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深空探测是对距地球2.0×106km以远空间开展的探测活动。数十年来，各航天大国(美国和欧洲等)已发射多个深空探测器，取得了一系列科学成果。然而，深空探测器与地面通信站间通信距离遥远且探测器上能源资源有限，严重制约了深空探测器及时有效对地传输有效载荷形成的科学探测数据。因此，深空探测器对地进行高速数据传输的通信技术是深空探测中的关键技术之一。
在深空探测器上，实现星地之间通信的星载通信设备通常称为深空应答机。近几年，随着通信技术的迅速发展，考虑到探测器的资源有效性，深空应答机正朝着轻小型化和多功能化方向发展。
深空应答机包括接收机和发射机两部分，接收机主要用于接收地面通信站对深空探测器的上行遥控指令，码速率较低；发射机主要完成深空探测器对地面通信站的下行科学探测数据传输，码速率较高。目前，深空探测任务中星地通信的主要技术瓶颈在下行信息传输通道方面。如2004年，美国火星探测漫游器(MarsExploration Rovers)采用X波段对地进行数传的实际最大码率为18kbps。随着应用需求的不断增加，目前一些深空探测器通信系统的下行工作频段已从拥挤的X波段提升到Ka波段，可用带宽增加到500MHz。早在1998年，美国已在深空探测器“DS-1(DEEP SPACE-1)”上试验了对地下行遥测Ka波段通信系统。近期，意大利和日本也正在研发Ka波段下行通信系统。
论文基于中科院空间科学与应用研究中心2009年创新课题“深空通信Ka波段数传发射机技术研究”，开展了深空通信Ka波段数传发射机数字基带电路技术的研究工作，目的是实现深空通信系统的轻小型化和多功能化。相关工作将满足我国今后开展深空探测任务中星地问高码率科学数据传输的应用需求。
第一章介绍了论文的研究背景、内容、目的和意义以及应用于深空探测器的通信设备深空应答机的发展现状。
第二和第三章分别阐述了深空通信Ka波段信道链路的特点和Ka波段数传发射机工作原理。基于软件无线电思想，提出了数字单元的软硬件设计方案。方案基于Xinlix FPGA芯片，实现编码调制一体化，且调制模式可变、数传速率可调的数字化功能单元。
第四章主要内容叙述了数字化功能单元实现。首先，利用Matlab软件中Simulink工具完成了PCM/PSK/PM调制、BPSK/NRZ调制和SRRC-QPSK调制的性能仿真。其次，基于Xilinx的FPGA(Field-Programmable Gate Array)硬件电路，采用硬件描述语言VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language)，实现了基带数据RS(Reed-solomn)和CC(Convolutionlacode)级联编码模块的功能，也实现了PCM/PSK/PM、BPSK/NRZ和SRRC-QPSK调制模块的功能。最后，完成了数字化单元中软件和硬件的调试工作。
第五和第六章详细叙述了Ka波段发射机前端数字单元和整机输出特性的测试情况，并对相关结果进行了分析。其中，Ka波段发射机输出最大码率2Mbps采用SRRC-QPSK调制体制时，输出信号的误差向量幅度(EVM)为6.02％，幅度误差为4.60％(0.39dB)，相位不平衡度为2.22度。测试结果符合空间数据系统咨询委员会(CCSDS)“CCSDS401.0-B”文件相关调制特性的要求。
第七章初步研究了CCSDS有关深空通信标准中建议的GMSK调制技术。
第八章总结了全文，也阐述了未来需要深入开展的工作内容。