[发明专利]一种基于RFIC的微型射频通信模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于RFIC的微型射频通信模块，属于航天应用领域。

背景技术

小卫星编队飞行是目前国内外研究的一块崭新的领域，多颗小卫星编队飞行，共同执行空间任务，来完成单颗大卫星完成的任务，可以大大地提高系统的抗干扰性能和抗摧毁能力。但这同时对微小卫星星地通信系统和星间通信系统的重量、体积、功能密度、功耗等指标也提出了新的要求。现有卫星星地及星间通信系统存在体积大、重量重、功耗大、功能密度低的问题，现在，在通常的卫星设计中，星地通信设备主要为测控应答机，通常功耗不低于20W，重量不小于6Kg；星间通信设备主要为体积、重量巨大的转发器，通常占用一个整舱，重量超过100Kg，功耗可达上百瓦，不适合作为小卫星的通信载荷。

发明内容

本发明目的是为了解决现有卫星星地及星间通信系统存在体积大、重量重、功耗大、功能密度低的问题，提供了一种基于RFIC的微型射频通信模块。

本发明包括处理器、射频发射模块、射频接收模块、功放模块、低噪声放大器、环形器和DC/DC转换模块，处理器发射信号输入输出端与射频发射模块的发射信号输入输出端相连，射频发射模块的发射信号输出端与功放模块的输入端相连，功放模块的输出端与环形器的输入端相连，发射信号通过与环形器连接的天线辐射出去；

环形器通过天线接收信号，环形器的输出端与低噪声放大器的输入端相连，低噪声放大器的输出端与射频接收模块的接收信号输入端相连，射频接收模块的接收信号输入输出端与处理器的接收信号输入输出端相连；

DC/DC转换模块的直流电压输出端分别给射频发射模块、射频接收模块、功放模块和低噪声放大器提供工作电源。

本发明的优点：

1)采用了RFIC技术，将星地通信功能、星间通信功能等功能集成于一体；

2)集成了微型航天器的通用功能，实现了系统资源的优化配置与共享，简化了系统接口和集成测试环节；

3)具有标准化、可扩展的对外接口，包括CAN总线接口、串行接口、A/D和D/A接口以及供电接口等；

4)适应不同有效载荷，通过外部资源的优化配置，真正实现面向有效载荷的一体化设计与柔性化集成；

5)具有小型化的特点，满足微型航天器分布式空间应用的需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明所述基于RFIC的微型射频通信模块在星上系统中与其它组件的连接结构示意图；

图3是处理器扩展CAN接口示意图；

图4是处理器与射频发射模块、射频接收模块的连接结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式包括处理器1、射频发射模块2、射频接收模块3、功放模块4、低噪声放大器5、环形器6和DC/DC转换模块7，处理器1发射信号输入输出端与射频发射模块2的发射信号输入输出端相连，射频发射模块2的发射信号输出端与功放模块4的输入端相连，功放模块4的输出端与环形器6的输入端相连，发射信号通过与环形器6连接的天线辐射出去；

环形器6通过天线接收信号，环形器6的输出端与低噪声放大器5的输入端相连，低噪声放大器5的输出端与射频接收模块3的接收信号输入端相连，射频接收模块3的接收信号输入输出端与处理器1的接收信号输入输出端相连；

DC/DC转换模块7的两端分别与射频接收模块3和低噪声放大器5相连。

本实施方式所述的基于RFIC的微型射频通信模块具有重量小，体积小，高功能密度，能够适应编队飞行环境的特性，利用RFIC技术，集微型航天器星间通信和星地通信功能于一体的高功能密度通用核心模块，具有标准化的CAN总线对外接口，可以快速灵活地适配不同有效载荷，实现面向飞行任务的柔性化集成；具有批量化生产的优势，可以实现微型航天器研制的低成本和短周期；具有高效的星间通信功能，基于“微型射频通信模块”集成的多颗微型航天器，可以灵活地实现分布式空间应用，极大地增强了传统星载电子系统的通信能力和功能密度。

编队飞行过程中，卫星间距离在几十米至几十千米不等，对低轨卫星，星地通信距离约2000Km，可以采用体积较小的螺旋赋性天线作为射频单元的天线，对地通信时，当卫星姿态保持不变，星地距离较远时增益较大，较近时增益较小，保证了星地通信的链路。