基于开源软件无线电的统一S频段测控系统应答机设计

发布时间：2025-07-26 15:04

　　近年来,我国的航天事业进入了新阶段,商业卫星和小卫星数量越来越多,应答机的设备数量和任务数量随之增多。例如珠海一号卫星为了保证测控系统的可靠性而采用了S、UV等多个频段的测控系统。因为传统的应答机是针对不同频段专门设计的,使得卫星不得不携带多台不同频段的应答机设备,增加了卫星的重量和体积,而且各个模块的通用性较差。而使用开源软件无线电设计就可以设计出一个通用性强,易于升级,方便添加新功能的应答机设备。本文从标准USB TT&C（Trace Telemetry&Control）应答机以及软件无线电的背景和发展现状开始,简要说明了使用软件无线电设计应答机的优点,阐明了该项目实用价值;然后给出了实现应答机测距测速功能的原理,在此之上详细介绍了基于开源软件无线电GNU Radio的应答机的实现方法,对所设计的应答机从硬件选型,各模块程序设计进行了说明,最后对所设计的应答机进行了测试,并对测试结果进行了分析。本文所设计的应答机在硬件选择方面,采用了FPGA+CPU的硬件平台作为基带,射频模块采用了高速射频处理芯片AD9361。通过对硬件资源以及配套开发工具的对比,最终选用了Xili...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.2AD9361芯片架构图

图3.2AD9361芯片架构图片使用了零中频架构，芯片中包括了射频放大器、滤的模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）以及一通道都有独立的自动增益控制(AGC)、直流失调校正而消除了在数字基带中提供这些功能的必要性。除了增益的模式，每个通道搭载两个高动态范围的ADC，行....

图3.3ZC706与FMCCOMMS3板卡

图3.3ZC706与FMCCOMMS3板卡3.2软件平台软件设计分为FPGA部分和GNURadio部分，总的信号流程图如图3.4所示，数字信号处理的软件的主要功能为：（1）向地面测控台站发射数字中频引导信标信号；（2）接收地面发送的遥控信号，输出解调....

图3.5GRC软件界面

3.2.1GNURadio及RFNoC简介1)GNURadio简介GNURadio是一个运行在Linux系统下的，提供信号处理模块的开源的软件开发套件，主要用于实现软件无线电设备和信号处理系统。它可以使用外部的射频硬件来实现软件无线电，也可以不使用外部硬件仅仅....

图3.6Linux启动流程

第三章应答机的设计优于FPGA或者ASIC。oC并不需要依赖GNURadio，也可采用纯C++或者计流程：HDL代码实现所需模块，并打包成IP核，或者直IP：可以使用Verilog、VHDL、HLS以及Xilinx的IP的功能：使用Vivad....

本文编号：4058650