矩阵的优势及其在卫星信号传输中的应用

摘要

矩阵是指在电器设备中能程控、分配、调度多路信号的输入和输出的一种设备。电路中用上矩阵后，可大大提高系统的利用率和自动化水平，对延长设备的使用寿命具有重要的意义。极轨气象卫星每天经过同一地区仅2 次，因此其下发的数据非常宝贵，一旦丢失，不可复得。风云系列极轨卫星更是饱含了我国航天和气象科技工作者的心血和智慧！据统计，每条风云极轨卫星数据价值千万。极轨卫星每次入境时长10-15 分钟，稍纵即逝。因此地面站在接收极轨卫星数据时，为了稳妥可靠，万无一失，在卫星入境时，都是同时启动两套相互独立的设备同时跟踪接收。风云三号（以下简称FY-3）系列气象卫星是我国自主研制的新一代极轨气象卫星，目前已发射了A 、B 星，实现了在轨组网对地观测。星上搭载11 台探测仪器，日夜不停地对地观测扫描。卫星过境时向地面站下发庞大的星载探测数据。为了更加可靠地接收、传输FY-3 卫星信号，FY-3 地面接收系统在设计上，考虑得更加周到和充分，即在两套相互独立设备的射频端、中频端和基带端，加入了16 ×16 的射频、16 ×16 的中频矩阵和16 ×16 的数据矩阵，这样的好处是，两条接收链路在射频、中频、基带三个节点上可以任意切换，从而实现任意组合，这对链路上某台设备突发故障时，通过矩阵的切换，可以把故障设备甩开，信号仍可往下传输。另外，加了矩阵后，在射频、中频、基带三个节点上都可同时接收、同时监测卫星信号，这给维护设备提供了方便。矩阵还可根据需要一路输入，1-16 路输出，在满足上级卫星中心需求的情况下，还满足了本地实时开发处理的的需求；总之，加了矩阵，好处很多。但是，由于矩阵比较稳定、可靠，也比较昂贵，（特别是射频矩阵价值五十万多），所以三台矩阵都没有备份，因此一旦某台矩阵故障，数据链路将出现中断，数据将丢失。通过我们不断的试验和摸索，总结出了一套实用、经济的方法。就是在FY-3 数据接收链路上，用主要技术指标与矩阵相适应的功分器来备份矩阵，一旦矩阵故障，用功分器代替故障矩阵，快速将FY-3 数据接收链路恢复。