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微小卫星研发周期短、成本低,是卫星发展的新趋势。经济的快速增长对微小卫星提出了多任务化、功能灵活性高的要求。多频点的配置是解决多任务的首要选择。我国成功发射的小卫星大多工作于S/X频段,不适合深空领域的探索,且在有限的频段资源下,高频段测控应答机的研究有重要意义。本文在研究现有应答机设计方案的基础上,提出S-Ka拓扑型测控应答机设计方案,基于超外差原理和多步变频法分别设计并实现接收链路和发射链路。接收链路为二级下变频结构,发射链路为三级上变频结构。首先,在确定链路结构方案的基础上,完成器件选型和参数匹配,并对链路增益进行预算。接收链路可实现60dBm的动态范围;发射链路输出功率在10dBm以上,功率不足可由软件补偿。其次,通过遥控和程控方式实现频率软件可调节。配置过程中,保持基带板锁相环频点不变,改变前端PLL配置字实现2GHz频带范围内的频率改变,步进是1MHz。因锁相环频率分辨率带来的频偏以软件方式补偿。然后,实现应答机软件闭环功率控制。在环境温度改变时,保证输出功率不波动。最后,继承原有X测控应答机的基带算法并加以改进,实现数字域载波跟踪环。并实现软件设计的多频率配置和闭环功率控制。实验室环境硬件链路测试结果表明,本课题设计的Ka测控应答机,实现了预期指标需求。接收信号在29GHz~31GHz范围内以1MHz步进可调;发射信号在19GHz~21GHz范围内以1MHz步进可调。收发信号相互间不存在干扰接收信号动态范围60dB。19GHz、20GHz、20.999GHz三个发射频点的整机测试结果表明,发射信号在100MHz带宽内的最大杂散为-50dBm,相位噪声均优于-85dBc@10kH,输出功率保持在10dBm以上。应答机总功耗小于12W,满足性能指标。