[发明专利]通用数字化卫星载荷硬件平台

说明书

本发明公开了一种通用数字化卫星载荷硬件平台，包括卫星天线、多通道射频收发模块、数字处理模块、星上高速总线、业务扩展模块和电源模块，多通道射频收发模块与卫星天线相连，多通道射频收发模块的上下变频频率可调以用于调节射频频率覆盖范围从而满足不同的功能需求；多通道射频收发模块与数字处理模块相连，数字处理模块内设置有软件重构单元，数字处理模块与星上高速总线，业务扩展模块与数字处理模块相连。本发明将具有差异性的需求用通用的硬件设计方法实现，这样可以使卫星载荷的开发成本大大降低，缩短开发周期，并具有更好的自动化测试性。并且平台的扩展性强，还具有软件重构能力，可靠性高。

技术领域

本发明涉及卫星载荷领域，具体的涉及一种通用数字化卫星载荷硬件平台。

背景技术

北斗载荷基带处理模块在北斗卫星组网中得到了广泛应用。由于不同载荷基带模块的应用场景不同，实现功能有差异，所以目前根据不同的功能模块，划分了多个类型的载荷单机，每类载荷单机都设计了单独的硬件平台。

卫星载荷硬件平台目前在实际工程应用中有三个突出的问题有待解决：物料成本高、产品周期长、可扩展性差。

卫星载荷产品由于其应用的特殊环境和功能，需要具有极高的可靠性要求。卫星载荷硬件是要应用在复杂太空环境中的产品，太空中主要有以下三种辐射源：地球辐射带捕获电子、地球辐射带捕获质子和太阳耀斑质子，要对抗复杂恶劣的空间环境需要的硬件器件成本非常高，如果每个功能单机使用单独的硬件平台，会使硬件成本居高不下。并且不同的硬件设计造成硬件制造、测试的不一致性，加大了硬件设备制造的复杂度和周期。

目前国家在推广低地球轨道星座部署，由数百、上千颗低轨卫星组成，用于完成特定任务的卫星集群。卫星数量庞大对成本、开发周期、可扩展性的优化需求十分迫切。此外现有的卫星载荷硬件平台在复杂太空环境中还会因为单粒子翻转导致系统失效。

以往受限于射频模块的频率范围和带宽，以及数字处理模块的抗辐射能力，不同载荷需要独立的硬件设计，导致载荷硬件种类过多，造成硬件设计成本过高，设计、制造的复杂度高周期长。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种通用数字化卫星载荷硬件平台，能够解决现有卫星载荷硬件平台类型多、各个硬件平台不能统一、可扩展性差的问题。

根据本发明实施例的一种通用数字化卫星载荷硬件平台，包括：卫星天线，用于收发射频信号；多通道射频收发模块，所述多通道射频收发模块与卫星天线相连以用于将完成射频信号和中频数字信号的转换，所述多通道射频收发模块的上下变频频率可调以用于调节射频频率覆盖范围从而满足不同的功能需求；数字处理模块，所述多通道射频收发模块与数字处理模块相连以用于传输中频数字信号，所述数字处理模块内设置有软件重构单元以用于实现卫星载荷软件的重构，星上高速总线，所述数字处理模块与星上高速总线相连以用于与卫星其他系统传输数据；业务扩展模块，所述业务扩展模块与数字处理模块相连以用于新增能够满足不同功能需求的业务模块；电源模块，所述电源模块用于供电。

根据本发明实施例的通用数字化卫星载荷硬件平台，至少具有如下技术效果：本发明实施方式中卫星天线接收射频信号后送入多通道射频收发模块，多通道射频收发模块件将射频信号经过放大、滤波、ADC采样后得到中频数字信号传输给数字处理模块，数字处理模块接收中频数字信号通过星上高速总线反馈给卫星上其他设备，然后接收反馈数据生成DAC数字信号，送到多通道射频收发模块转为射频信号发出。

射频收发模块采用上下变频频率可调的多通道射频收发模块，可以根据不同的功能需要实现不同的射频频率调节，射频频率覆盖范围宽，超宽的射频频率不仅可以覆盖目前已知的绝大部分卫星接收、发射频率，并且可以支持3G/4G/5G的通信应用，可以满足各种功能需求，无需针对不同的需求制造不同的硬件平台，成本低。此外数字处理模块具有软件重构功能，可以实现地面控制系统对卫星载荷软件的重构，能够保证系统正确加载和刷新，保证系统在太空环境中稳定运行。