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星用X波段一体化小型化数传发射机设计 　　摘 要 　　为了满足现代卫星对数传发射机更高的设计要求，得益于数字调制技术的不断发展，本文阐述了星用X频段数传发射机的一体化、小型化设计，并与传统数传发射机设计进行了比较，详细介绍了X波段双机一体化、小型化数传发射机的组成原理、设计方案和实现方法，最后通过和传统数传发射机的性能进行比较，并给出了测试结果。 　　【关键词】数传发射机 X波段 数字调制 　　1 概述 　　随着中国卫星事业的蓬勃发展和现代通信技术的迅速发展，卫星所承载的功能越来越多，星上的空间资源越来越紧张，对包括数传发射机在内的星上产品设计要求也越来越高。产品设计中，需要综合实现高可靠性、小型化、轻量化和低功耗的要求。因此，研究高频段、一体化、小型化的星载数传发射机设计技术，对我国卫星数传系统技术发展具有积极意义。 　　2 数传发射机设计方案 　　数传发射机是卫星系统的重要组成部分，承担卫星星上业务数据向地面传输的功能。传统的卫星数传发射机，采用“中频调制+上变频”设计技术，在变频环节会产生非线性失真，从而影响产品性能。随着微波直调以及微波合成技术的发展，本文阐述了采用直接射频调制技术，实现了X波段一体化、小型化的数传发射机设计。 　　X波段一体化、小型化发射机，按照前端输入时钟，接收前端输入的数据进行LDPC编码，完成电平转化后直接送入X波段QPSK调制器中进行调制输出。本地恒温晶振产生基频信号，经过65次倍频器倍频到X波段，将X波段频率信号作为QPSK调制的本地载波信号。已调QPSK数据信号，经过匹配微带板输出到后级功放后，由天线发射出去，完成数据传输。目前方案采用双机一体化设计，互为工作备份。 　　X波段一体化、小型化发射机采用QPSK直接调制符合CCSDS技术规范，QPSK调制是目前应用较多的一种调制方式，广泛用于1.2Gbps以下速率的编码调制器中。在微波直接调制器的设计中，是两路BPSK进行合成，载波频率经过90°功分分成两路分别与I、Q两路数据进行BPSK调制，两路BPSK数据通过0°合成器进行合成输出。QPSK信号具有频带宽，隔离度好和抗干扰强等优点。 　　设计方案中，微波器件采用微波集成电路模块，提高了产品设计集成度和可靠性，同时减少了体积和重量。此外，采用了倍频器直接倍频技术，不仅避免了传统倍频方案带来的非线性失真，同时改善了发射机输出的频谱特性。 　　3 测试结果 　　本文设计的X波段一体化、小型化数传发射机方案，已经成功应用于某卫星型号中，通过数传发射机的硬件设计、软件设计和调试后，对产品主要性能指标进行了测试，并与传统数传发射机设计进行了比较，测试情况见表1所示。由表可见，测试指标都是符合当初的设计指标的，比传统的数传发射机性能指标更加优良。 　　由表1以及图2、图3可以看出，该方案完成了X波段双机一体化、小型化数传发射机的设计，实现了一体化、小型化和轻量化的设计目标，相比传统产品，数传发射机的调制性能和信道传输特性有了较大提升和改进。 　　4 结论 　　本文设计的X波段一体化、小型化数传发射机方案，已经成功应用于某卫星型号中，所设计的数传发射机，在性能指标上优于传统产品，在产品重量、体积和功耗等方面获得了较大提升，对今后星上产品的小型化、轻量化设计工作具有积极意义。 　　参考文献 　　[1]姜亚祥，谢春坚.S波段轻、小型化数传发射机设计[A].中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集（下册），2006，596-600. 　　[2]张倩，李刚，唐浩.高速数传X波段发射机的设计与实现[J].空间电子技术，2003（4）：52-57. 　　[3]钱澄.微波.QPSK调制器的性能分析[J].微波与卫星通信.1997，55-59. 　　作者简介 　　李广才（1980-），男。硕士研究生学历。现为上海航天电子技术研究所工程师。研究方向为卫星通信、数传通信。 　　作者单位 　　上海航天电子技术研究所 上海市 201109 3