衛星通信和遙測系統測試的重要性
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近年來,低地球軌道(LEO)和中地球軌道(MEO)的商業化催生出多種現代衛星應用,例如,非地面網絡(NTN)、高分辨率遙感探測和影像等。為支持這些新服務而開發的衛星星座、地面設備和輔助運載火箭采用了全新通信和數據鏈路技術,這反過來也導致其設計、系統驗證和生產測試面臨著新的挑戰。
NI提供了廣泛的硬件和軟件驗證解決方案,幫助您開發高性能的空間通信系統。

近年來,低地球軌道(LEO)和中地球軌道(MEO)的商業化催生出多種現代衛星應用,例如,非地面網絡(NTN)、高分辨率遙感探測和影像等。為支持這些新服務而開發的衛星星座、地面設備和輔助運載火箭采用了全新通信和數據鏈路技術,這反過來也導致其設計、系統驗證和生產測試面臨著新的挑戰。
NI提供了廣泛的硬件和軟件驗證解決方案,幫助您開發高性能的空間通信系統。
為了實現各種新應用,眾多小衛星星座已部署到太空中,圍繞地球快速運行,其規??蓮膯蝹€衛星擴大到數千個衛星。這種動態特性對衛星間以及地面基站數據鏈路的通信和連接都提出了挑戰。為了應對這些挑戰,工程師使用現代電子掃描陣列(ESA)天線開發出先進的通信系統,無需任何機械運動即可快速移動一個或多個波束。在陣列的視場內可同時對多個衛星進行遙測、跟蹤和控制(TT&C)。更重要的是,這些ESA陣列本身是模塊化和可擴展的,允許地面終端和有效載荷針對特定的應用和任務進行優化。這些數據鏈路通過軟件無線電(SDR)后端得到了進一步支持。SDR部署可實現自適應和可重配置的數據鏈路,如空間數據系統咨詢委員會(CCSDS)。
NI衛星通信和遙測系統驗證解決方案包含COTS模塊化硬件和靈活的軟件工具,可滿足RF信號保真度、系統級驗證和數字系統測試要求。該解決方案基于PXIe模塊化測試平臺構建,您可以對其進行自定義以滿足特定的IO性能要求。
NI矢量信號收發儀(VST)是該解決方案的核心射頻技術。VST本身可以發射和接收測控和衛星通信數據鏈信號,執行關鍵信號保真度測量,如調制精度、發射功率等。結合PXIe FlexRIO協處理器,VST可以變得更加強大,因為該協處理器具有的開放式FPGA不僅能夠進行全速率數據傳輸,而且能夠執行實時在線信號處理以及搭建通道模型。通過對協處理器進行配置,VST可轉換為RF通道仿真器,從而能夠提供完整的系統級驗證能力。
數字系統測試也可以使用NI FlexRIO模塊完成,但需要使用數字前端配置。NI FlexRIO將大型用戶可編程FPGA與串行或并行數字IO相結合,從而滿足衛星有效載荷子系統測試的系統接口和IP協議要求。借助NI FlexRIO,工程師可以將自定義數字協議導入仿真數字接口,而無需使用定制硬件
PXI矢量信號收發儀(VST)將矢量信號分析儀和矢量信號發生器、用戶可編程FPGA以及高速串行和并行數字接口相結合,可執行實時信號處理和控制。憑借高達1 GHz的瞬時射頻帶寬和9 KHz - 44 GHz的頻率覆蓋范圍,該儀器完全能夠覆蓋所有關鍵的SATCOM頻段(L、S、C、X、Ku和Ka)。NI VST非常適合調制信號生成和頻譜分析。VST產品系列以小尺寸提供了高性能測量和快速自動化。VST儀器適用于從設計到驗證再到生產測試的整個設計周期,從而能夠更大限度減少測量相關誤差并通過測試軟件復用提高效率。模塊化PXI平臺允許用戶配置具有多個VST的系統,以支持多輸入多輸出(MIMO)應用,并通過PXI機箱中的共享定時和同步資源簡化儀器之間的同步。
PXI高速串行儀器專為需要驗證、連接和測試高速串行協議的工程師而設計。它們由Xilinx Kintex-7、Virtex-7和UltraScale+ FPGA組成,可使用LabVIEW FPGA進行編程來為特定應用提供最大程度的定制化和復用。這些儀器利用了FPGA多千兆位收發器(MGT),可支持高達28 Gbps的數據速率和多達24個TX和RX通道。作為PXI平臺的一部分,它們同樣受益于PXI時鐘、觸發、高速數據移動功能,包括高達3.2 GB/s的數據流盤和點對點(P2P)數據流。
PXI FlexRIO協處理器模塊具有高性能FPGA,可為PXI系統增加信號處理能力。這些模塊利用Xilinx最新的FPGA芯片、PCI Express等數據流技術以及NI點對點串流技術,通過背板與其他模塊進行高帶寬數據通信。PXI FlexRIO協處理器模塊與PXI矢量信號收發儀等其他PXI設備配合使用,可提供實時運行復雜算法所需的額外FPGA資源。此外,LabVIEW FPGA的組件級IP集成功能可讓您輕松導入VHDL或Verilog通道模型算法。
LabVIEW FPGA是LabVIEW的一款附加軟件,您可以通過該附加軟件提供的高度集成的開發環境、IP庫、高保真仿真器和調試功能,更高效地設計基于FPGA的系統。您可以創建FPGA VI,將I/O直接訪問與用戶定義的LabVIEW邏輯相結合,為數字協議通信、硬件在環仿真和快速控制原型等應用定制硬件。雖然LabVIEW FPGA模塊包含許多內置信號處理程序,但您也可以集成現有的硬件描述語言(HDL)代碼以及第三方IP。
NI提供了各種集成解決方案供您選擇,可滿足您的特定應用需求。您可以將系統集成工作完全交給公司內部的集成團隊,以獲得系統的完全掌控權,也可尋求我們遍布全球的聯盟商的幫助,獲得完整的系統解決方案。
如需詳細了解NI解決方案如何提高產品質量和縮短測試時間,請聯系您的客戶經理,致電(888) 280-7645或發送電子郵件至info@ni.com。
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