[发明专利]一种基于SOC芯片的扩频应答机及实现方法

说明书

本发明涉及一种基于SOC芯片的扩频应答机及实现方法，所述扩频应答机包括射频天线，射频收发模块和基带模块。所述射频天线包括对天天线和对地天线，用于全方位接收测控信号；所述射频收发模块包括微波网络、射频接收和射频发射单元，用于射频信号与中频信号之间的转换；所述基带模块包括ADC、DAC、SOC芯片，所述ADC、DAC用于信号的模数转换，所述SOC芯片用于上行遥控遥测信号的解调、下行测距帧和遥测帧的组帧和扩频调制、与星务之间的数据通信和指令交互。这样，本发明提出的基于SOC芯片的扩频应答机在单个SOC芯片上通过软件设计实现主要功能，提高了扩频应答机设计的灵活性和扩展性，便于小型化、低功耗和通用化设计。

技术领域

本发明涉及卫星测控技术领域，尤其涉及一种基于SOC芯片的扩频应答机及实现方法。

背景技术

扩频应答机是卫星的核心模块之一，负责卫星和地面站的通信，实现地面站对卫星的远程监控。扩频应答机接收、解调来自地面测控站发送的遥控信息并送至星务，同时接受解调测距帧信息，而后采集测距相关信息填入下行测距帧中，与卫星遥测数据一并调制后发送给地面测控站。

随着微纳技术及微电子机械系统技术的迅猛发展，微小卫星应用越来越广泛，涵盖通信试验、图像传输、气象监测、太空环境监测、导航定位、科学试验等诸多领域。微小卫星体积小、功耗低，多采用标准架构，这就要求所搭载的扩频应答机在满足性能指标的同时，还必须考虑小型化、标准化和低功耗设计。

专利申请号为201810307538.5，发明名称为“一种货架式星载应答机”的中国专利，采用统一的硬件平台，通过更改不同的软件设置，更换不同频点的双工器和中继接收滤波器，可达到通用化设计，去型号化批量生产和货架式供货的目的。但该应答机的设计没有突出小型化和低功耗，采用传统多片FPGA架构实现。

专利申请号为200710176524.6，发明名称为“小卫星星地通信一体化系统”，提出将应答机和数传单元功能、结构一体化设计，可以有效降低功耗与质量，但只是支持USB应答机体制。

专利申请号为201410464941.0，发明名称为“微小卫星多码率多通道多体制测控系统”，具有降低航天器研制成本、提高微小航天器总体可靠性、天线应答机一体化设计，质量轻、功耗低的有益效果，但在设计时扩频应答机采用传统的“FPGA+DSP”的架构，外围电路较多，结构相对复杂，开发相对困难。

上述发明专利或申请要么采用多FPGA架构或“FPGA+DSP”架构，要么只是针对USB应答机体制，并没有针对扩频体制的应答机小型化、低功耗和通用化的技术方案。

发明内容

本发明技术解决问题：克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于SOC芯片的扩频应答机及实现方法，在单个SOC芯片上通过软件设计实现主要功能，提高了扩频应答机设计的灵活性和扩展性，适应微小卫星平台的小型化和低功耗设计需求。

本发明技术解决方案：

一种基于SOC芯片的扩频应答机，所述扩频应答机包括射频天线，射频收发模块和基带模块。所述射频天线包括对天天线和对地天线，用于全方位接收/发送测控信号；所述射频收发模块包括微波网络、射频接收和射频发射单元，用于射频信号与中频信号之间的转换；所述基带模块包括ADC、DAC、SOC芯片，所述ADC、DAC用于信号的模数转换，所述SOC芯片用于上行遥控遥测信号的解调、下行测距帧和遥测帧的组帧和扩频调制、与星务之间的数据通信和指令交互。

所述基于SOC芯片的扩频应答机与卫星的接口有电源接口、OC指令接口、CAN总线接口、I2C总线接口。其中，

电源接口用于接入来自卫星平台的电源；

OC指令接口用于接收来自星务的直接指令，对扩频应答机进行开关机控制；

CAN总线接口和I2C总线接口互为备份，用于扩频应答机与星务之间的数据通信。