我国传输型遥感卫星数传天线的技术回顾与展望

本文叙述了我国对地观察遥感卫星数据传输天线的技术发展历程。按照我国航天发展的特点，目前已形成了以螺旋、波导缝阵和赋形反射面为代表的三种覆球固定波束的数传天线形式，并在不同的卫星上得到应用。面对未来对地观察卫星遥感数据的实时、高速传输以及低轨卫星的地面站低覆盖率问题，本文从星座技术和高增益扫描天线方面简述了未来星载数传天线的技术发展趋势，这对卫星系统与星载数传天线的预研和设计具有指导意义。     

分布式卫星系统数传调度研究

近年来随着我国在轨遥感卫星数量的不断增加,对当前中继星系统的数传能力提出了更高的要求。在卫星平台载荷能力受限的情况下,分布式卫星系统成为大幅提升中继星系统性能的可行方案。针对分布式卫星系统的数传任务调度问题,综合考虑系统与中低轨航天器用户之间的可见时间窗口、卫星剩余资源及数传任务属性等约束条件,提出了基于粒子群优化(PSO)的多星多任务数传调度方法。根据实际中继系统任务量级对经典PSO算法进行了改进,并通过计算机仿真验证了改进算法的有效性。     

一种基于NAND FLASH基带数据模拟源的设计与实现

针对卫星数传分系统基带数据模拟源的要求,提出了基于FPGA控制的NAND FLASH解决方案,阐述了该方案的硬件和软件的设计与实现,对NAND FLASH的读、写、擦除的操作时序进行了研究。单片FLASH最高读取速率可达250 Mbps,可通过多片FLASH芯片并行读取达到更高的读取速率。试验表明,该方案实现的卫星数传分系统基带数据模拟源可以有效模拟卫星数传分系统所需的数据模拟源,满足卫星数传分系统测试的需求。     

基于X频段新型微纳数传调制器设计

微纳卫星由于轻小型化、紧凑化和任务多样化等特点,是近年来世界各国航天技术发展的热点,文章设计了一种基于X频段新型微纳数传调制器,实现X频段数传调制器与功放一体化。相对于传统X频段数传调制器,质量只有传统X频段数传调制器的1/15,体积只有X频段数传调制器的1/24,有效减少卫星研制及发射成本。     

速率可切换星载Ka频段数传发射机设计

星载数传发射机是卫星数据传输链路中的重要组成。针对高轨卫星为减小Ka波段雨衰效应以适应雨天环境的降额传输速率需求,文章提出了一种基于射频直调的速率可切换星载Ka频段数传发射机方案,详细介绍了速率可切换星载Ka频段数传发射机的系统组成和工作原理,给出了技术方案,可广泛应用于高轨卫星。     

一种卫星数传通信频谱异常分析

优秀的数传通信链路设计应该能够适应各种情况下的数据传输,某卫星数传分系统在设计初期,发现调制后的频谱异常,分析了特殊情况下数据流设计对偏移正交相移键控(OQPSK)调制信号的影响,找出了卫星数传链路频谱异常的原因。重点分析特殊情况下的输入数据和数据基带处理中组帧加扰方式对OQPSK调制信号星座图和频谱产生的影响,提出适合数传通信链路设计的建议。     

一种星载X频段测控数传一体化终端设计

为了实现对地测控与数传的功能,常规卫星往往需要配备测控应答机与数传调制器,集成度较低并且带来了额外的体积、重量和功耗开销,这些均是卫星无法容忍的。文章采用了测控数传一体化A/B机设计,实现了一种适用于卫星的X频段测控数传一体化终端,该应答机本体尺寸≤100mm*100mm*90mm,重量仅为950g。     

卫星数传信道设计研究

在星地数传信道设计中，面临很多影响数据完整性的因素。本文主要对卫星星地数传信道中的各项影响因素进行分析，在分析基础上对数传信道设计中的参数给出了计算方法。     

星载海量遥感数据的低缓存高速传输

随着卫星遥感技术的发展,遥感数据的类型和数据量快速增加,这对数传能力提出了更高要求。针对数传AOS编码缓存容量受限的应用,提出了两种降低缓存容量需求的解决方案：第一种方案是提高数据传输码速率;第二种方案是对压缩编码单元和AOS编码单元之间的数据接口进行综合设计,在压缩编码单元输出压缩码流数据时采取时序分散化输出方式,以降低AOS编码缓存输入的瞬时数据率。采用动态仿真技术对方案的缓存容量需求进行了动态分析,结果表明：两种方案均能降低缓存容量需求,而第二种方案对缓存容量需求的降低效果更为显著。方案已应用到某卫星工程项目的数传系统产品中,通过了在轨飞行验证。文章提出的技术途径可为后续低成本、高码速率数传设计提供参考。     

X波段70W空间行波管研制

X波段空间行波管是卫星数传分系统的关键部件,本文根据卫星数传要求,给出了X波段70 W空间行波管的设计与样管研制情况,研制样管的测试结果满足指标要求,并通过了鉴定级环境试验。     

Dove卫星高速数传技术分析

随着遥感卫星对地观测分辨率的提高,数据下传成为制约瓶颈,解决方法除了增加接收弧段和数据压缩比,提高传输速率是最有效的途径.Planet公司采用自己研制的5 kg量级卫星和4.5 m口径地面接收天线,在X数传频段的300 MHz带宽内实现了1.6 Gbit/s的信息传输速率.梳理了Planet数传系统的发展历程,对其原理...     

