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伴随着集成电路和数字器件在信息时代的飞速发展,皮纳卫星已成为现代卫星发展领域的一大热点,而皮纳卫星的星载数传通信机作为其核心部件,承担着地面和星间通信的重要任务,越来越向着小型化、低功耗以及高数据传输速率的方向发展,因此,研制一款适合皮纳卫星的数传通信机具有非常现实的意义。针对上述应用需求,以国内外有关研究成果为参考,本文设计了一款符合CubeSat"1U"国际标准的低功耗数传通信机,同时支持较高速率的数据传输。本文的研究成果如下:(1)完成了数传通信机的硬件设计,参考立方星"1U"标准。采用IQ调制的直接上变频架构,整机具备完整收发模块,兼容测控平台硬件需求。(2)根据硬件平台设计实现了数传功能,设计码速率40Mbps,采用DQPSK的调制方式,并参考CCSDS标准对系统进行了 RS(255,223)和卷积(7,1/2)的级联编码,在误码率为1×10-5情况下,为系统带来了 7dB的编码增益。(3)详细分析了直接上变频架构通信机存在的IQ不平衡问题,探究了温度对输出频带抑制度的影响,并结合FPGA与射频芯片的校正模块提出了一套适用于该小型化数传通信机的IQ自校正算法,实现了-30℃～70℃温度范围内对IQ不平衡的自校正,实测其本振及镜像抑制度可达-62dBc。(4)通过地面设备对该小型化数传通信机进行了详细测试,结果表明:该机工作功耗4.15W,数传码速率实际可达40Mbps,调制信号的EVM值小于4.7%,幅度误差小于0.25dB,相位误差小于2.5°,各项性能满足设计要求。综上所述,本文研制的数传通信机具有小型化和低功耗的特点,同时具有较高的数传速率,可基本满足皮纳卫星星地和星间的数据通信要求,具有一定的参考和借鉴价值。