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近年来,我国航天事业迅猛发展,各类在轨应用卫星超过200颗。这些卫星应用给我国的建设与发展带来了极大的便利,但是不同卫星的体制与频段不同,每一种体制的卫星都需要一套专用设备对卫星进行管理和应用。针对户外、科考、应急等应用场景,缺少可以对多种不同体制的卫星进行统一管理和应用的便携式通用设备,本文提出了基于软件无线电的多功能模块化卫星应用终端,利用软件无线电的可重构性,在一套设备上实现对多种不同体制的卫星进行管理和应用,主要实现气象云图接收功能、数传功能以及常规测控功能。本文主要研究内容包括:首先设计了多功能模块化卫星应用终端的系统架构,包括硬件架构与软件架构。并在此基础上分析终端实现的功能需求,设计了气象云图接收功能、数传功能以及测控功能实现方案。其次研究了气象云图功能实现方案以及测控功能实现方案中所涉及到的信道编码与调制解调技术,主要包括FEC编码技术中的RS码与卷积码,以及FM、GMSK、BPSK调制解调技术,为后续软件实现提供理论基础。接着实现了数传功能实现方案中FPGA部分的DQPSK调制解调,主要包括数字自动增益控制模块、极性Costas环模块、位同步环模块和差分编解码模块。在数字自动增益控制模块中,实现了模值计算电路中CORDIC算法、功率计算电路中划分不等区域的线性插值算法以及反对数运算电路中压缩ROM查找表法;在极性Costas环模块中,对传统的极性Costas环进行改进以适应零中频接收机的解调;并仿真验证了只存在初始频偏、只存在频率斜升和初始频偏与频率斜升都存在的三种情况下DQPSK解调模块的解调性能。最后根据功能实现方案设计了数传功能、气象云图接收功能与测控功能的GRC流程图,并在一套设备上对三种功能分别进行了验证。结果表明,本文设计的基于软件无线电的多功能模块化卫星应用终端满足预期需求,利用软件无线电的可重构性可以实现通用的卫星管理与应用。