近年来,立方体卫星因其体积小、重量轻、研制周期短、搭载发射灵活等优势而得到了迅速发展,星载通信系统作为卫星核心系统之一,其功耗及灵敏度是制约立方星通信性能的重要因素。因此对立方体卫星星载通信系统的研究具有重要的现实意义。本文主要研究了一种应用于立方体卫星的低功耗、高灵敏度的全双工星载通信系统。首先,对星地通信链路进行了分析与计算,确定星地通信链路的可靠性,进而确定星载通信系统的设计方案。其次,针对目前立方体卫星工作频率为业余无线电频段,其易受到多普勒效应以及地面噪声等影响,本文设计了一种适用于全双工通信模式下的高灵敏度的接收机系统方案,星载接收机采用超外差式结构,并采用高灵敏度的接收机芯片,同时根据南理工一号立方体卫星任务需要,设计了BPSK/CW双模式星载发射机,根据任务需求可自由切换模式。然后,针对立方体卫星整星功耗限制,星载通信系统需要尽可能地降低系统功耗,本文设计了一种低功耗星载通信系统样机。设计了基于DC/DC转换以及LDO线性稳压电路的电源供给方案,以及采用低功耗芯片来完成信号的调制解调工作,有效降低了星载通信系统的功耗,系统功耗满足需求指标。最后,通过星载通信系统测试、星地对接试验及实际在轨测试,验证系统的性能,结果表明本文设计的通信系统指标符合设计要求,适用于立方体卫星通信。