题目:微纳卫星通信系统射频前端设计
● 摘要
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。
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