低轨卫星对地数据传输过程中需要进行实时波束指向调整,目前大多采用机械跟踪系统来实现发射天线波束指向地面站。采用相控阵系统替代传统的机械跟踪系统,可实现星载数传系统的轻小型化。并且相较机械扫描机制,相控阵系统的电扫描机制跟踪地面站信号的速度更快,更加适合低轨卫星的星地数传环境。射频组件是有源相控阵系统的核心部件,决定了相控阵系统的性能、体积和成本。论文完成了相控阵射频组件的研究,研制了一种应用于星载数传系统的小型化、轻量化和低成本的X波段相控阵射频组件,相控阵系统支持QPSK调制方式下384Mbps的星地数据传输码速率。通过对星地通信链路的分析,论文提出了16阵元星载数传X波段相控阵系统射频组件的设计方案。射频组件主要包括16个末级发射单元、功分馈电网络、波控单元以及电源模块四个部分。分别对这四个部分进行了模块化设计,并通过网络叠层结构实现整机一体化组装,以垂直互连形式实现层间射频信号互联。采用ADS软件完成了基于Wilkinson功分器形式的一分十六树形馈电网络的仿真设计,并完成了功率放大器偏置电路的仿真与分析。为实现射频组件的小型化,射频电路均采用MMIC芯片进行设计。采用基于芯片级集成技术的多功能芯片,替代传统的数控移相器芯片和数控衰减器芯片,简化了外围电路,提高了电路集成度。采用集中式波控方案完成了波束控制系统的设计,并分析了波束控制的实现过程。设计了功率放大器的时序保护控制电路,完成了整机电源供电分析与电路设计。搭建了星载数传X波段相控阵射频组件的测试平台,完成了末级功放模块、幅相调节模块以及射频组件整机的性能测试,并对测试结果进行了分析与总结。研制的样机测试结果表明,在8.025GHz～8.4GHz频率范围内,输入功率为0d Bm时,单通道输出功率大于24.3d Bm,输出频谱杂散抑制度大于65d Bc。单通道移相精度小于5°,衰减精度小于1d B,移相RMS误差小于3°,衰减RMS误差小于0.5d B。16通道射频组件相位一致性小于25°,幅度一致性小于1.5d B。整机功耗小于45W,物理尺寸为100mm×100mm×38.8mm,重量为541.3g。