S-band transmitter for Aalto-1 nanosatellite

摘要

Tässä työssä esitellään Aalto-1 satelliitin S-kaistan lähettävän radion suunittelu. Aalto-1 on CubeSat-standardiin perustuva kaukokartoitussatelliitti, jossa on hyötykuormina kolme tieteellistä instrumenttia: korkearesoluutioinen AaSI sepktrikamera, säteilymittari ja plasmajarru. Spektrikamera tuottaa informaatiota jopa useita kymmeniä megatavuja yhden kuvauksen aikana, joten lähettimeltä vaaditaan suurta tiedonsiirtonopeutta. Työssä määritellään vaatimukset, jotka perustuvat CubeSat-satelliittien tehorajoituksiin, avaruusolosuhteiden haasteisiin sekä linkkibudjettisimulaatioihin. Lähetin rakennetaan kaupallisista komponteista, jotka on valittu edellä määritettyjen rajoitteiden perusteella. Lähettimen topologia perustuu Texas Instruments:n CC2500 lähetin-vastaanottimeen, RFMD:n RF5602 tehovahvistimeen ja Texas Instuments:n MSP430 mikro-ohjaimeen. RF-sovituspiirit suunnitellaan käyttäen RF-piirisimulaattoreita ja toteutetaan mikroliuskatekniikalla. Lähettimelle suunniteltiin ensimmäinen prototyyppilevy sekä kehitettiin mikro-ohjaimen ohjelmiston ensimmäinen versio. Prototyypin ensimmäiset funktionaaliset testit osoittavat, että suunniteltu lähettimen rakenne pystyy täyttämään sille asetetut vaatimukset. RF-sovituspiirien testit osoittavat, että sovituspiirien suunnitelmat vaativat jatkokehitystä, jotta lähetin pystyy tuottamaan lähetyksessä tarvittavan tehotason.