《電子技術(shù)應(yīng)用》
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衛(wèi)星擴(kuò)頻測(cè)控基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第9期
鮑大志，邢斯瑞，孫 偉，韓旭天
長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春130102
摘要： 衛(wèi)星測(cè)控分系統(tǒng)負(fù)責(zé)遙測(cè)、遙控信號(hào)在衛(wèi)星與地面站之間的傳輸。擴(kuò)頻測(cè)控體制由于抗干擾性強(qiáng)、保密性好、易于實(shí)現(xiàn)多星測(cè)控等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸成為主流測(cè)控方式。在測(cè)控頻段上，X頻段由于頻率資源豐富且對(duì)商業(yè)測(cè)控開(kāi)放，已經(jīng)成為商業(yè)航天使用的主要測(cè)控頻段。根據(jù)低軌衛(wèi)星測(cè)控分系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)了一套X頻段擴(kuò)頻測(cè)控應(yīng)答機(jī)基帶系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)X頻段擴(kuò)頻測(cè)控信號(hào)的發(fā)射和接收。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)二維捕獲、跟蹤環(huán)路等模塊，系統(tǒng)可以滿足低軌衛(wèi)星高動(dòng)態(tài)多普勒下的性能需求。
中圖分類號(hào)： TN927；V55
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(kuò)頻測(cè)控基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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(cè)控應(yīng)答機(jī)是衛(wèi)星與地面之間的遙控指令與狀態(tài)遙測(cè)信息的聯(lián)絡(luò)單機(jī)，主要負(fù)責(zé)遙測(cè)、遙控信號(hào)在衛(wèi)星與地面站之間的傳輸。早期測(cè)控應(yīng)答機(jī)多為統(tǒng)一S波段(USB)測(cè)控應(yīng)答機(jī)，由于S頻段不對(duì)商業(yè)測(cè)控開(kāi)放，且USB測(cè)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(kuò)頻測(cè)控正成為主流測(cè)控方式，并且頻率上有向更高頻段發(fā)展的趨勢(shì)，以滿足對(duì)測(cè)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(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星測(cè)控信號(hào)具有高動(dòng)態(tài)的多普勒效應(yīng)。同時(shí)由于相對(duì)于傳統(tǒng)的S測(cè)控頻段，X頻段頻率更高，多普勒效應(yīng)更加明顯。因此，實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)信號(hào)的捕獲跟蹤是擴(kuò)頻測(cè)控信號(hào)處理的關(guān)鍵。此外，由于擴(kuò)頻測(cè)控體制采用非相干擴(kuò)頻，使得捕獲跟蹤的難度進(jìn)一步增加，且解擴(kuò)后信號(hào)需要獨(dú)立位同步算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)。

    本文按照低軌衛(wèi)星擴(kuò)頻測(cè)控應(yīng)答機(jī)需求，構(gòu)建了一套擴(kuò)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(kuò)頻測(cè)控應(yīng)答機(jī)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(cè)試結(jié)果。




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作者信息：

鮑大志，邢斯瑞，孫  偉，韓旭天

(長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春130102)




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