摘要：针对深远海和陆基间高速率实时数据通信需求,完成了一种应用于低轨卫星的高集成度、低成本、低功耗L频段中继通信载荷的设计和实现。该中继通信载荷将通信天线、射频前端、信号处理单元、电源变换单元和接口单元等集成化设计。接收前端采用有源相控阵天线设计,发射前端设计了GaN功率放大器以提高接收单元G/T值和发射单元等效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power,EIRP)。信号处理单元集成了零中频接收结构和直接射频调制结构,可完成反向链路8Mb/s载荷数据接收解调及前向链路数据处理转发的功能。载荷单机和装星后的环境模拟测试以及星地通信回路模拟测试结果表明,装星载荷可实现L频段卫星通信。整机质量为12.87 kg,在工作温度-25℃~+55℃范围内,发射端功率放大器输出大于30 W时,最大功耗为91.2 W(3.04 A/30 V)。

摘要：为了满足对远海浮标监测数据进行中继转发的需求,完成了搭载于低轨卫星的天海中继通信载荷数字基带电路单元的设计与实现。基带电路包括零中频接收模块、射频调制模块和信号处理模块。在信号处理模块内完成前向链路(载荷对海面浮标)以里德所罗门卷积级联(Reed-Solomon Convolution Concatenated,RS-CC)编码差分正交相移键控(Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying,DQPSK)调制体制发送512 kb/s的星历数据,反向链路以7/8LDPC编码DQPSK调制体制转发接收到浮标端发送的8 Mb/s信息。载荷基带单元不仅实现上述2种数据模式的自动切换,也完成了反向链路8 Mb/s的数据接收解调。测试结果表明,基带单元发送512 kb/s和8 Mb/s速率数据时,DQPSK调制信号幅度误差和相位不平衡分别小于4%和5°;零中频解调单元实现了±50 kHz频偏时正确解调,灵敏度优于-80 dBm,动态增益可达79 dB。

摘要：星载非相干扩频应答机在接收非相干扩频信号时,特别是在低信噪比条件下,信号跟踪环路中积分结果会因比特翻转而衰减严重,从而影响跟踪环路性能。针对上述问题,提出了一种HPK-P(Half-period Kokkonen-Pietila)位同步捕获法,将位同步时钟捕获精度缩短至半个伪码周期长,降低积分值衰减量,提高了跟踪前期的环路性能。仿真结果表明,与K-P法、半周期直方图法相比,HPK-P法更适合-24 dB低信噪比下的环路跟踪。在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上对HPK-P法进行测试,在信噪比为-24 dB,多普勒频偏范围为±1.5 kHz,多普勒加速度为+2.5 kHz/s条件下验证了该设计的可行性。

摘要：步行荷载模型的参数识别是准确重构步行荷载的前提。通过试验得到单人不同步频下的步行荷载加速度时程,经过傅里叶变换得到步行荷载频谱,获得各阶动载因子与实际步频。基于包含亚谐分量的步行荷载傅里叶级数模型,提出均匀试验设计与BP神经网络相结合的相位角识别方法,进而重构步行荷载。结果表明,提高均匀试验设计的水平数可以提高相位角的识别精度与重构步行荷载的准确性,各步频实测-重构步行荷载的均方根相对误差最小值约为9%,最大值约为21%,均值约为15%,在重构步行荷载时考虑亚谐分量可以更好地反映行人左右脚的步行荷载差异,步行荷载主、亚谐分量的各阶相位角大致服从变异系数为30%~70%的正态分布。