Рассмотрен приемник команд CR-312 для спутниковых систем ретрансляции тактической информации с ФМн-2 модуляцией (TDRSS/BPSK).
Секция демодулятора приёмника выполнена на основе современных методов дискретизации ПЧ (IF). Разработка является результатом обширных внутрипроектных работ и ОКР, направленных на реализацию высокоустойчивого к ионизирующему излучению приемника следующего поколения.
Секция демодулятора приёмника выполнена на основе современных методов дискретизации ПЧ (IF). Разработка является результатом обширных внутрипроектных работ и ОКР, направленных на реализацию высокоустойчивого к ионизирующему излучению приемника следующего поколения.
Двухрежимный приемник цифровых команд CR-312. Общие сведения.
Приемник команд модели CR-312 является следующим поколением двухрежимных приемников цифровых команд для спутниковых систем ретрансляции тактической информации с ФМн-2 модуляцией (TDRSS/BPSK) от компании L-3 Cincinnati Electronics.
Секция демодулятора приёмника команд выполнена на основе современных методов дискретизации промежуточной частоты (IF).
Разработка является результатом обширных внутрипроектных и опытно-конструкторских работ, направленных на реализацию высоко устойчивого к ионизирующему излучению приемника следующего поколения.
Приёмник команд сочетает в себе современные методы проектирования с высокой надёжностью и используемых ранее схем и алгоритмов. Цифровая реализация обеспечивает гибкость и легкость переконфигурирования приемника команд для обеспечения возможности применения его в многочисленных приложениях, способных работать в условиях длительных миссий.
Демодулятор
В цифровом демодуляторе приемника команд CR-312 используются современные методы цифровой обработки сигнала (DSP) для синхронизации с несущей, отслеживания и восстановления данных, реализованные в программируемой логической интегральной схеме (FPGA).
Дискретизирующий IF конвертер A/D принимает входные сигналы с частотой 70 МГц и конвертирует их непосредственно в цифровой формат. Сжатие спектра, синхронизация с несущей, доплеровское отслеживание сигнала, детектирование несущей и тактовая синхронизация - все это выполняется в цифровом виде для формирования полосы частот данных и тактового выхода.
Полоса частот данных преобразуется, при необходимости, из формата дифференциального кодирования NRZ-M в формат NRZ-L для формирования выходного потока данных команд восходящей линии 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. Для обеспечения развязки РЧ тракта, цифровой части и источника электропитания, а также для обеспечения технологичности и проверяемости блока, необходимых для экономически эффективного производства, приемник конструктивно разбит на функциональные модули, размещенные в нескольких слоях друг над другом.
Радиомодуль
Для максимального уменьшения внутренних паразитных сигналов тракт РЧ использует супергетеродинную схему построения с однократным преобразованием частоты. Преобразователь S-диапазона принимает входные сигналы в диапазоне частот от 2025 до 2110 МГц и выполняет фиксированное преобразование входных сигналов приемника к промежуточной частоте (ПЧ) 70 МГц.
Тракт ПЧ имеет ограниченную полосу пропускания для уменьшения общей мощности шума и обеспечивает сглаживание сигнала, подводимого к цифровому демодулятору.
Трехступенчатая система АРУ поддерживает сигнал ПЧ на входе цифрового демодулятора на фиксированном уровне, подходящем для выполнения прямого преобразования сигналов в цифровую форму.
Механические свойства
Каждый из четырех основных узлов приемника команд представляет собой отдельную секцию, которые вместе образуют блок приема команды S-диапазона.
Механический корпус блока был разработан так, чтобы число межмодульных соединений было минимальным. Межмодульные соединения приемника расположены по уровню ниже боковых стенок, что можно видеть на рисунке механической структуры блока.
Модули не содержат печатные платы (ПП), которые имели бы невидимые или скрытые переходные соединения. Доступ к каждой плате производится путем открывания блока и удаления внешних крышек вместе с соответствующими креплениями.
Технические характеристики приемника цифровых команд CR-312
| Входные характеристики | |
| Частотный диапазон | S-диапазон с частотами (2025 - 2110) МГц (частоты выбираемые или фабрично установленные) |
| Рабочая полоса частот | 8 МГц |
| Опорная частота | простой кварцевый генератор, обеспечивающий стабильность опорного сигнала, для системы ФАПЧ с низким фазовым шумом |
| Импеданс антенны Z | 50 Ом |
| Чувствительность приемника |
- минус 115 дБм при скорости передачи данных BPSK - двоичной фазовой модуляции 2 кбит/с и коэффициенте битовых ошибок (BER) 1 x 10⁻⁸;
- минус 137 дБм при скорости передачи данных TDRSS - системы ретрансляции тактической информации 125 бит/с и коэффициенте битовых ошибок (BER) 1 x 10⁻⁵
|
| Захват сигнала | в полосе (f0 ± 110) кГц при уровне сигнала минус 122 дБм и скорости сканирования 750 Гц/с. Захват сигнала BPSK в полосе доплеровского сдвига усовершенствованной спутниковой системы слежения и ретрансляции данных - TRDSS (f0 ± 1,5) кГц при уровне сигнала минус 137 дБм и скорости сканирования 70 Гц/с. |
| Коэффициент шума | максимум 4 дБ |
| Динамический диапазон | от минус 137 до минус 50 дБм |
| Входная мощность РЧ | максимум +3 дБм без повреждения |
| Модуляция | широкополосная модуляция в соответствии с руководством НАСА SNUG 530 для системы TDRSS и двоичная фазовая модуляция BPSK |
| Форматы данных | NRZ-L и NRZ-M |
| Скорость передачи данных |
- в режиме TRDSS 125 бит/с и 1 кбит/с;
- в режиме BPSK - 2 кбит/с и 128 кбит/с
|
| Определение дальности | опционально |
| Дешифрование | опционально |
| Выходные характеристики | |
| Данные команд и тактовые импульсы | резервированные в формате RS-422 |
| Блокировка приемника | открытый коллектор (однопроводный) |
| Бит синхронизации блокировки | открытый коллектор (однопроводный) |
| Уровень сигнала | аналоговый выход с уровнем (0 - 3) В источника постоянного тока |
| Контроль Sec V | аналоговый выход с уровнем (0 - 3) В источника постоянного тока |
| Контроль температуры | термистор |
| Требования к электропитанию | |
| Входное напряжение | +28 В источника постоянного тока от шины космического корабля |
| Входная мощность источника электропитания | менее 8 Вт |
| Требования к окружающей среде | |
| Температура | от минус 55 до 125 °С (в нерабочем режиме); от минус 20 до 60 °С (в рабочем режиме) |
| Вибрация | случайная, 25 grms по 3-м осям |
| Удары | 1300 g (частота от 0,8 до 3 кГц) |
| Высота | без ограничений |
| Физические характеристики | |
| Размеры | (6.5" W x 5.5" D x 4.2" H), общий объем 150.15 in³/(165 х 140 х 107) мм, 2,5 л) |
| Масса | менее 4.5 lb./2,05 кг |
| Излучение | |
| Общая доза | 60 кРад (Si) минимум |
| Защелкивание | пороговое значение LET более 75 МэВ/мг/см² |
| Коэффициент сбоев | менее 2-х в год |
Источники информации:
- Spacecraft TDRSS/BPSK Dual-Mode Receiver CR-312 - L-3 Cincinnati Electronics, 2006. [Электронный ресурс]. URL: http://www.cinele.com/images/space_datasheets/cr-312_receiver.pdf (дата обращения: 17.01.2015).
0 коммент.:
Отправить комментарий