用于微小卫星的一体化通信装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于微小卫星的一体化通信装置及方法，该装置包括：高集成数字基带，嵌入接收和发射数字处理算法，并负责与微小卫星的综合电子舱通信连接；S频段射频通道，通过S频段天线与地面站建立通信连接；以及X频段射频通道，通过X频段天线与地面站建立通信连接，S频段和X频段射频通道用于向所述地面站发送经所述高集成数字基带融合和抽取处理的所述综合电子舱发来的通信数据，还用于接收所述地面站发来的控制信号进而通过所述高集成数字基带进行解调译码处理后发送至所述综合电子舱。本发明专利技术能够同时与地面S频段测控系统和X频段运控系统实现数据交互，解决了星载设备体积庞大、研制成本高的问题，降低微小卫星运维、在轨使用费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星通信领域，特别是涉及一种用于微小卫星的一体化通信装置及方法。
技术介绍
微小卫星具有体积小、成本低、性能高等特点，常规卫星系统中：测控、数传星载通信设备、地面运维均相互独立，使得目前已有星载设备难以满足微小卫星的发展需求。如何在体积、功耗均受限的条件下，将S频段测控和X频段数传两套星载设备高度集成一体化设计，并实现简便的工程应用成为微小卫星商业化发展中亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于微小卫星的一体化通信装置及方法，用于解决现有技术中测控、数传星载通信设备相互独立而无法满足微小卫星需求的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于微小卫星的一体化通信装置，包括：高集成数字基带，与微小卫星的综合电子舱通信连接，用于同所述综合电子舱之间收发通信数据，以及数据调制解调算法；S频段射频通道，通过S频段天线与地面站建立通信连接，所述S频段射频通道用于向所述地面站发送经所述高集成数字基带融合和抽取处理的所述综合电子舱发来的通信数据，还用于接收所述地面站发来的控制信号进而通过所述高集成数字基带进行解调译码处理后发送至所述综合电子舱；以及X频段射频通道，通过X频段天线与地面站建立通信连接，所述X频段射频通道用于向所述地面站发送经所述高集成数字基带融合和抽取处理的所述综合电子舱发来的通信数据，还用于接收所述地面站发来的控制信号进而通过所述高集成数字基带进行解调译码处理后发送至所述综合电子舱。优选地，所述高集成数字基带上集成有S频段和X频段外围接口，通过S频段外围接口与所述S频段射频通道连接，通过X频段外围接口与所述X频段射频通道连接；所述高集成数字基带内部配置有算法FPGA芯片，用于实现S频段和X频段的调制解调算法；所述高集成数字基带配置有反熔丝FPGA芯片，用于监控所述算法FPGA芯片的单粒子事件，以及上行数据译码、下行数据编码和接口管理；所述高集成数字基带的数据接口与所述综合电子舱通信连接；所述高集成数字基带的供电接口与所述综合电子舱供电连接，由所述综合电子舱为所述高集成数字基带供电。优选地，所述算法FPGA芯片与所述S频段射频通道的接收通道之间连接有AD转换器，用于进行模数转换；所述算法FPGA芯片与所述S频段射频通道的发射通道之间连接有DA转换器，用于进行数模转换；所述算法FPGA芯片与所述X频段射频通道的接收通道之间连接有AD转换器，用于进行模数转换；所述算法FPGA芯片与所述X频段射频通道的发射通道之间连接有X波段调制器和放大滤波器。优选地，所述反熔丝FPGA芯片对所述综合电子舱发送的通信数据，进行融合和抽取处理，通过所述算法FPGA芯片发送给与所述S频段射频通道连接的DA转换器和与所述X频段射频通道连接的X频段调制器；所述DA转换器转换输出的中频信号传输给所述S频段射频通道，所述S频段射频通道对所述中频信号进行两次变频放大以消除所述中频信号中的基带镜像，进而向所述地面站发射；所述X波段调制器对所述数字处理算法单元发送的通信数据进行微波直接调制后发送给所述放大滤波器进行放大，进而向所述地面站发射。