萤火一号火星探测器高稳定频率源设计.pdf

《萤火一号火星探测器高稳定频率源设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、204上海航天AEROSPACESHANGHAI第30卷2013年第4期文章编号：1006—1630(2013)04020403萤火一号火星探测器高稳定频率源设计郭丽莉，姜亚祥，谢春坚(中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190)摘要：对萤火一号(YH一1)火星探测器测控数传分系统中的高稳定频率源设计进行了研究。给出了频率源的晶振选取，以及主要电路与可靠性安全性设计。对研制的频率源的稳定度、相位噪声、老化率等常规测试，模拟环境中羊机及整器的高低温、力学、热真空等环境试验，以及星地对接试验的结果证明：高稳定频率源满

2、足星地通信及甚长基线干涉(VLBl)测轨的需要。关键词：火星探测；高稳定频率源；恒温晶振中图分类号：TN74文献标志码：ADesignOfHigh—StabiIityCrystalSourceOfYH-1MarsPrObeGU0Li—li，JIANGYa—xiang，XIEChun—jian(CenterforSpaceScienceandAppliedResearch，ChineseAcademyofScience，Be巧ing100190，China)Abstract：Thedesignofthehighstabil

3、itycrystalsourceinTT8LCanddatatransmitsubsystemofYH—lMarsprobewasstudiedinthispaper．ThecrystalchoosinganddesignofthemaincircuitandreliabilityandsecurityweregiVenout．TheexperimentresuItsofthenormaItestsuchasstabi“ty，phasenoiseandagingrate，environmenttestsuchashigh

4、—low—temperature，mechanicsandthermovacuumoftheunitandwholeprobe，andlinkingtestoftheprobeandtheearthshowedthatthehighstabilityfrequencysourcedesignedwouldmeettherequirementoftheTM&TCcompatibletestandveryIongbaselineinterferenceorbitdetermination．Keywords：YH一1Marsp

5、robe；Highstabilitycrystalsource；OCXO0引言频率源是多种依靠时频测量系统的“心脏”。在深空通信、导航定位、定轨系统中都需要精确、稳定的频率源[1‘]。在YH一1火星探测项目中，星地间距离长达3．6亿千米。在如此远的距离中，对探测器精确定轨和多普勒补偿参数精确计算都需高稳定的频率源。为此，本文对YH一1火星探测器测控分系统中高稳定频率源设计进行了研究。1高稳定频率源中参晶振选取高稳定频率源需安装提供稳定频率参考信号的频标。目前国内外主要采用原子钟和晶振作为频标。星载铯原子钟和铷原子钟的主要

6、技术参数分别收稿日期：2012一09—25；修回日期：2013一04—15作者简介：郭丽莉(197l一)，女，硕士，高级工程师，主要研究方向为卫星通信。见表1、2。由表l、2可知：原子钟的频率稳定度极高，稳定度指标优于10-13量级，但其质量最轻的也大于1kg，重的可达数十公斤。因YH一1火星探测器整器质(重)量及功耗的限制，要求整个频率源质量小于800mg，不能选用原子钟作为频率源。除原子钟外，晶振也可作为频标。晶振一般可分为普通晶振(OX)、压控振荡器(VCXO)、温补晶振(TX0)和恒温晶振(0CXO)等。根据YH

7、一1火星探测器任务的需要，经综合考虑，选用进口的MINIOCX0。2高稳定频率源设计高稳定频率源采用一体化技术，双机在同一设备中。由于YH～1火星探测器整器要求小型化、低功耗，考虑恒温晶振本身有金属外壳封装、信号和电接口，因此安装时将晶振直接加在频率源底板上，第30卷2013年第4期郭丽莉，等：萤火一号火星探测器高稳定频率源设计表1部分铯原子钟的主要参数Tab．1ParameterofdifferentcesiumclockGPSGLONSSGPS卫星系统NTS一2I／Ⅱ／ⅡAlIa／IIb／IIc￡MIIR生产厂家NR

8、I。／FTSFTSKerncoGemLSRRI／MalakhitKernco首次发射1977年1980年1991年1985年1997年1998年功耗／W232529．7809025质量／kg2311．412．7395227稳定性2×lO—l32×lO33．8×10一11优于3×10q优于