
技术摘要:
本发明提供了一种星载原子钟的下变频信号处理方法和变频组件,该方法包括:包括:接收星载氢原子钟物理系统输出的调幅信号;对所述调幅信号进行隔离,得到预设带宽的第一信号;对所述第一信号进行放大、滤波处理之后,与声表面波振荡器输出的振荡信号进行混频,得到混 全部
背景技术:
目前,全球卫星导航系统包括全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、 俄罗斯的GLONASS导航系统、欧洲的伽利略导航系统和中国的北斗导航系统。由天上的卫星 发射的无线电信号(携带有卫星时间和位置),经2万至3万公里的距离到达地面后,由地面 终端接收。然后,通过提取卫星信号时间,并将其与本地时间进行求差,可得到信号的传播 时间。将该传播时间乘上光速,即可得到卫星和地面间距离。由于光速非常高,要精确定位, 就要求对时间的测量精度非常高,比如时间测量误差为10纳秒时,对应的空间距离误差就 达到3米。日常活动中对定位的要求基本在数米左右,这就需要空间的卫星具有良好的时间 保持能力,各个卫星之间的时间差需要保持在数纳秒以内。 北斗全球系统空间段包括30颗组网卫星,其中24颗中地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)卫星,3颗地球静止轨道(The geostationary orbit,GEO)卫星和3颗倾斜地球 同步轨道(Inclined Geosynchronous Satellite Orbit,IGSO)卫星)。北斗全球系统主要 为全球各类用户提供定位、导航、测速、授时和通信等服务。根据全球系统总体设计要求,北 斗全球系统精度指标按照1小时更新一次全星座星历的运行管理模式,指标为UERE 0.6m。 同时,北斗全球系统在考虑有星间链路支持的工作模式下,设定调整间隔不小于200天,故 要求星载钟的频率准确度2E-11,秒稳定度3E-12,万秒稳定度3.3E-14,天稳定度1.2E-14, 频率漂移率5.8E-13/天。 下变频组件位于星载氢原子钟物理系统后级输出,其将物理微波腔中激荡出的带 有晶振及微波腔误差信息的微波信号频谱搬移至中频部分以供后级检波电路进行处理。下 变频组件在变频处理过程中要控制其自身产生的噪声对信号通路的影响,且额外带来的相 位抖动要尽可能地控制在最低水平。
技术实现要素:
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种星载原子钟的下变频信号处理 方法和变频组件。 第一方面,本发明提供一种星载原子钟的下变频信号处理方法,包括: 接收星载氢原子钟物理系统输出的调幅信号; 对所述调幅信号进行反向隔离,得到预设带宽的第一信号; 对所述第一信号进行放大、滤波处理之后,与声表面波振荡器输出的本地振荡信 号进行混频,得到混频信号; 对所述混频信号进行放大处理,得到预设增益和预设频率的载波信号。 可选地,所述调幅信号包括:微波腔和晶振的误差信息;其中所述星载氢原子钟物 4 CN 111555998 A 说 明 书 2/5 页 理系统输出的调幅信号的中心频点的频率范围包括:1420.405MHz±1.75MHz。 可选地,所述对所述调幅信号进行反向隔离,得到预设带宽的第一信号,包括: 在所述调幅信号的接收通道中通过串联的铁氧体隔离器对所述调幅信号进行过 滤,得到预设带宽的第一信号。 可选地,对所述第一信号进行放大、滤波处理,包括: 将所述第一信号依次通过第一放大器、滤波器、第一可调衰减网络、第二放大器, 得到经过两级放大的滤波信号。 可选地,对所述混频信号进行放大处理,得到预设增益和预设频率的载波信号,包 括: 将所述混频信号依次通过第二可调衰减网络、第一中频放大器、第三可调衰减网 络、第二中频放大器,得到经过两级放大,且符合预设增益和预设频率的载波信号。 第二方面,本发明提供一种星载原子钟的变频组件,应用于上述第一方面中任一 项所述的方法,所述变频组件包括L型外壳,所述L型外壳中安装有:输入接口、隔离器、第一 放大链路、声表面波振荡器、第二放大链路、输出接口;其中: 所述输入接口,用于接收星载氢原子钟物理系统输出的调幅信号; 所述隔离器,用于对所述调幅信号进行反向隔离,得到预设带宽的第一信号; 所述第一放大链路,用于对所述第一信号进行放大、滤波处理; 所述声表面波振荡器,用于生成本地振荡信号; 所述第二放大链路,用于将所述第一信号进行放大、滤波处理之后与振荡信号混 频得到的混频信号进行放大处理,得到预设增益和预设频率的载波信号; 所述输出接口,用于将所述载波信号传输给外部的检波电路。 可选地,所述调幅信号包括:微波腔和晶振的误差信息;其中所述星载氢原子钟物 理系统输出的调幅信号的中心频点的频率范围包括:1420.405MHz±1.75MHz。 可选地,所述第一放大链路包括:依次串联的第一放大器、滤波器、第一可调衰减 网络、第二放大器。 可选地,所述第二放大链路包括:依次串联的第二可调衰减网络、第一中频放大 器、第三可调衰减网络、第二中频放大器。 可选地,所述L型外壳的两面微带板接地,且所述L型外壳内部构成单独的屏蔽腔。 与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果: 本发明提供的星载原子钟的下变频信号处理方法和变频组件,可以将星载氢原子 钟物理系统输出的L波段信号转换至较低的频段,且有效降低下变频过程中引入的噪声干 扰,提高载波信号的质量。 附图说明 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显: 图1为本发明提供的一种星载原子钟的下变频信号处理方法的原理示意图; 图2为本发明提供的一种星载原子钟的变频组件的信号处理流程示意图; 图3为本发明提供的一种星载原子钟的原理框图; 5 CN 111555998 A 说 明 书 3/5 页 图4为本发明提供的星载原子钟的变频组件的主视图; 图5为本发明提供的星载原子钟的变频组件的右视图; 图6为本发明提供的星载原子钟的变频组件的左视图。