COTS星载双模测控应答机基带设计与实现

提出了一种星载双模测控应答机基带设计方案,采用COTS（商用现货）器件实现,能较好解决星载功率受限和空间辐射效应引起的相关问题。测控应答机主处理器由反熔丝FPGA（现场可编程门阵列）实现,可在低功耗条件下保证最基本测控需求,解调上行DPSK（差分相移键控）信号,调制下行扩频信号;协处理器受主处理器控制,由SRAM（静态存储器）FPGA来实现,对上行扩频信号进行解扩解调。测控应答机可根据星载电源功率情况和不同测控任务切换模式,具有成本低、可靠性高、使用灵活等优势。     

自适应干扰对消在扩频抗窄带干扰中的应用

讨论了自适应对消实现扩频抗窄带干扰的基本原理,并进行了仿真实验,得出了采用干扰跟踪器来提高对消效果的结论.在航天704所开发的扩频应答机样机上进行了抗窄带干扰实验,结果表明：在扩频接收机中采用自适应对消器以及干扰检测和跟踪器后,至少可以做到43dB的抗窄带干扰能力.     

基于子带累积的DS/FH卫星测控信号捕获算法

DS/FH(直接序列扩频/跳频扩频)混合扩频信号的快速捕获问题亟待研究。电离层色散效应增加了BPSK(二相相移键控)调制的DS/FH信号捕获的复杂度,并导致不同频点信号载波相位难以保持连续。通过估计电波传播路径上TEC(电子浓度),可以消除电离层色散效应的影响,利于应答机精确测速。提出一种划分子带的信号捕获方法,放宽TEC搜索步进,缩短搜索TEC的时间,从而实现信号的快速捕获。分析了划分子带个数与捕获时间及捕获能量损失的关系,在实现过程中可通过调整子带的个数来控制捕获能量损失,使得捕获模块设计更加灵活。     

单载波干扰对星载扩频应答机码跟踪回路影响研究

扩频码同步是基于扩频体制卫星测控通信中的一项关键技术。研究单载波对星载扩频应答机中全时间超前-滞后非相干跟踪回路的影响,分析单载波干扰存在时跟踪抖动的恶化程度,给出相应的数学表达式,并进行了Matlab仿真。仿真结果表明：在一定的跟踪回路带宽下,恶化程度随着系统的扩频增益或频偏的增加而减小,并随着干信比的增加而增加。单载波干扰不变的前提下,恶化程度随着回路带宽的增加而增加。     

基于SRAM型FPGA单粒子效应综合防护技术

为解决基于SRAM(Static Random Access Memory,静态随机存储器)型FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)的扩频应答机在空间环境中时常发生功能故障的难题,提出了一种低轨卫星基于SRAM型FPGA的应答机的单粒子综合防护方案。该方案在代码级、器件级、单机级、整星级综合采用器件优选、结构屏蔽设计、巡检自愈、自主复位等多种方法,有效杜绝了单粒子事件带来的种种危害,已成功应用于某在轨卫星。在轨测试结果表明:遥测、遥控、跟踪测量等功能、性能指标满足任务要求,且未发生需要地面干预的问题或现象。该技术还可推广应用于其他采用低等级器件及其他类型FPGA、DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)等大规模集成电路的星载单机防护。     

应答机缩小体积以满足小卫星需要

2001年7月,最先进的、用于未来先进小卫星的小型空-地链路系统(SGLS)应答机已完成其一年的在轨飞行。由美国海军研究实验室(NRL)开发并安装于美国空军 MightySatⅡ.1卫星的SGLS应答机是至今设计和投入使用的最小型、性能最完整且具有空间应用资格的应答机。 SGLS应答机重3.3磅,总体积为90立方英寸,比现有系统在重量和体积上减少70％。NRL小型SGLS应答机以及NRL设计的小型天线、双工器、电缆和耦合器代表下一代国防部小卫星将采用的射频技术。     

