Design and implementation of a LoRa-based TT&C subsystem for the RedPill PocketQube

This thesis presents the design and testing of a LoRa-based TTC (Telecomunication, Tracking and Command) subsystem for a PocketQube (PQ) satellite developed under the ESA "Fly Your Satellite! 4" program. The system architecture incorporates commercial off-the-shelf (COTS) components, focusing on a UHF LoRa transceiver operating in the 435–438 MHz amateur radio band. Key contributions include the design of a innovative deployable dipole antenna, development of ground and space segment hardware, and definition of operational protocols with error correction using Reed-Solomon encoding. The project also involved full link budget analysis, software implementation, and integrated hardware testing, validating the system’s performance and suggesting directions for future improvements in PQ satellite communications.

Questa tesi presenta la progettazione e il collaudo di un sottosistema TTC (Telecomunicazione, Telemetria e Comando) basato su LoRa per un satellite PocketQube (PQ), sviluppato nell’ambito del programma ESA "Fly Your Satellite! 4". L’architettura del sistema utilizza componenti commerciali disponibili sul mercato (COTS), concentrandosi su un ricetrasmettitore LoRa UHF operante nella banda radioamatoriale 435–438 MHz. I principali contributi includono la progettazione di un’innovativa antenna a dipolo dispiegabile, lo sviluppo dell’hardware per i segmenti di terra e di spazio, e la definizione di protocolli operativi con correzione d’errore basata su codifica Reed-Solomon. Il progetto ha inoltre previsto un’analisi completa del budget di collegamento, l’implementazione del software e il collaudo integrato dell’hardware, validando le prestazioni del sistema e proponendo direzioni future per migliorare le comunicazioni nei satelliti PQ.