微纳卫星通信系统射频前端设计

bb20920d · 发表于 2022-4-1 18:16:12

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小卫星技术是近几年来兴起的技术，在空间探测、通信、导航等领域获得了广泛应用。在小卫星的应用中小卫星编队是非常重要的应用，编队飞行的多颗小卫星各具不同的功能，小卫星间通过组网实现复杂的科学任务，同时使系统可靠性更强。微纳卫星是重量在1～100Kg之间的小卫星，在设计技术方面对各个系统部分提出了严格的要求，特别是各功能部分的体积、重量、功耗等比通常的卫星要苛刻得多。作为星上必不可少的通信系统在设计上也面临着新的挑战。本课题所研究的内容为微纳卫星通信系统射频前端设计与调试。射频前端中包括接收和发射两部分电路，接收电路主要包括射频系统、自动增益控制（AGC）系统、中频系统；发射电路主要包括中频系统和射频系统。本文对系统中的各个重要模块进行讨论，包括方案论证，电路设计等。课题中对射频前端的体积、功耗、性能指标提出了严格的要求。系统设计以实现指标为基础，重点对系统的一体化，小型化和低功耗进行设计。课题中采用集成锁相环芯片产生本振信号，实现良好的相位噪声特性，符合系统小型化的要求；自动增益控制电路中采用模拟AGC，在低功耗小体积的条件下达到课题的动态范围指标；发射电路中数控衰减器由中频系统控制，实现对发射功率的大范围准确控制。课题中射频前端的设计调试工作已经完成，工作于S波段2GHz～2.3GHz，最终测得在等效信噪比为13dB的情况下接收灵敏度为-100dBm，动态范围30dB，发射功率25dBm，调整范围31dB,最大功率小于6.5W，实现了预期的指标。

微纳卫星通信系统射频前端设计

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