引言

在衛星信號處理領域，傳統的射頻儀器（例如衛星接收機、頻譜分析儀、信號分析儀等）長期以來一直是主流的解決方案。然而，衛星技術的快速發展帶來了新的挑戰，尤其是對高精度、高帶寬、實時處理以及大容量存儲的需求日益增長，傳統的射頻儀器在高速信號的采集、處理、存儲等方面開始暴露出越來越多的局限性。坤馳科技通過較多的實際案例，總結目前衛星應用在信號采集、處理、存儲環節面臨三大需求與痛點：

? 信號保真與復雜環境的對抗：衛星信號通常非常微弱，且易受噪聲干擾。各種波段的衛星信號普遍需要在電離層擾動、多徑干擾、強電磁對抗等復雜環境下維持信號完整性，但現有的信號采集設備由于一開始的定位是“接收設備”而非“采集設備”，所以在采樣精度和動態范圍方面存在不足，難以準確捕捉和還原微弱的衛星信號。

? 數據洪流與處理時效的博弈：衛星信號通常具有高數據速率（例如某高分辨率SAR衛星數據速率達1.5Gbps）和復雜調制方式（例如QPSK、16QAM、OFDM等），然而現有的數據處理設備更多建立在傳統的射頻儀器基礎之上，在實時處理能力、算法復雜度、并行計算與硬件加速等方面普遍存在不足，難以應對海量數據的實時處理需求。

? 存儲容量與讀寫速度不足：衛星應用通常需要長時間連續采集和存儲大量數據，例如衛星遙感數據、衛星通信數據等。現有的儀器設備在存儲容量和讀寫速度方面存在先天的短板，難以滿足大量實時數據存儲和回放的需求。存儲容量不足會導致數據丟失，影響數據完整性和可靠性，讀寫速度不足會導致數據傳輸延遲，影響數據處理效率。

針對上述需求和痛點，坤馳科技向衛星領域的客戶提供了一系列針對射頻寬帶信號的采集存儲回放系統，可以完美解決上述問題。

以某衛星客戶的具體案例為例，其低軌衛星的信號范圍在950MHz~2.15GHz（比L波段范圍略大），這個波段的衛星信號在傳輸中具有電離層穿透能力強、自由空間損耗低的優勢。該衛星主要從事遙感觀測和通信服務，每天產生大量的射頻信號數據，這些數據需要被高效地采集、存儲，并進行實時或事后分析，以支持衛星任務的執行和后續研究。針對該客戶的信號采集、存儲、回放需求，坤馳科技推薦的產品型號為QTS12331。該產品是一套便攜式寬帶射頻信號采集系統，其主要組成包括射頻輸入模塊、中頻采集模塊、FPGA信號處理單元、服務器單元和存儲單元等組成。

QTS12331系統采用靈活的雙形態架構設計，可根據測試場景需求配備便攜機版本或服務器版本（如圖1所示），為用戶提供高效、精準的測試解決方案。便攜機版本以輕量化設計為出發點，搭載高集成度硬件模塊與抗震加固結構，可在實驗室外完成現場環境的實時監測與動態參數調試，特別適合車載測試、野外測試等移動作業場景。當需要進行復雜系統級驗證時，采用服務器版本，可實現大規模集成測試，也可搭配客戶的其他測試工具，組成包含衛星信號接收、采集、處理、計算、分析、存儲等多個流程的完整解決方案。

圖 1.  左邊為便攜機版本，右邊為服務器版本

其配合使用的上位機軟件提供軟豐富的二次開發接口，支持用戶根據自身特定需求進行定制化應用開發，拓展軟件的功能和應用場景。該軟件主要包括：信號采集控制、信號截獲、參數測量、數據存儲、文件管理、數據回放和圖形化展示模塊，參考下圖2所示的上位機部分功能界面。

圖 2. 上位機軟件的部分功能界面圖

QTS12331系統對于950MHz?2150MHz頻率范圍內的模擬量射頻信號具備采集、存儲記錄與回放的功能，且采集與回放信號的瞬時帶寬高達500MHz。該系統能夠將采集到的射頻信號轉換為數據形式，通過PCIe接口存儲至計算機磁盤陣列，并能利用萬兆光纖接口將數據傳輸至本地服務器。此外，用戶可以對存儲在本地服務器的數據進行自定義處理或重構播放。QTS12331系統不僅可用于記錄試驗現場數據（如圖3所示），還具備類似示波器的顯示能力以及數據導出功能，支持長時間不間斷采集，便于進行事后數據分析和處理，因此是衛星等寬帶射頻信號采集領域的理想工具。

圖3. 某客戶在戶外使用QTS12331便攜機版的場景

結論

在當今數據驅動的時代，傳統的臺式分析儀器由于其固有的架構局限性，難以滿足日益增長的高速實時數據處理需求。QT12331系統憑借其基于高速數字化儀的設計，提供了卓越的數據采集和處理能力，為用戶帶來了更高效、更精準的分析體驗。該系統不僅能夠應對當前衛星領域海量數據處理的挑戰，還為未來的技術升級和應用擴展提供了充足的空間。

對衛星寬帶信號采集有需求的客戶，通過采用坤馳科技自研的國產QT12331系統，可以實現：

ü 提升數據處理效率：實現對來自衛星高帶寬傳輸下海量數據的實時采集和處理，顯著縮短分析時間。

ü 提高分析精度：該系統利用高速數字化儀的先進特性，獲取更精確的信號細節和分析結果。

ü 增強系統靈活性：系統具備高度的可配置性和可擴展性，能夠根據不同衛星應用的場景進行定制化調整（文中給出的案例只是某L波段的衛星應用，但不限于此）。

ü 降低總體成本：相比臺式儀器通用且固化的模塊與功能，基于模塊化儀器搭建系統的另一個好處是能夠顯著降低成本。模塊化儀器在功能與配置上可進一步細化，以及通過軟件操作的方式，實質上可提高設備的成本利用率，從而降低采購與使用成本。

綜上所述，坤馳科技QT12331系統在衛星領域可發揮重要價值，通過數個實際案例的成功應用證明其在采集精度、數據處理、存儲與回放等方面是不可或缺的工具。隨著衛星技術的不斷發展，寬帶采集存儲回放系統有望在未來的航天任務中發揮更為關鍵的作用。