《電子技術(shù)應(yīng)用》
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卫星扩频测控基带系统设计
2022年电子技术应用第9期
鲍大志，邢斯瑞，孙 伟，韩旭天
长光卫星技术股份有限公司，吉林 长春130102
摘要： 卫星测控分系统负责遥测、遥控信号在卫星与地面站之间的传输。扩频测控体制由于抗干扰性强、保密性好、易于实现多星测控等优势，已经逐渐成为主流测控方式。在测控频段上，X频段由于频率资源丰富且对商业测控开放，已经成为商业航天使用的主要测控频段。根据低轨卫星测控分系统需求，设计了一套X频段扩频测控应答机基带系统，能够实现X频段扩频测控信号的发射和接收。通过优化设计二维捕获、跟踪环路等模块，系统可以满足低轨卫星高动态多普勒下的性能需求。
中圖分類號： TN927；V55
文獻標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212459
中文引用格式： 鮑大志，邢斯瑞，孫偉，等. 衛(wèi)星擴頻測控基帶系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(9)：81-85.
英文引用格式： Bao Dazhi，Xing Sirui，Sun Wei，et al. Design of baseband system of satellite spread spectrum TT&C[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：81-85.
Design of baseband system of satellite spread spectrum TT&C
Bao Dazhi，Xing Sirui，Sun Wei，Han Xutian
Chang Guang Satellite Technology Co.，Ltd.，Changchun 130102，China
Abstract： The satellite tracking telemetry and command(TT&C) subsystem is responsible for transmitting telemetry and receiving remote control signals between the satellite and the ground station. Spread Spectrum TT&C system has gradually become the mainstream TT&C mode because of its strong anti-interference, good confidentiality and easy to realize multi Satellite TT&C. In the TT&C frequency band, X frequency band has become the main TT&C frequency band used in commercial spaceflight due to its rich frequency resources and openness to commercial TT&C. According to the requirements of low orbit satellite TT&C subsystem, a baseband system of X band spread spectrum TT&C transponder is designed, which can transmit and receive X band spread spectrum TT&C signal. By optimizing the design of 2D acquisition and tracking modules, the system can meet the performance requirements of low orbit satellites under high dynamic Doppler.
Key words : satellite TT&C；baseband；acquisition and tracking；Doppler

0 引言

    測控應(yīng)答機是衛(wèi)星與地面之間的遙控指令與狀態(tài)遙測信息的聯(lián)絡(luò)單機，主要負責(zé)遙測、遙控信號在衛(wèi)星與地面站之間的傳輸。早期測控應(yīng)答機多為統(tǒng)一S波段(USB)測控應(yīng)答機，由于S頻段不對商業(yè)測控開放，且USB測控在設(shè)備適應(yīng)性、抗干擾性、可靠性等指標(biāo)上難以保證，目前商業(yè)航天中，X頻段擴頻測控正成為主流測控方式，并且頻率上有向更高頻段發(fā)展的趨勢，以滿足對測控自主性、抗干擾性、保密性等方面的需求[1-3]。

    由于衛(wèi)星高速運動，衛(wèi)星測控信號具有高動態(tài)的多普勒效應(yīng)。同時由于相對于傳統(tǒng)的S測控頻段，X頻段頻率更高，多普勒效應(yīng)更加明顯。因此，實現(xiàn)高動態(tài)信號的捕獲跟蹤是擴頻測控信號處理的關(guān)鍵。此外，由于擴頻測控體制采用非相干擴頻，使得捕獲跟蹤的難度進一步增加，且解擴后信號需要獨立位同步算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)。

    本文按照低軌衛(wèi)星擴頻測控應(yīng)答機需求，構(gòu)建了一套擴頻基帶解調(diào)和調(diào)制系統(tǒng)。其中解調(diào)器主要組成部分包括二維捕獲、載波跟蹤、碼環(huán)跟蹤、位同步等模塊。本文給出了擴頻測控應(yīng)答機系統(tǒng)架構(gòu)和基帶系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的算法結(jié)構(gòu)，并給出了仿真測試結(jié)果。




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作者信息：

鮑大志，邢斯瑞，孫  偉，韓旭天

(長光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司，吉林 長春130102)




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