[实用新型]一种用于低轨微纳卫星的星间通信系统

说明书

本实用新型公开了一种用于低轨微纳卫星的星间通信系统，主控模块分别与高速空间数据路由模块、星间微波通信模块总线连接，主控模块用于输出控制命令控制总线上的各个模块；高速空间数据路由模块与星间微波通信模块信号连接，高速空间数据路由模块用于实现星间数据交换和处理；星间微波通信模块与星间相控阵天线模块信号连接，星间微波通信模块用于对经星间相控阵天线模块发射或接收的星间数据进行通信处理。本实用新型星间链路传输速率高、可适应的传输范围宽、带宽可配置、数据能够进行高速路由交换的技术效果，且低轨微纳卫星体积小、重量轻、功耗低，可广泛应用于低轨商业卫星星座建设项目。

技术领域

本实用新型属于低轨微纳卫星通信领域，尤其涉及一种用于低轨微纳卫星的星间通信系统。

背景技术

近年来，基于低轨商业微纳卫星的天基互联网系统及其应用在日益受到关注，国际、国内多家航天机构和商业航天公司均提出了低轨互联网卫星星座的建设计划，低轨商业卫星验证周期短、成本低廉，可通过多个卫星快速组网完成传统大卫星的功能。但商业微纳通信卫星的通信系统验证受研制周期、成本、功耗、重量、包络尺寸的强约束，目前现有技术的低轨商业微纳卫星领域，低成本、低功耗、高可靠、轻小设计的星间通信系统，缺少成熟的设计案例，限制了低轨商业卫星在天地一体化信息网络中的应用。

目前在国内天基互联网领域，100kg以下的商业微纳卫星，载荷系统功能单一，性能和可靠性较差，难以支持天地组网长期稳定的应用需求。此外，现有商业微纳卫星的星间通信链路传输速率较低，带宽不足、发射功率小、波束窄、不具备动态调整能力，难以支持商业卫星多星组网通信能力；且星间通信系统不具备大容量业务数据高速路由、交换的能力，难以支持多种业务的应用。

实用新型内容

本实用新型的技术目的是提供一种用于低轨微纳卫星的星间通信系统，以解决低轨商业微纳卫星载荷普遍存在功能单一、性能难以满足应用需求、可靠性不高的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：

一种用于低轨微纳卫星的星间通信系统，包括：主控模块、高速空间数据路由模块、星间微波通信模块和星间相控阵天线模块；

主控模块分别与高速空间数据路由模块、星间微波通信模块总线连接，主控模块用于输出控制命令控制总线上的各个模块；

高速空间数据路由模块与星间微波通信模块信号连接，高速空间数据路由模块用于实现星间数据交换和处理；

星间微波通信模块与星间相控阵天线模块信号连接，星间微波通信模块用于对经星间相控阵天线模块发射或接收的星间数据进行通信处理。

具体地，主控模块包括星务计算子模块和姿态计算子模块，星务计算子模块用于通过总线控制总线上的各个模块，姿态计算子模块用于更新卫星星历并传输至星间微波通信模块。

进一步优选地，星间相控阵天线模块还用于受控于星间微波通信模块基于卫星星历实时调整波束指向、传输速率。

其中，若干星间通信系统之间用于构建星间链路，星间链路的频段带宽为ka，星间链路的运输带宽在250kbps至5Mbps之间自适应动态调整。

其中，高速空间数据路由模块为双机设计，用于实现冷备份以提高系统稳定性，还用于充当两个路由接点以支持至少两个低轨微纳卫星之间进行高速数据路由和交换。

具体地，星间微波通信模块用于对发射的星间数据进行格式转换、组帧、编码、调制、数模转换和滤波放大的通信处理，以及对接收的星间数据进行滤波、放大、正交下变频、模数转换、解调、解码、解帧和数据格式转换的通信处理。

具体地，星间相控阵天线模块包括接收天线组和发射天线组，接收天线组用于接收包含星间数据的信号，发射天线组用于发射包含星间数据的信号，接收天线组和发射天线组内的天线单元均采取纵向集成横向组装，呈矩形网格分布。