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卫星数据采集系统是一种通过远端数据采集平台采集数据或是对数据采集平台进行定位的系统。它可以广泛应用于地质、地震、海洋、气象、环保等领域。“鑫诺号”卫星数据采集系统是国家计委投巨资研制开发的国内第一个具有自主知识产权的卫星数据采集系统,被列为国家示范工程。
本文首先对卫星数据采集系统的总体结构和工作原理进行了介绍。接下来,就作者研制开发的远端站中频收发单元做了详细地分析和讨论。文中提出了一种新的双载频调制方案,用于解决发射机中的载波泄漏问题。经过实验证明,该方案能够在很大程度上消除发射机的载波泄漏现象,大大提高输出信号的载波抑制比,是一种简单有效而且实用的方法。针对“鑫诺号”卫星数据采集系统远端站中频发射机要求为高功率上变频器(HPC)通过一根电缆提供:(1)HPC的电源;(2)L波段的已调信号;(3)HPC中频综的参考频率,为此设计了独特的耦合方案,实践证明该方案是确实可行的。
文章详细分析了研制“鑫诺号”卫星数据采集系统远端站中频接收机中所遇到的技术难点和关键技术,其中最主要的就是由于卫星摄动和前端低噪声下变频器(LNB)的本振频率稳定度不够高而引起的±30KHz的频率漂移问题。
为此,我们提出了三种不同的设计方案,根据每一种方案的实验调试结果给出了原因分析和问题讨论。论文还提出了一种载波恢复电路的实现方法,用于恢复QPSK已调信号的载波,并且研究了该电路的优缺点。
论文其余部分是“鑫诺号”卫星数据采集系统远端站中频收发单元的硬件实现和调试过程,具体论述了中频收发机的功能、构成、芯片选用,并给出了上星(“鑫诺号”卫星)联试的现场测试数据资料,以及硬件实现的原理图。