本发明公开了一种星载Ka频段高速数传系统，包括固态存贮器、数据处理器、Ka多制式高速数字调制器、行波管放大器组件、双工器、波导开关矩阵和Ka频段对地数传天线。本发明对星载载荷数据进行存储、速率控制、组帧、调度、加密、编码、调制、变频、放大、滤波后，经对地数传天线发送至地面站。本发明采用频分复用与极化复用结合的设计思路，在单位时间里使对地数据传输量呈倍数增长。同时利用二维转动天线双站接力的特点，增加了星地链路传输的有效时间。本发明解决了低轨卫星过境时间短，大容量载荷数据无法实时对地传输的问题，可有效提升星地之间传输效率，降低星地间传输时间的要求。