优选地，所述S频段射频通道接收到由所述地面站发送的控制信号，经与所述S频段射频通道连接的AD转换器进行转换并一次变频至70M后发送给所述算法FPGA芯片，经所述算法FPGA芯片解调处理后，由所述反熔丝FPGA芯片对所述控制信号进行解调译码后发送给所述综合电子舱；所述X频段射频通道接收到由所述地面站发送的控制信号，经与所述X频段射频通道连接的AD转换器进行转换并一次变频至70M后发送给所述算法FPGA芯片，经所述算法FPGA芯片解调处理后，由所述反熔丝FPGA芯片对所述控制信号进行解调译码后发送给所述综合电子舱。本专利技术还提供了一种用于微小卫星的一体化通信方法，包括：与微小卫星的综合电子舱建立通信连接，用于接收和发送通信数据；设置集成的S频段射频通道和X频段射频通道，将所述S频段射频通道通过S频段天线与地面站建立通信连接，将所述X频段射频通道通过X频段天线与地面站建立通信连接；对从所述综合电子舱处接收到的通信数据进行融合和抽取处理后，分别通过所述S频段射频通道和所述X频段射频通道变频放大并向所述地面站发射；以及对通过所述S频段射频通道和所述X频段射频通道接收的所述地面站发送的控制信号进行解调译码处理后，发送给所述综合电子舱。优选地，与微小卫星的综合电子舱建立通信连接，包括：提供集成有S频段和X频段外围接口的高集成数字基带，内部配置反熔丝FPGA芯片，用于监控所述高集成数字基带内的算法FPGA芯片的单粒子事件及与外围可靠性管理；将所述高集成数字基带的数据接口与所述综合电子舱通信连接；将所述高集成数字基带的供电接口与所述综合电子舱建立供电连接，由所述综合电子舱为所述高集成数字基带供电。优选地，设置集成的S频段射频通道和X频段射频通道，包括：将S频段射频通道和X频段射频通道与所述高集成数字基带集成在一起；于所述S频段射频通道的接收通道和所述算法FPGA芯片之间连接AD转换器；于所述S频段射频通道的发射通道和所述算法FPGA芯片之间连接DA转换器；于所述X频段射频通道的接收通道和所述算法FPGA芯片之间连接AD转换器；于所述X频段射频通道的发射通道和所述算法FPGA芯片之间连接X波段调制器和放大滤波器。优选地，对从所述综合电子舱处接收到的通信数据进行融合和抽取处理后，分别通过所述S频段射频通道和所述X频段射频通道变频放大并向所述地面站发射，包括：所述高集成数字基带接收所述综合电子舱发送的通信数据，并对所述通信数据进行融合和抽取处理；通过所述算法FPGA芯片将处理过的通信数据发送给与所述S频段射频通道连接的DA转换器，经过所述DA转换器转换输出中频信号至所述S频段射频通道，所述S频段射频通道对所述中频信号进行两次变频放大以消除所述中频信号中的基带镜像，进而再向所述地面站发射；通过所述算法FPGA芯片将处理过的通信数据发送给与所述X频段射频通道连接的X波段调制器，经所述X波段调制器进行微波直接调制后发送给所述放大滤波器进行放大，进而再向所述地面站发射。优选地，对通过所述S频段射频通道和所述X频段射频通道接收的所述地面站发送的控制信号进行解调译码处理后，发送给所述综合电子舱，包括：将所述S频段射频通道接收的控制信号经与所述S频段射频通道连接的AD转换器进行转换，并一次变频至70M后发送给所述算法FPGA芯片，经所述算法FPGA芯片发送给所述反熔丝FPGA芯片，由所述反熔丝FPGA芯片对所述控制信号进行解调译码并发送给所述综合电子舱；将所述X频段射频通道接收的控制信号经与所述X频段射频通道连接的AD转换器进行转换，并一次变频至70M后发送给所述算法FPGA芯片，经所述算法FPGA芯片发送给所述反熔丝FPGA芯片，由所述反熔丝FPGA芯片对所述控制信号进行解调译码并发送给所述综合电子舱。如上所述，本专利技术的一种用于微小卫星的一体化通信装置及方法，具有以下有益效果：本专利技术的用于微小卫星的一体化通信装置及方法，能够同时与地面S频段测控系统和X频段运控系统实现数据交互，解决了星载设备提及庞大、研制成本高的问题，同时兼容地面测控、运动系统，降低微小卫星运维、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微小卫星的一体化通信装置，其特征在于，包括：高集成数字基带，与微小卫星的综合电子舱通信连接，用于同所述综合电子舱之间收发通信数据，以及数据调制解调算法；S频段射频通道，通过S频段天线与地面站建立通信连接，所述S频段射频通道用于向所述地面站发送经所述高集成数字基带融合和抽取处理的所述综合电子舱发来的通信数据，还用于接收所述地面站发来的控制信号进而通过所述高集成数字基带进行解调译码处理后发送至所述综合电子舱；X频段射频通道，通过X频段天线与地面站建立通信连接，所述X频段射频通道用于向所述地面站发送经所述高集成数字基带融合和抽取处理的所述综合电子舱发来的通信数据，还用于接收所述地面站发来的控制信号进而通过所述高集成数字基带进行解调译码处理后发送至所述综合电子舱。

