基于FPGA的星务信息收发系统的设计与实现

发布时间：2021-05-21 21:54

　　微小卫星综合电子平台是卫星最核心的模块,不仅保障卫星最基本的功能运转,同时兼顾各个模块之间的信息传输与共享。作为综合电子平台最前端的收发设备,星务信息收发系统主要实现上行遥控数据及下行遥测数据的接收与发送,其中遥控数据由地面工作站发送,遥测数据来自综合电子平台其他模块如姿轨控、热控、安全管理、卫星导航等。传统星务信息收发系统通常采用一体化设计,即采用全定制电路结构,其中数据信号处理模块和射频模块一体化,该设计导致系统升级、功能扩展可能需要频繁更换硬件来作为支持,加大了研发和维护成本,并且传统设计需要针对不同卫星通信场景设计大量不同类型的滤波器、混频器等复杂器件,任务量繁重。本文针对传统设计中存在的问题,在设计方案上采用Xilinx公司的ML605开发平台进行基带信号处理,利用FPGA可编程的特点解决传统收发器升级维护可能需要更换硬件设备的弊端,射频模块设计选用ADI公司AD9361作为主芯片避免信号处理过程中大量滤波器的设计,外围电路包括模拟信号接口、FMC接口模块、时钟输入模块以及电源和电源监测模块,最后完成了射频模块整体PCB板设计与制作。本文软件设计包括差分编解码模块、QPSK调... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 研究现状
    1.3 本文研究内容及论文结构
2 星务信息收发系统原理
    2.1 微小卫星综合电子平台定义
    2.2 微小卫星综合电子平台体系
        2.2.1 开放式模块化体系
        2.2.2 微小卫星综合电子平台模块功能
    2.3 星务信息收发系统结构原理
        2.3.1 设计指标
        2.3.2 设计创新点
        2.3.3 系统设计
    2.4 本章小结
3 星务信息收发系统硬件平台设计
    3.1 星务信息收发系统总体设计
    3.2 FPGA基带模块
    3.3 射频模块
        3.3.1 AD9361 芯片原理
        3.3.2 AD9361 模块
        3.3.3 信号接口模块
        3.3.4 电源及电源监测模块
    3.4 PCB电路板设计
        3.4.1 封装设计和布局布线
        3.4.2 PCB版图设计与制作
    3.5 本章小结
4 星务信息收发系统软件设计
    4.1 软件设计流程与开发环境
    4.2 差分编解码模块
        4.2.1 差分编码
        4.2.2 差分解码
    4.3 QPSK信号调制模块
    4.4 DQPSK解调模块
    4.5 本章小结
5 星务信息收发系统硬件平台调试与分析
    5.1 AD9361 寄存器配置
        5.1.1 AD9361 寄存器说明
        5.1.2 AD9361 寄存器配置时序
    5.2 AD9361和FPGA接口时序
    5.3 射频模块静电测试
    5.4 射频模块电源测试
    5.5 星务信息收发系统发射性能测试
    5.6 星务信息收发系统接收性能测试
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表学术论文及参与的项目



本文编号：3200442