【摘 要】
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近年来,随着航天事业的飞速发展,卫星的应用领域也越来越广泛。基于卫星发射成本高、在轨工作时间长和在轨维修难度高等问题,在卫星发射前有必要对舱内通信设备完成在地的全方位检测。本文详细分析了某型号卫星舱内通信的功能需求,提出并论证了数据通信地面检测设备的设计方案的可行性,完成了设备的功能电路设计、可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）逻辑设计以及数字信
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近年来,随着航天事业的飞速发展,卫星的应用领域也越来越广泛。基于卫星发射成本高、在轨工作时间长和在轨维修难度高等问题,在卫星发射前有必要对舱内通信设备完成在地的全方位检测。本文详细分析了某型号卫星舱内通信的功能需求,提出并论证了数据通信地面检测设备的设计方案的可行性,完成了设备的功能电路设计、可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）逻辑设计以及数字信号处理（Digital Signal Process,DSP）和上位机相关的软件设计,主要内容包括以下三个方面:首先,本文根据卫星数据通信地面检测设备的功能需求进行了总体方案设计,并对设计方案进行了论证。其次,完成了设备的功能电路设计和相关的软件设计。设备功能电路主要包括:设备供电电路、FPGA模块及其外围电路、DSP模块及其外围电路和信号接口电路,这四部分功能电路保障了数据在硬件上的传输及处理。软件设计包括FPGA逻辑设计、DSP软件设计和上位机软件设计。其中针对FPGA逻辑部分,本文根据功能需求设计了RS422、RS485遥测和RS485遥感三个模块以用作数据处理和控制数据流向;针对DSP软件部分使用C语言设计了Socket通信服务器端以传输网口数据,同时这部分还设计了外部存储器接口（External Memory Interface,EMIF）程序与FPGA进行数据交互;上位机软件部分使用C#语言设计了Socket通信客户端、数据处理与解析、误码比对、时延分析以及界面数据配置五大功能,以更好地实现数据发送接收、协议解析和统计时延、误码信息等功能。最后,在设计完成后,对设备进行了整体调试与测试。经过对各模块的单独调试与整体联调后,设备功能均可实现,并且从最终各模块功能的测试结果来看,本文卫星数据通信地面检测设备能够达到设计要求,可以完成对某型号卫星舱内通信相关数据链路的检测。
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