【技术特征摘要】
1.一种用于微小卫星的一体化通信装置，其特征在于，包括：高集成数字基带，与微小卫星的综合电子舱通信连接，用于同所述综合电子舱之间收发通信数据，以及数据调制解调算法；S频段射频通道，通过S频段天线与地面站建立通信连接，所述S频段射频通道用于向所述地面站发送经所述高集成数字基带融合和抽取处理的所述综合电子舱发来的通信数据，还用于接收所述地面站发来的控制信号进而通过所述高集成数字基带进行解调译码处理后发送至所述综合电子舱；X频段射频通道，通过X频段天线与地面站建立通信连接，所述X频段射频通道用于向所述地面站发送经所述高集成数字基带融合和抽取处理的所述综合电子舱发来的通信数据，还用于接收所述地面站发来的控制信号进而通过所述高集成数字基带进行解调译码处理后发送至所述综合电子舱。2.如权利要求1所述的用于微小卫星的一体化通信装置，其特征在于，所述高集成数字基带上集成有S频段和X频段外围接口，通过S频段外围接口与所述S频段射频通道连接，通过X频段外围接口与所述X频段射频通道连接；所述高集成数字基带内部配置有算法FPGA芯片，用于实现S频段和X频段的调制解调算法；所述高集成数字基带内部配置有反熔丝FPGA芯片，用于监控所述算法FPGA芯片的单粒子事件，以及上行数据译码、下行数据编码和接口管理；所述高集成数字基带的数据接口与所述综合电子舱通信连接；所述高集成数字基带的供电接口与所述综合电子舱供电连接，由所述综合电子舱为所述高集成数字基带供电。3.如权利要求2所述的用于微小卫星的一体化通信装置，其特征在于，所述算法FPGA芯片与所述S频段射频通道的接收通道之间连接有AD转换器，用于进行模数转换；所述算法FPGA芯片与所述S频段射频通道的发射通道之间连接有DA转换器，用于进行数模转换；所述算法FPGA芯片与所述X频段射频通道的接收通道之间连接有AD转换器，用于进行模数转换；所述算法FPGA芯片与所述X频段射频通道的发射通道之间连接有X频段调制器和放大滤波器。4.如权利要求3所述的用于微小卫星的一体化通信装置，其特征在于，所述反熔丝FPGA芯片对所述综合电子舱发送的通信数据，进行融合和抽取处理，通过所述算法FPGA芯片发送给与所述S频段射频通道连接的DA转换器和与所述X频段射频通道连接的X波段调制器；所述DA转换器转换输出的中频信号传输给所述S频段射频通道，所述S频段射频通道对所述中频信号进行两次变频放大以消除所述中频信号中的基带镜像，进而向所述地面站发射；所述X波段调制器对所述数字处理算法单元发送的通信数据进行微波直接调制后发送给所述放大滤波器进行放大，进而向所述地面站发射。5.如权利要求3所述的用于微小卫星的一体化通信装置，其特征在于，所述S频段射频通道接收到由所述地面站发送的控制信号，经与所述S频段射频通道连接的AD转换器进行转换并一次变频至70M后发送给所述算法FPGA芯片，经所述算法FPGA芯片解调处理后，由所述反熔丝FPGA芯片对所述控制信号进行译码后发送给所述综合电子舱；所述X频段射频通道接收到由所述地面站发送的控制信号，经与所述X频段射频通道连接的AD转换器进行转换并一次变频至70M后发送给所述算法FPGA芯片，经所述算法FPGA芯片解调处理后，由所述反熔丝FPGA芯片对所述控制信号进行译码后发送给所述综合电子舱。6.一种用于微小卫星的一体化通信方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄佳，李宗德，曹金，董亮，陈夏，郭崇滨，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海;31