K/Ka-band receptores de alta velocidad de datos: una solución viable para futuras misiones de exploración lunar
Autores: Alimenti, Federico; Mezzanotte, Paolo; Roselli, Luca; Palazzi, Valentina; Bonafoni, Stefania; Vincenti Gatti, Roberto; Rugini, Luca; Baruffa, Giuseppe; Frescura, Fabrizio; Banelli, Paolo; Bernardi, Federico; Gemma, Fabrizio; Nannetti, Gianni; Gervasoni, Paolo; Glionna, Paolo; Pagana, Enrico; Gotti, Giambattista; Petrini, Paolo; Coromina, Francesc; Pergolesi, Federico; Fragiacomo, Mario; Cuttin, Al
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
K/Ka-band receptores de alta velocidad de datos: una solución viable para futuras misiones de exploración lunar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estudio de viabilidad
Receptor
Banda K/Ka
Radio definida por software
Circuitos FPGA
Circuitos integrados de microondas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un estudio de viabilidad para un receptor de alta velocidad de datos operando en la banda K/Ka, adecuado para futuras misiones de exploración lunar. Las especificaciones del receptor se describen comenzando desde el escenario de la misión y a partir de un análisis de sistema cuidadoso. La arquitectura diseñada utiliza un frente de baja señal de ruido para convertir la señal entrante de la banda K/Ka en una frecuencia intermedia (IF). Para obtener la máxima flexibilidad, se adopta un radio definido por software (SDR) para la demodulación I/Q y para la conversión analógica a digital (ADC). Las operaciones de decodificación y la interfaz de datos son realizadas por un procesador basado en circuitos de matrices programables en campo (FPGA). Para verificar experimentalmente los conceptos anteriores, se implementa un prototipo preliminar del frente, operando entre 27,5 y 30 GHz. El prototipo, que utiliza componentes disponibles comercialmente (COTS) y placas de evaluación (EVBs), se caracteriza por una ganancia, una figura de ruido y un punto de compresión de 1 dB referido a la entrada. Finalmente, una señal de modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) es demodulada mediante un SDR disponible comercialmente, demostrando el concepto mencionado anteriormente. La importancia de estos resultados es que se han obtenido explotando una clase de circuitos integrados de microondas miniaturizados y de bajo costo actualmente disponibles en el mercado, abriendo el camino a una infraestructura de comunicación densa en el espacio cislunar.
Descripción
Este documento presenta un estudio de viabilidad para un receptor de alta velocidad de datos operando en la banda K/Ka, adecuado para futuras misiones de exploración lunar. Las especificaciones del receptor se describen comenzando desde el escenario de la misión y a partir de un análisis de sistema cuidadoso. La arquitectura diseñada utiliza un frente de baja señal de ruido para convertir la señal entrante de la banda K/Ka en una frecuencia intermedia (IF). Para obtener la máxima flexibilidad, se adopta un radio definido por software (SDR) para la demodulación I/Q y para la conversión analógica a digital (ADC). Las operaciones de decodificación y la interfaz de datos son realizadas por un procesador basado en circuitos de matrices programables en campo (FPGA). Para verificar experimentalmente los conceptos anteriores, se implementa un prototipo preliminar del frente, operando entre 27,5 y 30 GHz. El prototipo, que utiliza componentes disponibles comercialmente (COTS) y placas de evaluación (EVBs), se caracteriza por una ganancia, una figura de ruido y un punto de compresión de 1 dB referido a la entrada. Finalmente, una señal de modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) es demodulada mediante un SDR disponible comercialmente, demostrando el concepto mencionado anteriormente. La importancia de estos resultados es que se han obtenido explotando una clase de circuitos integrados de microondas miniaturizados y de bajo costo actualmente disponibles en el mercado, abriendo el camino a una infraestructura de comunicación densa en el espacio cislunar.