |
| Частотный диапазон | S-диапазон с частотами (2025 - 2110) МГц (частоты выбираемые или фабрично установленные) |
| Рабочая полоса частот | 500 кГц (выбирается для пропускания спектра данных с учетом Доплер-эффекта и скорости передачи данных) |
| Опорная частота | простой кварцевый генератор, обеспечивающий стабильность опорного сигнала для системы ФАПЧ с низким фазовым шумом |
| Импеданс антенны Z | 50 Ом (номинально) |
| Чувствительность приемника | минус 120 дБм при коэффициенте битовых ошибок (BER) 1x10⁻⁶ и скорости передачи данных 2 кбит/с (режим STDN) |
| Захват сигнала | в полосе (f0 ± 104) кГц при уровне минус 122 дБм, скорости сканирования 750 Гц/с с отслеживанием модуляции, связанной с Доплер-эффектом |
| Коэффициент шума | максимум 4 дБ |
| Динамический диапазон | от минус 130 до минус 30 дБм |
| Входная мощность РЧ | максимум +3 дБм без повреждения |
| Модуляция |
- конфигурация 1: линейная фазовая модуляция (индекс модуляции 1 рад.) с BPSK модулированной поднесущей 16 кГц (STDN);
- конфигурация 2: BPSK;
- конфигурация 3: режим работы системы SGLS (наземно-космическая система связи) для ВВС США;
- конфигурация 4: прямая модуляция с частично подавленной несущей
|
| Форматы данных | NRZ-L, NRZ-M, Манчестер-кодирование |
| Скорость передачи данных | определяется пользователем из следующих значений: 1K, 2K, 4K, 8K, 16K, 32K, 64K, 128K |
| Выходные характеристики | |
| Данные команд и тактовые импульсы | в формате RS-422 |
| Блокировка приемника | двухуровневый (несимметричный) сигнал |
| Бит блокировки синхронизации | двухуровневый (несимметричный) сигнал |
| Уровень сигнала | аналоговый (линейный от 0 до 5 В источника постоянного тока) |
| Контроль Sec V | аналоговый |
| Температура | термистор |
| Требования к электропитанию | |
| Входное напряжение | +28 В источника постоянного тока от шина космической станции |
| Мощность от источника входного электропитания | менее 4 Вт |
| Требования к окружающей среде | |
| Температура | от минус 55 до 125 °C (в нерабочем состоянии) и от минус 40 до 75 °C в рабочем состоянии |
| Вибрация | случайная, 25 grms по 3-м осям |
| Удары | 1300 g |
| Физические характеристики | |
| Размеры | (6.5" W x 5.5" D x 3.6" H); общий объем 107.25 in³ /(165 х 140 х 91) мм; 1,76 л |
| Масса | 4.0 lb./1,81 кг максимум (1,81 кг) |
| Излучение | |
| Общая доза | 60 кРад (Si) минимум |
| Защелкивание | отсутствует |
| Коэффициент сбоев | менее 2-х в год |
Источники информации:
- CR-313 RECEIVER - L-3 Cincinnati Electronincs, 2012. [Электронный ресурс]. URL: http://www.cinele.com/images/space_datasheets/cr-313.pdf (дата обращения: 22.01.2015).
0 коммент.:
Отправить комментарий