ALINX 助力希腊 SpaceDot AcubeSAT 卫星项目，2026 将入太空

项目简介

希腊塞萨洛尼基亚里士多德大学（Aristotle University of Thessaloniki, AUTh）的非营利性空间应用研究团队 SpaceDot 在设计 AcubeSAT 卫星时，采用了 SatNOGS 通信开发板，板内集成了 ALINX AC7Z020 FPGA SoM。

 

（ALINX 基于 AMD Zynq 7000 FPGA 核心板 AC7Z020）

 

ALINX 作为先进的 FPGA 开发板和解决方案提供商，产品在航天、通信、人工智能、自动化控制、工业设备等多个行业拥有显著的应用成果。

 

在 AcubeSAT 卫星项目中，ALINX FPGA SoM 就像通信子系统的“心脏”一样，能够高效处理信号调制、解调和纠错等复杂任务，确保卫星与地面站之间数据传得稳、传得可靠。即使碰到带宽窄、速率低的通信限制，它也能从容应对，优化任务效率。

 

这款 SoM（AC7Z020）经过了严格的环境测试，在极端温度和压力下都能保持稳定可靠，帮助卫星在太空中长时间正常工作。它的可编程特性，也让卫星在发射后仍具备调整和优化的能力，能够灵活应对未来的未知挑战。

 

AC7Z020 应用场景

ALINX AC7Z020 被用于 AcubeSAT 卫星的通信子系统——SatNOGS 通信板之上。它是SatNOGS 通信板的核心组件，提供强大算力，为任务所需的复杂数字信号处理（DSP）任务，包括信号的调制、解调与纠错，提供高效关键的支持。

 

（SatNOGS COMMS 通信电路板）

 

*SatNOGS 通信板，由 Libre Space Foundation (LSF) 开发，属于开源设计。您也可以根据具体项目需求，对软硬件进行定制。

 

AcubeSAT 的通信带宽和数据速率还受限制，尤其是 UHF 波段（435-438MHz）和 S 波段（2400-2450MHz）都受到国际协议监管。这时候 ALINX AC7Z020 的作用就更明显了：

 

要是用 UHF 波段，带宽窄得可怜，传输速率也上不去。但 ALINX AC7Z020 具有高效调制技术和纠错机制，就能在有限的带宽里传更多数据，还能保证数据完整，把关键的遥测数据、载荷数据优先传回去；

 

要是用 S 波段，虽然速率能到每秒几百千比特（kbps），适合传生物实验压缩图这类大量科学数据，但要让数据传得顺畅高效，也得靠 ALINX AC7Z020 在背后支撑信号处理。

 

ALINX FPGA SoM 具有可编程性，即使卫星已经发射，不用实地干预，就能对其功能进行更新和优化。

 

（FPGA 模块鸟瞰图）

 

AC7Z020 环境测试

卫星部件必须分别接受环境测试，以检验它们在太空极端条件下的功能表现和耐用性。本次测试设施由欧洲航天局教育中心（ESA Education）在比利时特兰西纳（Transinne）的 ESEC-Galaxia 提供。

 

测试的第一阶段是振动测试（Vibration, VIBE），用以模拟卫星发射过程中经历的剧烈振动。通信板会在 X、Y 和 Z 三个轴向上以不同频率进行振动。在振动测试过程中以及测试完成后，团队会收集有关通信板结构完整性的重要数据，以确保通信板在测试过程中没有受到损坏或产生任何形变。在完成每个轴向的测试后，还会对通信板进行目视检查，以确认其在整个过程中没有出现损伤。完毕后，工程师还会通过一系列功能性测试来确保其表现符合预期。

 

（通信板振动测试）

 

（功能性测试）

 

第二阶段是热真空室测试（Thermal Vacuum Chamber, TVAC），通过小型测试舱移除大气压力、改变周围环境温度，以模拟太空环境。测试过程中，热真空室会进行完整热循环，让温度在约 -20℃ 到 +80℃ 之间波动。

 

（通信电路板被放进热真空室内）

 

由于电路板的功能可能会在热循环过程中受到影响，工程师团队会在整个测试过程中收集数据并进行功能性测试，以再次确认电路板未受到损坏，确保其一切运行正常。

 

ALINX AC7Z020 FPGA 核心板通过了上述所有测试。不仅没有出现损坏、变形，还能在模拟环境压力下保障功能的稳定性与可靠性。SpaceDot 团队成功使用低电压差分信号（LVDS）协议将同相（In-Phase）和正交（Quadrature）数据发送到 AT86RF215 IC，该芯片随后将载波添加到信号中，并通过天线以射频（RF）形式发射。同时，在所有测试阶段，还通过 UART 协议成功执行了健康状态检查，进一步确保了系统的稳定运行。

 

结语

SpaceDot 是依托于希腊塞萨洛尼基亚里士多德大学（Aristotle University of Thessaloniki, AUTh）的非营利性空间应用研究团队。为了让更多学者甚至普罗大众都能轻松接触到太空研究，SpaceDot 坚持开源理念，几乎所有研究资料、结果和实施细节都对公众开放。

 

SpaceDot 核心项目之一是 AcubeSAT 卫星的设计与制造。AcubeSAT 是一颗立方体小型卫星（CubeSat），用于在太空中开展生物实验。2020 年 2 月，AcubeSAT 成功入选欧洲航天局（ESA）“Fly Your Satellite!”第三期计划。2021 年夏，卫星的设计和任务规划通过 ESA 专家的最终评审。目前，AcubeSAT 正处于制造和测试阶段，计划于 2026 年发射。

 

ALINX 很荣幸能够见证自己的产品参与到这项极具科学意义和现实意义的项目中，也通过该项目，进一步确证了 FPGA 在极端环境下保障性能和稳定性方面不可替代的作用。

 

ALINX 用十余年对 FPGA 的专注打磨出一条更贴近客户实际需求的 FPGA 应用之路。未来，也将继续打磨产品，打造更多高性能解决方案，让 FPGA 技术服务于产业。

 

如果您对 ALINX 产品感兴趣，欢迎联系我们，了解更多技术细节与定制方案。

审核编辑 黄宇