星载X频段小型化数传发射机制造技术

本申请涉及一种星载X频段小型化数传发射机，包括：FPGA模块、高速DAC模块、X频段带通滤波器和X频段放大器；利用高速DAC输出的镜像频率产生X频段调制信号，在产生X频段调制信号时，不再需要微波调制上变频模块以及调制上变频所需的本振信号，利用DAC输出信号中的镜像频率直接产生X频段的调制信号，极大提升了系统的集成度，降低了硬件成本，在单机重量和整机集成度等方面和传统方案相比具有明显的优势。势。势。

【技术实现步骤摘要】
星载X频段小型化数传发射机


[0001]本申请涉及微波高速大容量通信
，具体地，涉及一种星载X频段小型化数传发射机。

技术介绍

[0002]目前X频段是低轨遥感卫星、尤其是商业遥感卫星对地数据传输主要采用的频段，随着遥感卫星分辨率越来越高，需要传输的数据速率也越来越高，这将会导致星上数据传输相关的硬件设计越来越复杂。而与此同时，为了降低卫星的发射和硬件实现的成本，整星、单机(模块)的集成化设计需求越来越迫切，在星载数传发射机设计过程中需要解决速率越来越高和集成化要求越来越高之间的矛盾。
[0003]传统的星载X频段数传发射机由FPGA(Field Programmable Gate Array)、高速DAC(数模转换器)、基带时钟、射频本振、微波调制(上变频)模块组成。FPGA进行数据的接收和基带数据处理，基带时钟模块产生高速DAC工作所需的采样时钟，高速DAC将FPGA输出的数字信号转换为基带模拟信号，射频本振产生调制上变频所需的本振信号，微波调制上变频模块将基带信号调制(上变频)至X频段。按照传统的设计思路进行X频段调制信号的产生，如果需要提升硬件电路的集成度，主要依靠各模块内部采用的元器件及其外围电路集成化程度的提升，集成化设计难度较大。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请实施例提供一种星载X频段小型化数传发射机。
[0005]第一方面，提供一种星载X频段小型化数传发射机，包括：FPGA模块、高速DAC模块、X频段带通滤波器和X频段放大器；<br/>[0006]FPGA模块用于对基带信号进行调制、数字上变频，得到处理后的数字信号；
[0007]高速DAC模块用于将处理后的数字信号上变频至中频，输出中频信号和多个镜像频率分量；
[0008]X频率带通滤波器用于对中频信号和多个镜像频率分量进行选频滤波处理，得到选频滤波处理后的信号；
[0009]X频段放大器用于对选频滤波处理后的信号进行功率放大处理，输出X频段调制信号。
[0010]在一个实施例中，选频滤波处理后的信号的频率为Fs+Fc，其中，Fc为中频载波频率，Fs为采样率。
[0011]在一个实施例中，高速DAC模块的采样率为6Gsps，中频载波频率为1.5GHz～2.5GHz。
[0012]在一个实施例中，对基带信号进行调制，包括：AOS组帧、信号编码、星座映射和成型滤波。
[0013]在一个实施例中，还包括：DAC采样时钟，DAC采样时钟用于产生高速DAC模块工作所需的采样时钟。
[0014]第二方面，提供一种X频段调制信号生成方法，包括：
[0015]对基带信号进行调制、数字上变频，得到处理后的数字信号；
[0016]将处理后的数字信号上变频至中频，输出中频信号和多个镜像频率分量；
[0017]对中频信号和多个镜像频率分量进行选频滤波处理，得到选频滤波处理后的信号；
[0018]对选频滤波处理后的信号进行功率放大处理，输出X频段调制信号。
[0019]在一个实施例中，选频滤波处理后的信号的频率为Fs+Fc，其中，Fc为中频载波频率，Fs为采样率。
[0020]在一个实施例中，高速DAC模块的采样率为6Gsps，中频载波频率为1.5GHz～2.5GHz。
[0021]在一个实施例中，对基带信号进行调制，包括：AOS组帧、信号编码、星座映射和成型滤波。
[0022]在一个实施例中，还包括产生高速DAC模块工作所需的采样时钟。
[0023]相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：本申请提出了一种新型的星载X频段小型化数传发射机，利用高速DAC输出的镜像频率产生X频段调制信号，在产生X频段调制信号时，不再需要微波调制上变频模块以及调制上变频所需的本振信号，利用高速DAC输出信号中的镜像频率直接产生X频段的调制信号，极大提升了系统的集成度，降低了硬件成本，在单机重量和整机集成度等方面和传统方案相比具有明显的优势。
