【摘要】：微小衛(wèi)星研發(fā)周期短、成本低,是衛(wèi)星發(fā)展的新趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)對(duì)微小衛(wèi)星提出了多任務(wù)化、功能靈活性高的要求。多頻點(diǎn)的配置是解決多任務(wù)的首要選擇。我國(guó)成功發(fā)射的小衛(wèi)星大多工作于S/X頻段,不適合深空領(lǐng)域的探索,且在有限的頻段資源下,高頻段測(cè)控應(yīng)答機(jī)的研究有重要意義。本文在研究現(xiàn)有應(yīng)答機(jī)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,提出S-Ka拓?fù)湫蜏y(cè)控應(yīng)答機(jī)設(shè)計(jì)方案,基于超外差原理和多步變頻法分別設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)接收鏈路和發(fā)射鏈路。接收鏈路為二級(jí)下變頻結(jié)構(gòu),發(fā)射鏈路為三級(jí)上變頻結(jié)構(gòu)。首先,在確定鏈路結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上,完成器件選型和參數(shù)匹配,并對(duì)鏈路增益進(jìn)行預(yù)算。接收鏈路可實(shí)現(xiàn)60dBm的動(dòng)態(tài)范圍;發(fā)射鏈路輸出功率在10dBm以上,功率不足可由軟件補(bǔ)償。其次,通過(guò)遙控和程控方式實(shí)現(xiàn)頻率軟件可調(diào)節(jié)。配置過(guò)程中,保持基帶板鎖相環(huán)頻點(diǎn)不變,改變前端PLL配置字實(shí)現(xiàn)2GHz頻帶范圍內(nèi)的頻率改變,步進(jìn)是1MHz。因鎖相環(huán)頻率分辨率帶來(lái)的頻偏以軟件方式補(bǔ)償。然后,實(shí)現(xiàn)應(yīng)答機(jī)軟件閉環(huán)功率控制。在環(huán)境溫度改變時(shí),保證輸出功率不波動(dòng)。最后,繼承原有X測(cè)控應(yīng)答機(jī)的基帶算法并加以改進(jìn),實(shí)現(xiàn)數(shù)字域載波跟蹤環(huán)。并實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的多頻率配置和閉環(huán)功率控制。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境硬件鏈路測(cè)試結(jié)果表明,本課題設(shè)計(jì)的Ka測(cè)控應(yīng)答機(jī),實(shí)現(xiàn)了預(yù)期指標(biāo)需求。接收信號(hào)在29GHz~31GHz范圍內(nèi)以1MHz步進(jìn)可調(diào);發(fā)射信號(hào)在19GHz~21GHz范圍內(nèi)以1MHz步進(jìn)可調(diào)。收發(fā)信號(hào)相互間不存在干擾接收信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍60dB。19GHz、20GHz、20.999GHz三個(gè)發(fā)射頻點(diǎn)的整機(jī)測(cè)試結(jié)果表明,發(fā)射信號(hào)在100MHz帶寬內(nèi)的最大雜散為-50dBm,相位噪聲均優(yōu)于-85dBc@10kH,輸出功率保持在10dBm以上。應(yīng)答機(jī)總功耗小于12W,滿足性能指標(biāo)。
[Abstract]:Small satellite research and development cycle is short, low cost, is a new trend of satellite development. The rapid economic growth has put forward the requirement of multitasking and high functional flexibility for microsatellites. The configuration of multi-frequency points is the first choice to solve multi-task. Most of the small satellites successfully launched in China work in the S / X band, which is not suitable for the exploration of the deep space field, and the research of the high frequency range TT & C transponder is of great significance under the limited frequency band resources. Based on the research of the existing transponder design scheme, this paper presents a design scheme of S-Ka topology measurement and control transponder. Based on the principle of superheterodyne and the method of multi-step frequency conversion, the receiving link and transmitting link are designed and implemented respectively. The receiving link is a two-stage downconversion structure, and the transmission link is a three-stage up-conversion structure. Firstly, on the basis of determining the link structure, the device selection and parameter matching are completed, and the link gain is estimated. The receiving link can realize the dynamic range of 60dBm, and the output power of the transmission link is above 10dBm, and the insufficient power can be compensated by software. Secondly, the frequency software can be adjusted by remote control and program control. In the process of configuration, the frequency points of the baseband PLL are kept unchanged, and the front-end PLL configuration word is changed to realize the frequency change in the range of 2GHz frequency band. The step is 1MHz. The frequency offset caused by the frequency resolution of PLL is compensated by software. Then, the closed-loop power control of transponder software is realized. Ensure that the output power does not fluctuate when the ambient temperature changes. Finally, the base band algorithm of X measurement and control transponder is inherited and improved to realize the digital domain carrier tracking loop. The multi-frequency configuration and closed-loop power control of the software are realized. The results of the hardware link test in the laboratory environment show that the Ka measurement and control transponder designed in this paper has achieved the expected requirements. The received signal is stepwise adjustable by 1MHz in the range of 29GHz~31GHz and the transmitted signal is stepwise adjustable by 1MHz in the range of 19GHz~21GHz. There is no interference between the received and received signals. The test results show that the maximum spurious of the transmitted signal in the 100MHz bandwidth is -50dBm, the phase noise is better than -85dBcr 10kH, and the output power is kept above 10dBm, the dynamic range of the received signal is 60dB.19GHz 20GHz and 20.999GHz. The results show that the maximum spurious of the transmitted signal in the 100MHz bandwidth is -50dBm, the phase noise is better than -85dBcr 10kH. The total power consumption of transponder is less than 12 W, which meets the performance index.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN927.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 秦偉澤;喬健;;通用化測(cè)控應(yīng)答機(jī)的設(shè)計(jì)[J];空間電子技術(shù);2010年02期