基于数字调制的高速数传发射机技术研究

针对现有卫星对地数传系统传输速率低、调制模式单一和无法在轨重配置等问题,运用了现代数字信号处理技术和先进数字元器件,提出了一种基于数字调制的高速数传发射机方案。简要介绍了系统结构、基本原理和核心器件,重点分析了方案中的高增益、低复杂度的信道编码技术、基于并行查表的数字成型技术和基带数字预失真技术,并给出了相应的技术方案,为下一代数字化卫星数据传输系统的实现奠定基础。     

Ka波段行波管放大器应用16APSK调制信号研究

根据卫星Ka波段数传通道子系统高速传输2Gbps信息速率需求,数传调制方案拟选择16APSK调制方式,需研究Ka波段行波管放大器功率放大输出时非线性失真对16APSK调制信号解调影响。     

一种卫星地面站上行数传信号闭环检测系统的设计与实现

针对日益增多的卫星上行数据传输需求^[1-3],该文提出了一种卫星地面站上行数传信号闭环检测系统的设计与实现方法。首先对该系统的工作原理和流程进行了介绍,并对解调性能和数据处理时间进行了详细定量的分析,可为同类型系统或设备的性能评估提供参考。给出了系统的硬件平台和功能算法设计,并对接收机相位模糊处理以及无固定帧结构场景下的数据比对等关键问题提供了解决方法。最后给出了硬件资源占用情况和性能测试结果。该方法适用于多种调制体制和编码方式下的卫星地面站上行数传信号闭环检测,具有实时性强、资源占用少且稳定可靠的特点。     

测控数传一体化系统的设计与实现

随着现代卫星工程技术的日益发展,测控数传设备的研制也日益紧迫。目前专用地面监测设备虽然性能优良、功能完善,但是设备价格昂贵、体积和质量都比较大。本文采用便携式模块化的设计理念,多种技术融合的总成方法,借助于虚拟仪器技术平台,在PC机控制系统下通过USB体制,扩频体制和测控数传一体化操作系统,参数可以灵活动态配置,经过试验证明,此设备具有良好的通用性和扩展性,能够满足测控数传的需要。     

复接帧与载荷包联合处理架构的设计与实现

针对复杂遥感卫星多类海量数据处理效率低下等问题,设计了一种基于数传CCSDS复接帧和多路载荷包联合处理的信息处理架构。该架构融合数传前端系统与载荷前端系统,对数据作二维统筹处理,是多路载荷数据快速恢复的技术基础。基于此架构开发的载荷信息处理系统,经实际应用表明能大幅提高卫星多路数据处理效率,使数据恢复达到高实时性;同时具有通用性,满足多类复杂遥感卫星研制和测试的需要。     

低轨遥感卫星数传链路兼容性分析对比研究(下)

(接第4期) 3系统保护门限 3.1电联建议书 与遥感卫星相关的建议书是SA(space applications)系列.其中,研究对象是低轨遥感卫星数传链路且包含频段8025MHz ～ 8400MHz的建议书主要有《SA.609有人和无人操纵的近地科学卫星的无线电通信链路的保护准则》、《SA.1 026低轨卫星地球探测业务和卫星气象业务数据传输系统(空对地)的集总干扰保护标准》、《SA.514卫星地球探测业务及卫星气象业务系统遥令及数传链路的保护标准》、《SA.1 022卫星地球探测业务及卫星气象业务系统干扰保护标准的确立方法》,上述建议书着重于干扰保护标准的确立.     

卫星数传的交互式调度仿真平台

设计一种模块化结构的数传调度仿真平台,根据卫星数传调度的仿真需求,将仿真平台进行功能化模块构建,集成了航空航天仿真软件STK。使用XtremeToolKit界面库,使仿真结果以更美观的形式展现,同时增强了用户交互性。设计了一种稀疏矩阵调度算法,验证了仿真平台的可用性与可扩展性。     

一种基于软件无线电高速载波恢复方案

随着卫星数传系统传输速率的迅猛提高,卫星接收系统对电子元器件的要求也越来越严格,如何在现有条件下实现高速数据的载波恢复成了一个关键问题。该文重点研究了高速数据接收系统的载波恢复方案即并行处理技术和反馈式相干载波恢复技术,同时对该方案进行了仿真分析,仿真结果证明文中所提出的高速载波恢复方案适用于高速数据接收系统。     

环境一号C 卫星系统总体设计及其在轨验证

HJ-1-C 卫星是我国环境与灾害监测预报小卫星星座的一颗合成孔径雷达卫星,与光学卫星HJ-1-A/B 共同完成环境与自然灾害监测。该文介绍了中国第1 颗民用SAR 卫星的系统总体及载荷的设计特点,研究了卫星平台部分的数传、姿态控制、供配电和热控分系统对SAR 载荷的支持能力以及相互之间的匹配关系,同时,给出了卫星在轨测试验证的相应结果。