深空通信Ka频段数传发射机的研究

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1、第31卷增刊飞行器测控学报V01．31Suppl．!!!!生!!旦』Q旦!堕垒!Q!曼卫垒!皇竺!垫丛!!壁垒!堕塾望Q!壁g!旦!!：!!!!深空通信Ka频段数传发射机的研究梁显锋，张津舟，谢春坚，熊蔚明，安军社，陈晓敏，孙辉先(中国科学院空间科学与应用研究中心·北京·100190)摘要：针对我国今后深空探测任务的发展需求，提出了应用于深空通信的Ka频段数传发射机技术设计方案，给出了整机关键输出特性结果。采用一体化设计和数字化技术，Ka频段数传发射机实现了轻小型化和高效率。基于CCSDS(空间数据系统咨询委员会)的相关建议标准，信

2、道编码采用级联纠错编码技术和低、中、高速率数传码分段对应选择PCM／BPSK／PM(脉冲编码调制／二相相移键控／调相)、NRZ／BPSK(非归零／二相相移键控)和SRRC—QPSK(平方根升余弦一四相相移键控)的数据调制模式。Ka频段发射机采用KaSSPA(Ka频段固态功率放大器)实现了在31．84GHz中心频率输出信号功率大于2．0W，QPSK(四相相移键控)调制时支持最大码率2Mbit／s。关键词：深空通信；Ka频段发射机；PCM／BPSK／PM(脉冲编码调制／二相相移键控／调相)；SRRC—QPSK(平方根升余弦一四相相移键控

3、)调制中图分类号：TN838；V443．1文献标志码：A文章编号：1674—5620(2012)Suppl．一0017—06AKa。-BandTransmitterforDeepSpaceCommunicationLIANGXianfeng，ZHANGJinzhou，XIEChunjian，XIONGWeiming，ANJunshe，CHENXiaomin．SUNHuixian(CenterforSpaceScienceandAppliedResearch，theChineseAcademyofSciences，Beijing100

4、190)Abstract：DesignofaKa—bandtelemetrytransmitterisproposedtomeetrequirementsoffuturedeepspacemissions．KeyoutputcharacteristicsresultsoftheKa—bandtransmitteraregiven．IntegrateddesignanddigitaltechnologiesareusedtOdevelopalight，compactandhighefficiencytransmitter．Basedo

5、nCCSDS(ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems)recommendations，aconcatenatederror—controlcodeinchannelcodingisusedforimprovedperformanceanddifferentcoderaterangesareseparatelychosenforPCM／BPSK／PM(PulseCodeModulation／QuadraturePhaseShiftKeying／PhaseModulation)，NRZ(Non—

6、ReturntoZero)／BPSKandSRRC(SquareRootRaisedCosine)一QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying)modulation．EquippedwithanSSPA(SolidStatePowerAmplifier)，theKa—bandtransmitterprovidesanoutputpowerof2．0W31．84GHzcenterfrequency．Thesuppor—teddatarateisuDtO2．0Mbit／swithQPSKmodulation．Keyw

7、ords：deepspacecommunication；Ka—bandtransmitter；PulseCodeModulation／QuadraturePhaseShiftKeying／PhaseModulation(PCM／BPSK／PM)；SquareRootRaisedCosine(SRRC)一QuadraturePhaseShiftKeying(QPSK)0引言深空探测活动中，完成深空探测器和地球之间测控通信任务的系统称为深空测控通信系统。由于深空(指距地球2×106km以远的空间)[11通信的距离很远，深空测控和下行遥测

8、数据传输系统技术已不能简单共享近地轨道卫星的技术。因此，深空测控通信技术是急需研究和解决的关键技术之一。深空通信最显著的特点是通信信号衰减严重、信噪比极低。目前为改善深空通信链路增益，提高星载通信设备能力的措施主要集中在增加探测器的天