2 ;法國(guó)應(yīng)答機(jī)[J];電訊技術(shù);1977年05期

3 ;日本脈沖應(yīng)答機(jī)[J];電訊技術(shù);1977年05期

4 盛再明;;星載甚高頻應(yīng)答機(jī)[J];電訊技術(shù);1978年02期

5 吳皓東;;彈載應(yīng)答機(jī)多卜勒測(cè)速誤差分析[J];制導(dǎo)與引信;1986年03期

6 郁發(fā)新;黃正亮;鄭姝妹;王春暉;金仲和;;皮衛(wèi)星軟件測(cè)控應(yīng)答機(jī)調(diào)制和解調(diào)器設(shè)計(jì)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2007年03期

7 高延生;;應(yīng)答機(jī)三階環(huán)路設(shè)計(jì)研究[J];無(wú)線電工程;2009年03期

8 萬(wàn)永倫;;應(yīng)答機(jī)技術(shù)研究與展望[J];電訊技術(shù);2009年06期

9 王海斌;;某型應(yīng)答機(jī)數(shù)據(jù)分析及自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)[J];硅谷;2012年15期

10 ;國(guó)外脈沖應(yīng)答機(jī)性能數(shù)據(jù)表[J];電訊技術(shù);1977年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 葛乃祥;;寬帶聯(lián)試應(yīng)答機(jī)[A];1999年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集(下冊(cè))[C];1999年

2 李海濤;董光亮;;測(cè)控應(yīng)答機(jī)下行調(diào)制度問(wèn)題的技術(shù)分析[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家——2006中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2006年

3 王文偉;梁暉;趙濤;;小行星探測(cè)深空應(yīng)答機(jī)研究與設(shè)計(jì)[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第八屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下篇）[C];2011年

4 李艦艇;邢強(qiáng)林;王治中;高昕;辛玉軍;唐嘉;;衛(wèi)星激光應(yīng)答測(cè)距關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2009年

5 鳳建廣;錢(qián)衛(wèi)平;;旋轉(zhuǎn)飛行器的應(yīng)答機(jī)天線分析[A];2009年全國(guó)天線年會(huì)論文集（下）[C];2009年

6 陳遠(yuǎn)躍;;微波離合網(wǎng)絡(luò)[A];1999年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集(上冊(cè))[C];1999年

7 馮貴年;董光亮;李海濤;;中國(guó)基于再生偽碼測(cè)距的新一代深空應(yīng)答機(jī)[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第二十六屆全國(guó)空間探測(cè)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 石瑞寧 駐站記者 付文武;機(jī)關(guān)不做“傳話筒” 基層不當(dāng)“應(yīng)答機(jī)”[N];戰(zhàn)士報(bào);2008年

2 本報(bào)通訊員 陸蘇平 特約記者 王文奇;打破傳統(tǒng)科研模式[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2000年

3 本報(bào)通訊員 陸蘇平 特約記者 王文奇;打破傳統(tǒng)科研模式[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2000年

4 記者 肖雪 實(shí)習(xí)生 覃應(yīng)軍;用心托起每一顆“新星”[N];西安日?qǐng)?bào);2000年

5 本報(bào)記者 高博;黑匣子：找不到失望，，找到了也許還是失望[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

6 云飛;飛利浦推出雙極電話標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音集成電路[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2000年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鄭云卓;數(shù)字測(cè)控應(yīng)答機(jī)射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2008年

2 侯世瑩;機(jī)載ATC/S模式應(yīng)答機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)[D];華南理工大學(xué);2016年

3 郭筱亮;混合跳擴(kuò)頻測(cè)控應(yīng)答機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

4 李曉;微小型多頻點(diǎn)Ka測(cè)控應(yīng)答機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱理工大學(xué);2017年

5 錢(qián)曄東;測(cè)控應(yīng)答機(jī)零值測(cè)量方法誤差研究[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

6 丁棟威;箭載應(yīng)答機(jī)測(cè)試系統(tǒng)及監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2008年

7 王松;測(cè)控應(yīng)答機(jī)及皮衛(wèi)星工程化的研究[D];浙江大學(xué);2006年

8 李軍;一種多測(cè)速雷達(dá)測(cè)量體制應(yīng)答機(jī)的研制[D];電子科技大學(xué);2011年

9 張俞;一種收發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2012年

10 吳剛;基于飛球試驗(yàn)的微型脈沖應(yīng)答機(jī)的設(shè)計(jì)與研制[D];西安電子科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2257045