附图说明
[0024]本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。在附图中：
[0025]图1示出了原始信号时域波形示意图；
[0026]图2示出了DAC模块的输出信号示意图；
[0027]图3示出了重建后信号在频域的示意图；
[0028]图4示出了根据本申请实施例提供的星载X频段小型化数传发射机的硬件框图；
[0029]图5示出了生成X频率调制信号的示意图；
[0030]图6示出了根据本申请实施例的FPGA模块对基带信号进行调制、数字上变频的流程图。
具体实施方式
[0031]在下文中将结合附图对本申请的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中可以做出很多特定于实施例的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施例的不同而有所改变。
[0032]在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本申请，在附图中仅仅示出了与根据本申请的方案密切相关的装置结构，而省略了与本申请关系不大的其他
细节。
[0033]应理解的是，本申请并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。在本文中，在可行的情况下，实施例可以相互组合、不同实施例之间的特征替换或借用、在一个实施例中省略一个或多个特征。
[0034]根据基带采样定理，当采样率Fs大于信号带宽的2倍时，任一带宽受限的信号可以被重建，图1示出了原始信号时域波形示意图，以T
S
为采样周期对时域信号进行采样(T
S
＝1/F
S
)，Fs为采样率，最常见的采样方法为采样保持，图2示出了DAC模块的输出信号示意图，它可以理解为采样脉冲序列与脉宽为Ts的单位幅度矩形脉冲两者的卷积。
[0035]图3示出了重建后信号在频域的示意图。高速DAC模块输出频率为Fc的信号时，同时在频域会产生：Fs
‑
Fc、Fs+Fc、2Fs
‑
Fc、2Fs+Fc
…
等镜像频率分量。
[0036]在多数应用过程中，是利用DAC产生基带原始信号，其余镜像频率分量均为无用信号，需要通过滤波器滤除。事实上，根据需要信号的频率，镜像频率也可以作为最终有用信号输出，本申请利用该原理在高速DAC模块内部进行“上变频”，进而产生X频段的宽带调制信号。
[0037]本申请提供一种星载X频段小型化数传发射机，利用高速DAC模块输出的镜像频率产生X频段调制信号，基于该原理设计星载X频段小型化数传发射机，可简化硬件架构，提升整机的集成度。
[0038]图4示出了根据本申请实施例提供的星载X频段小型化数传发射机的硬件框图，星载X频段小型化数传发射机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星载X频段小型化数传发射机，其特征在于，包括：FPGA模块、高速DAC模块、X频段带通滤波器和X频段放大器；所述FPGA模块用于对基带信号进行调制、数字上变频，得到处理后的数字信号；所述高速DAC模块用于将所述处理后的数字信号上变频至中频，输出中频信号和多个镜像频率分量；所述X频率带通滤波器用于对所述中频信号和所述多个镜像频率分量进行选频滤波处理，得到选频滤波处理后的信号；所述X频段放大器用于对所述选频滤波处理后的信号进行功率放大处理，输出X频段调制信号。2.如权利要求1所述的星载X频段小型化数传发射机，其特征在于，所述选频滤波处理后的信号的频率为Fs+Fc，其中，Fc为中频载波频率，Fs为采样率。3.如权利要求2所述的星载X频段小型化数传发射机，其特征在于，所述高速DAC模块的采样率为6Gsps，中频载波频率为1.5GHz～2.5GHz。4.如权利要求1所述的星载X频段小型化数传发射机，其特征在于，所述对基带信号进行调制，包括：AOS组帧、信号编码、星座映射和成型滤波。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，胡西阁，张伟，华璐，李福，李召，王宇，郭大鹏，张丹丹，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：