随着卫星通信技术的不断发展,以透明转发器为主的通信卫星系统在使用的灵活性、大规模数据处理能力、用户间信息交互、组网使用方面,越来越显示出系统的不足,因此针对星上数字处理的应用越来越受到重视。信息不再只是简单的通过卫星转发,而是经过处理后实现点对点的实时传输,在使用中具有更大的灵活性,同时具有更好的时效性。随着电子干扰手段的不断丰富,传统的固定频率的卫星通信方式,容易受到干扰信号的影响,造成系统的瘫痪。而跳频通信系统由于频率在一定范围内高速跳变,可以通过频率规避的方式躲开干扰,极大的提高通信系统的生存能力和系统的可靠性。本文从星载跳频处理器功能和性能进行分析,从FPGA内部数字频率合成器（DDS）、宽带高速跳频实现、FPGA抗单粒子和卫星载荷地设计等设计难点开展研究,实现了具有良好空间环境适应性的高速宽带跳频处理器。论文的主要内容如下:跳频通信系统自诞生以来,凭借着优良的抗干扰能力,在电台通信等方面已经有了大规模应用,跳速从几百跳/秒到几千跳/秒。跳速的提高与数字频率合成器（DDS）的发展密不可分,数字频率合成器（DDS）具有频率锁定快、频率范围广等优点,广泛的应用于跳频系统中,作为快速跳频本振源使用。而在星载产品中,由于长寿命高可靠性DDS目前均为国外垄断,无法获得,故使用FPGA内部DDS进行快速跳变,但受FPGA内部工作工作时钟影响,若想输出较较高频率,可采用多个DDS并行工作,解决在卫星载荷中实现高速跳频难题。传统的跳频电台通信系统跳频带宽通常只有10MHz～500MHz,跳速最多只有几千跳。若想实现更宽的跳频带宽,更高的跳频速度,传统的基于DDS的跳频方式已经不能满足使用要求。结合卫星特殊的使用环境要求,为了实现大于1GHz的跳频带宽,每秒大于10000跳的跳频速度,可采用高速DA与模拟锁相环相结合的方式实现宽带高速跳频,解决宽带高速跳频难题。星载产品在太空中工作时,易受到高能粒子的影响,高能粒子主要由高能质子构成。普通无专门抗辐照设计的元器件在太空中受高能粒子的辐射,会产生各种问题,尤其在地球同步轨道,由于轨道较高,受辐射影响会更大。元器件在受到高能粒子辐射后,主要会产生内部物理结构被破坏、逻辑翻转、闩锁等现象,可采用在轨刷新的方式解决单粒子翻转等问题。通信卫星载荷由单一的模拟转发逐渐发展为模拟转发和数字处理相结合。载荷包括各种时钟源、大功率功放、滤波器、接收机、测控设备和数字处理设备等。由于体积有限,所有载荷设备均集中放置于通信舱内,彼此紧凑放置,共用一个地面。大电流设备开关机造成的地弹噪声、杂散等干扰信号均可能对载荷造成电磁兼容方面影响。干扰信号通常通过共有的接地面和信号线进行传导。可通过合理的接口滤波及电源地设计,解决载荷在卫星中的电磁兼容问题。通过以上几个方面深入的工作,最终实现了可在>1GHz范围内,以100Hz频率精度,每秒数万次跳速,具有良好空间环境适应性和卫星平台适应性的星载跳频处理器。