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“嫦娥”的“信使”:星地射频信道沟通地月联系

2007-11-09 17:06:21| 点击:0| 评论:0| 好评:0| 坏评:0|第1页/共2页 << 上一页|下一页 >>

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侠客:tonytech15@yahoo.cn

"嫦娥"绕月,地面指挥,谁在之间当信使?

那就是星地射频信道。它建立了地月间的无线通道,担任了地月之间联系的"信使",实现对卫星的测控和数据传输。

实际上,卫星测控数传分系统有这样两个射频信道,一个是利用全向天线的测控信道,是低速的上行数据通道和下行数据通道;另一个是利用定向天线的数传信道,是个高速的通道,支持大量数据下传。"信使"是怎样沟通地球和月球的呢?卫星上的测控数传分系统与地面测控站是"信使"来往的两个"码头",承担着数据发送和接收的重要任务。例如,人们向卫星发射遥控信号,卫星接收到后,实现对卫星的控制;而语音数据、科学数据,则通过射频信道,发送到地面应用站,由地面接收,进行发布。

为"信使"搭上地月之桥。以前,在我国发射的卫星中,飞得最远的是双星探测计划中的两个极轨卫星,最远距离地球7万公里左右。而双星测控系统的测控能力设计在4万公里这个量级上。通信的难度与通信的距离密切相关。现在,嫦娥一号卫星飞离地球38万多公里,地面测控系统的支持能力远远达不到测控的需要,成为搭建这座桥梁的主要困难之一。

解决困难最直接、简单的方法就是对地面测控站进行改造。在国外,进行月球探测,包括深空探测,都是在地面建"大锅"--30米口径天线的大型测控站,有的天线口径甚至达到70米。而2004年探月工程立项时,我国最大的天线只为十几米,差距较大。

改造地面站耗时长,投资大。从立项时的情况来看,地面站改造进度与需求尚有差距。地面站的改造相对滞后,"搭桥"的困难压在卫星上。

为了实现38万多公里条件下的可靠测控和通信,在卫星、地面测控系统现有的基础上,星、地双方做了很多较大的适应性修改。从方案的构成上来说,嫦娥一号卫星测控分系统远比以前其他卫星复杂,在设计上采用了一系列新思路。

研制嫦娥一号卫星的天线是最主要的一道难关。航天科技集团公司504所集全所天线研究的中坚力量,经过一年的反复攻关,研制出测控全向天线,为远距离通信难题的最终解决打下了良好基础。测控数传分系统的工作状态受到卫星供配电的影响。当下行信道长时间满负荷运行时,产生的大量热量对卫星的热控又是一个巨大的考验。于是,下行信道设计得很特别,工作状态分了两档:当卫星飞至离地球较近的轨道时,只在功率较低的那档工作,这样既节省能源,又避免过度发热;而当远离地球时,才开足马力,满负荷运转。测控数传分系统方案的设计则巧妙的利用了半空间备份,原理巧妙,设备复杂,设计可靠。

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