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题目:北航微小卫星VHF/UHF 通信系统总体设计与验证

关键词:卫星通信,业余无线电,卫星地面站,微小卫星

  摘要



    本文以系统化方法定义、分析、验证了BUAA-SAT 项目VHF/UHF 分系统(UV分系统)的详细规格设定和接口。作为一个北京航空航天大学的学生微小卫星项目,BUAA-SAT 使用VHF/UHF 业余无线电频段为其通信的一种方式,计划于2015 年发射升空。以传送数据、图片和声音信号为目的,UV 分系统包括两个收发机和相应的射频前端器件以及BUAA-SAT 星载天线,同时也包括一个位于北京航空航天大学的地面站(G.S.)。
    首先,本文陈述了分系统的目标、运行理念和需求,包括接口与在设计阶段作为研究基准的V 模型图。然后,详细的解释了UV 子系统的物理结构,包括规格设定,模块图,运行方法和接口。
     在分析部分,分下面几步分析了解决方案的性能。第一为数据预算分析以确保需要的数据可以在合理的链路余量下从卫星下传到地面。除此之外,在本步中对一些运行标准例如运行时序等进行了检验。第二步,对四个星载天线进行了仿真,以确定其性能参数并用于链路预算分析。这些性能参数以俯仰角的函数来确定。在第三步中,表述了分系统的模型和运行环境并根据模型进行了链路预算。最后一步介绍了使用不同的码速率下传数据以提高地面站所接收的数据量,并以数据预算和链路预算对其可行性进行了验证。
    在验证部分,讨论了验证的过程和所用的设备,以估计需求的实现程度并评估分析结果和相应的不确定因素。验证分设备级和系统级进行。对每个设备的参数和功能进行了检验并评估了UV 分系统的整体性能。最后一章给出了论文结果和讨论,包括表明所选方案达到了必要的性能水平的测试结果。除此之外,在本篇论文的最后部分也对用于前沿研究的主题和项目进行了展望。