一種用于星載微波輻射計的控制裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于星載微波輻射計的控制裝置，包括FPGA內部電路部分和數據采集電路部分，FPGA內部電路部分包括1553通信模塊、數據采集模塊、AGC控制模塊與天線驅動模塊；1553通信模塊用于實現星載微波輻射計與衛星控制中心間的數據通信，并負責將地面的指令傳輸到FPGA內部電路部分中的其他模塊，控制整個星載微波輻射計的狀態、天線的掃描模式以及AGC的設置；數據采集模塊負責從數據采集電路采集星載微波輻射計的數據，并將這些數據傳輸給1553通信模塊；AGC控制模塊負責執行地面AGC設置的指令；天線驅動模塊執行地面天線掃描模式的指令，并將天線的狀態和角度值傳給1553通信模塊；數據采集電路部分用于將多個通道的數據轉換成數字信號，以供數據采集模塊采集。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及航天
，特別涉及一種用于星載微波輻射計的控制裝置
技術介紹
在以往的星載微波遙感器的設計中，數字處理部分的設計有兩種方法，一種是采用以80C31器件為中心來進行設計的，外圍電路由分立的數字電路芯片構成。采用這種方法進行設計的優點是技術成熟，技術風險較小，可以利用的資源多。但由于受該微處理器芯片和外圍電路的限制，這一方法也具有所占體積較大、功耗高的缺點。另一種方法是基于SRAM的FPGA芯片設計的，這種方法雖然達到了系統小型化的要求，但是由地球大氣層中自然產生的高能量中子會引起SRAM的存儲數據產生翻轉，容易發生數據安全方面的問題。此夕卜，現有技術中的這兩種方法都基于處理器技術，程序按流水線流程控制各外圍器件分時工作，在各外圍模塊同時需要控制的時候容易發生運行速度慢、實時性與可靠性不夠高等缺陷。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術中的用于星載微波輻射計的控制裝置體積大、功耗高，或者在太空環境中容易發生存儲數據翻轉的缺陷，從而提供一種體積小、安全性高的控制裝置。為了實現上述目的，本專利技術提供了一種用于星載微波輻射計的控制裝置，包括FPGA內部電路部分和數據采集電路部分，其中，所述FPGA內部電路部分包括1553通信模塊、數據采集模塊、AGC控制模塊與天線驅動模塊；所述1553通信模塊用于實現星載微波輻射計與衛星控制中心間的數據通信，并負責將地面的指令傳輸到FPGA內部電路部分中的其他模塊，控制整個星載微波輻射計的狀態、天線的掃描模式以及AGC的設置；所述數據采集模塊負責從數據采集電路采集星載微波輻射計的數據，并將這些數據傳輸給1553通信模塊；所述AGC控制模塊負責執行地面AGC設置的指令；所述天線驅動模塊執行地面天線掃描模式的指令，并將天線的狀態和角度值傳給1553通信模塊；所述數據采集電路部分用于將多個通道的數據轉換成數字信號，以供數據采集模塊米集。上述技術方案中，所述天線驅動模塊通過所述1553通信模塊接收到由地面控制設備發出的天線掃描模式變化的指令后，對該指令進行解碼，利用該解碼后的指令實現對天線的控制。上述技術方案中，所述1553通信模塊接收到由地面控制設備所發送的AGC設置指令后，對該指令進行分解，得到各接收機AGC的值，然后由所述的AGC控制模塊解碼，得到最終的接收機增益值，根據該接收機增益值實現對接收機的控制。上述技術方案中，所述數據采集電路部分包括多個隔離運放、多個多路模擬開關以及一個A/D轉換器。本專利技術的優點在于:在實現星載微波遙感器系統小型化的同時能夠克服太空環境中高能量中子引起存儲數據翻轉問題，保證系統的安全可靠運行。附圖說明圖1是本專利技術的用于星載微波輻射計的控制裝置的結構示意圖；圖2是數據采集模塊與數據采集電路部分之間的接口示意圖；圖3是天線控制流程的示意圖；圖4是AGC控制流程的示意圖。具體實施例方式現結合附圖對本專利技術作進一步的描述。參考圖1，本專利技術的用于星載微波輻射計的控制裝置包括FPGA內部電路部分和數據采集電路部分，其中，所述數據采集電路部分向FPGA內部電路部分提供所要采集的星載微波輻射計的數據；所述FPGA內部電路部分通過1553總線與衛星控制中心和地面進行通信，傳輸星載微波輻射計的數據。所述FPGA內部電路部分包括1553通信模塊、數據采集模塊、AGC控制模塊與天線驅動模塊；所述1553通信模塊用于實現星載微波輻射計與衛星控制中心間的數據通信，并負責將地面的指令傳輸到FPGA內部電路部分中的其他模塊，控制整個星載微波輻射計的狀態、天線的掃描模式、AGC的設置；數據采集模塊負責從數據采集電路采集星載微波輻射計的科學數據和溫度等輔助數據，并將這些數據傳輸給1553通信模塊，再由1553通信模塊傳到衛星控制中心再傳到地面；AGC控制模塊負責執行地面AGC設置的指令；天線驅動模塊執行地面天線掃描模式的指令，并將天線的狀態和角度值傳給1553通信模塊，再由1553通信模塊傳到衛星控制中心再傳到地面。