微纳卫星测控通信系统中频基带处理单元的设计与实现

admin · 发表于 2022-9-7 09:04:36

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自从人类进入航天时代，航天器的体积、质量不断地向着更小、更轻的方向发展。微纳卫星是近年的研究热点之一，其研制周期短、成本低的特点使得应用于微纳卫星的测控通信系统需要具备体积小的特点，同时又要兼容现有的统一S 波段（USB）测控体制。在微纳卫星的测控通信系统中，中频基带信号处理单元是最重要的部分之一。数据通信部分将系统由上位计算机收到的数据，转换成为可供射频前端发射出去的中频信号；USB 应答机部分将射频前端接收到的中频信号，分离出应答需要的测距音，并解调副载波上的数据。其设计关系到测控通信系统的性能。软件无线电是近年来随着数字信号处理器件的发展产生的一种新的无线通信系统实现方式，它具备良好的可重构性和高度的集成度，适合微纳卫星的应用背景。根据测控体制的要求，本系统需要满足信号延迟等特殊要求。本文针对微纳卫星测控通信系统的特殊要求，设计了中频基带处理单元，主要工作内容和贡献如下：1.针对项目的特殊要求，分析了USB 测控信号的性质，设计了一体化的USB 测控应答机与数传通信系统的中频基带实现方案；2.根据项目需求，设计了中频基带处理单元的硬件实现平台；3.为了满足系统延迟指标，针对USB 测控信号的特性设计了不同于通常算法的M点平均降速算法，应用在数字下变频和正交解调中能够降低系统的延迟时间大约70%；为了在数字信号处理系统中实现PM 解调，设计了针对USB 测控信号特性的载波跟踪和相干解调算法；4.根据测控通信标准，对系统的发射性能进行了测试。

微纳卫星测控通信系统中频基带处理单元的设计与实现

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