星载扩频应答机抗SEU方法及验证

对星载扩频应答机抗单粒子翻转(SEU)的方法进行了研究,从单机层面提出了扩频应答机基带现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)抗SEU的方法,包括配置存储区回读校验、"看门狗"、三模冗余、动态刷新和程序区巡检等设计方法;从系统层面提出了由星上特定设备根据规定的原则对扩频应答机进行关机和开机操作的有效解除单粒子故障的方法。根据我国S频段非相干扩频应答机在轨飞行试验结果,单机发生SEU后自主恢复的概率超过99%,其余1%采用系统级的方法进行了恢复,验证了文章所述方法的有效性和正确性。

单载波干扰对星载扩频应答机码跟踪回路影响研究

扩频码同步是基于扩频体制卫星测控通信中的一项关键技术。研究单载波对星载扩频应答机中全时间超前-滞后非相干跟踪回路的影响,分析单载波干扰存在时跟踪抖动的恶化程度,给出相应的数学表达式,并进行了Matlab仿真。仿真结果表明:在一定的跟踪回路带宽下,恶化程度随着系统的扩频增益或频偏的增加而减小,并随着干信比的增加而增加。单载波干扰不变的前提下,恶化程度随着回路带宽的增加而增加。

基于PXI总线的小卫星扩频应答机模拟器的设计与实现

应用PXI总线、扩频通信、软件无线电等技术,设计并开发了一种小卫星扩频应答机模拟器,可作为真实应答机的替代产品参与卫星初样产品桌面联试、与地面站对接等试验;同时基于PXI总线的灵活架构以及模块化设计思路,可实现快速升级,为新算法提供通用验证平台;采用成熟的地面测试设备以及星上产品与该系统进行联试,验证了该应答机模拟器调制、解调等信号处理功能的正确性和有效性。

本振信号相位噪声对星载扩频应答机影响研究

扩频微波统一测控系统已广泛应用于我国航天测控领域,其中扩频应答机是卫星测控系统的重要组成设备。由于扩频应答机中的本振电路需要为其中的数字基带、接收通道、发射通道提供高稳本振信号,因此扩频应答机中本振信号的好坏,尤其是其相位噪声特性的好坏,将直接影响扩频应答机的功能和性能。通过对本振信号相位噪声特性的变化对扩频应答机性能的影响进行理论和仿真分析,以及通过模拟本振信号相位噪声干扰试验验证,表明相位噪声特性变化会对扩频应答机的遥控遥测造成影响,相位噪声越大,遥控遥测通道的误码率会越高,严重时会导致上下行遥控遥测通道失锁。

卫星扩频应答机抗单粒子翻转技术研究

对卫星扩频应答机抗单粒子效应的方法进行分析,设计了采用反熔断丝工艺的FPGA(A54SX32),通过回读比对功能对FPGA进行监控和处理。此方法大大降低了单粒子效应造成卫星扩频应答机发生功能性故障的可能性,并在系统中通过内部高可靠单机对易发生单粒子效应的扩频应答机进行监控,诊断出故障后进行修复,同时设计定时复位对应答机进行复位、开机操作,确保卫星在轨扩频应答机的正常稳定工作。

星载扩频应答机抗单粒子翻转的设计研究

星载扩频应答机采用软件无线电的设计理念,射频模块硬件电路得到简化,核心信号处理模块通过大规模现场可编程门阵列(FPGA)实现,但存在单粒子效应影响产品功能。本文分析了当前四种抗单粒子翻转(SEU)设计方法,结合扩频应答机工作的任务特点,设计、提出了回读监控的设计方案并在某卫星型号中成功应用,最后提出了进一步研究建议。

星载扩频应答机的微纳化设计研究

随着集成电路技术的发展,单一芯片能够集成复杂的系统功能,使得宇航通信产品具备了微纳化研制基础。本文着重介绍了星载扩频应答机的微纳化设计,以射频芯片和基带芯片为核心,通过芯片化的硬件平台和参数化的软件算法实现设计方案,最后探讨了实现中需要解决的技术问题。

小型化大动态范围扩频应答机接收通道设计与实现

本文介绍了卫星扩频通信的发展背景、扩频应答机系统架构及接收通道的组成。从系统架构、系统噪声系数、通道线性度、频率规划等角度对扩频应答机接收通道的相关特性参数进行详细的分析,结合扩频应答机相关技术指标,从系统设计角度提出了扩频应答机接收通道设计的一般要求。以某卫星通信系统的扩频应答机接收通道为例,着重介绍了扩频应答机接收通道的大动态范围、小型化的设计和实现方法,结合设计实例和测试数据分析了设计方法的可行性。

扩频测控模拟器高稳零值技术研究

为适应对星载扩频应答机和测控地面站零值稳定性指标的评测需求,对扩频测控模拟器的零值稳定技术进行研究,提出了一种在扩频测控模拟器中通过宽带自闭环校准通道进行零值实时校正的方法。发射通道信号输出功率可数控调节,接收通道通过数字AGC适应接收功率的变化范围,满足不同输出功率下的零值校正。发射功率调节模块和校准通道的零值延时事先标定存储,并通过恒温确保事先标定零值的稳定性。实测结果验证了方法的有效性,实现了小于0.1m的零值稳定性,已成功应用于某航天工程。

基于SRAM型FPGA单粒子效应综合防护技术

为解决基于SRAM(Static Random Access Memory,静态随机存储器)型FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)的扩频应答机在空间环境中时常发生功能故障的难题,提出了一种低轨卫星基于SRAM型FPGA的应答机的单粒子综合防护方案。该方案在代码级、器件级、单机级、整星级综合采用器件优选、结构屏蔽设计、巡检自愈、自主复位等多种方法,有效杜绝了单粒子事件带来的种种危害,已成功应用于某在轨卫星。在轨测试结果表明:遥测、遥控、跟踪测量等功能、性能指标满足任务要求,且未发生需要地面干预的问题或现象。该技术还可推广应用于其他采用低等级器件及其他类型FPGA、DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)等大规模集成电路的星载单机防护。