所述數據采集電路部分包括多個隔離運放、多個多路模擬開關以及一個A/D轉換器，該數據采集電路部分由數據采集模塊控制，分時將多個通道的科學數據及多路溫度數據等輔助數據轉換成數字數據，以供數據采集模塊采集。在圖2中示出了數據采集模塊與數據采集電路部分之間的接口，從圖中可以看出，數據采集模塊向數據采集電路部分發出通道選擇命令以及開始轉換命令，數據采集電路部分則向數據采集模塊返回所采集的數據。星載微波輻射計所具有的天線掃描模式有多種，包括:變速掃描模式、勻速掃描模式、停止模式和故障模式。星載微波輻射計在地面所發出的指令的控制下，在不同天線掃描模式間變化。具體的說，如圖3所示，地面控制設備注入天線掃描模式變化的指令，通過衛星無線通信到達衛星控制中心，再經過1553總線注入到本裝置的1553通信模塊。1553通信模塊接收到注入指令后分解得到天線掃描模式，再發給天線驅動模塊，經由天線驅動模塊解碼，得到最終的天線掃描模式指令，通過該指令實現對天線的控制。天線驅動模塊還需把其內部產生的天線角度發給1553通信模塊，1553通信模塊再把天線角度值跟其他的科學數據、輔助數據(如溫度數據)、系統狀態數據等統一形成一定格式的數據包，經由1553總線、衛星控制中心再到達地面控制設備。本專利技術在實現AGC的設置時，由地面控制設備注入AGC設置的指令，通過衛星無線通信到達衛星控制中心，再經過1553總線注入到本裝置的1553通信模塊。1553通信模塊接收到注入指令后分解，得到各接收機AGC的值，再發給AGC控制模塊，經由AGC控制模塊解碼，得到最終的接收機增益值，將這些接收機增益值輸出以控制接收機的增益。 本專利技術的用于星載微波輻射計的控制裝置所采用的現場可編程門陣列(FPGA)具有抗配置翻轉的免疫能力，這為航天應用提供了更可靠的保障，減少了因為高能量中子引起的再配置損耗。此外，本專利技術的控制裝置采用模塊化設計的方法，較以程序流程化控制的體系而言，各模塊可以同時并行工作，提高了控制的效率，使得數據的采集和通信具有更高的實時性。最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本專利技術進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本專利技術的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本專利技術技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本專利技術的權利要求范圍當中。權利要求1.一種用于星載微波輻射計的控制裝置，其特征在于，包括FPGA內部電路部分和數據采集電路部分，其中， 所述FPGA內部電路部分包括1553通信模塊、數據采集模塊、AGC控制模塊與天線驅動模塊；所述1553通信模塊用于實現星載微波輻射計與衛星控制中心間的數據通信，并負責將地面的指令傳輸到FPGA內部電路部分中的其他模塊，控制整個星載微波輻射計的狀態、天線的掃描模式以及AGC的設置；所述數據采集模塊負責從數據采集電路采集星載微波輻射計的數據，并將這些數據傳輸給1553通信模塊；所述AGC控制模塊負責執行地面AGC設置的指令；所述天線驅動模塊執行地面天線掃描模式的指令，并將天線的狀態和角度值傳給1553通信模塊； 所述數據采集電路部分用于將多個通道的數據轉換成數字信號，以供數據采集模塊采集。2.根據權利要求1所述的用于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于星載微波輻射計的控制裝置，其特征在于，包括FPGA內部電路部分和數據采集電路部分，其中，所述FPGA內部電路部分包括1553通信模塊、數據采集模塊、AGC控制模塊與天線驅動模塊；所述1553通信模塊用于實現星載微波輻射計與衛星控制中心間的數據通信，并負責將地面的指令傳輸到FPGA內部電路部分中的其他模塊，控制整個星載微波輻射計的狀態、天線的掃描模式以及AGC的設置；所述數據采集模塊負責從數據采集電路采集星載微波輻射計的數據，并將這些數據傳輸給1553通信模塊；所述AGC控制模塊負責執行地面AGC設置的指令；所述天線驅動模塊執行地面天線掃描模式的指令，并將天線的狀態和角度值傳給1553通信模塊；所述數據采集電路部分用于將多個通道的數據轉換成數字信號，以供數據采集模塊采集。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃瑩珠，張升偉，
申請(專利權)人：中國科學院空間科學與應用研究中心，
類型：發明
國別省市：