白云机场应答机重码的分析及改进

<正>民航使用的二次雷达应答机编码(以下简称应答机编码)作为一种资源,在使用过程中不可避免地存在不够用的可能性,随着民航飞行流量的日益增长,应答机资源紧张的局面将日益严重。当大量航班请求使用有限数量的应答机编码时,重复分配的做法不可避免。两个不同的航班使用相同的应答机编码,也就像同名同姓的两个人一样,被误认也就难以避免了。笔者所在的广州终端管制中心在2013年春运期间发生多起应答机编码重复分配的不正常情况,对管制保障工作带来较大影响。笔者对此进行了深入研究和调查。     

浅谈空中交通管制系统的工作模式

空中交通管制系统(ATC)是由地面设备和空中设备组成.地面设备包括一次监视雷达(PSR)、二次监视雷达(SSR)及终端显示器等;空中设备包括机载应答机(ATC)和空中交通防撞系统(TCAS).当空中应答机被地面台或其他空中应答机询问时,能自动发射脉冲代码回答信号,把飞机的识别、高度及位置信息提供给地面台或装有TCAS系统的飞机.地面调度员利用这些信息对飞机进行空中交通管制,装有TCAS计算机的飞机利用这些信息进行防撞预测.目前我国使用的ATC系统有空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS)和离散寻址信标系统(DABS),两者相互兼容.这里只介绍ATCRBS系统的工作原理.     

S模式应答机在飞行中的应用

新航行系统是国际民航组织(ICAO)提出并计划在2010年在全球推广的新一代通信、导航、监视和空中交通管理系统(CNS/ATM).其监视系统的发展方案是二次雷达监视(SSR)和自动相关监视(ADS).虽然A/C模式的二次雷达使用比较广泛,但它存在很多缺陷,ICAO把发展S模式二次雷达作为一种非常重要的监视方案推广,机载应答机也正在逐渐改装为S模式应答机.     

适于地形复杂机场的应答着陆系统

应答着陆系统(TLS)是一种新型导航系统。它根据飞机已有的雷达应答机发出的信号,计算并跟踪飞机在空中的位置,然后向机上的机载仪表着陆系统(ILS)接收设备提供导航指示。作为以应答机为基础的Ⅰ类精密进近导航系统,TLS可以提高机场和航站的可用性,尤其适用于自然条件较恶劣的民用机场和军方移动导航需求     

直扩测控系统抗多址能力分析与验证

为了防止多址干扰造成接收机出现误捕和假锁,改善直接序列扩频测控系统抗多址干扰性能,在Gold码特性和扩频接收机性能分析的基础上,结合最大似然原理,对采用扩频体制测控系统的抗干扰能力进行了分析。为契合工程应用,采用仿真遍历结合理论分析的方式,对Gold码的互相关抑制能力理论值进行了工程修正。在分析捕获阶段的抗干扰捕获门限后,还分析了载噪比估计结果在正常锁定和假锁两种状态下的差异,给出了接收机对假锁状态的判决方法和门限。根据分析和仿真的结果,给出了系统设计约束条件和优化的接收机设计流程,作为测控系统和接收机设计的参考。     

Satellite Communication System Using TDM and SSMA

An outline and the multiple access techniques used in a domestic satellite communications system accommodating numerous small Earth stations are presented. Two kinds of Earth stations are employed in this system, a small Earth terminal (SET) and a master Earth station (MES). Forty-eight two-way satellite channels were achieved in the 6/4 GHz bands with a transponder eirp of about 62 dBm. Time division multiplex is employed in the MES to SET link and spread spectrum multiple access in the SET to MES link.     

New approach to a multistatic passive radar sensor for air/spacedefense

A method to apply the latest technology in Global Navigation Satellite Systems (GNSS), in particular the U.S. NAVSTAR GPS (NAVigation System for Timing And Ranging Global Positioning System) and the Russian GLONASS (GLObal'naya Nqvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema), as a silent multistatic or parasitic radar for air defense is described. These satellite systems serving as navigational aids are well suited for low power radar applications due to the similarity and compatibility of the transmitted satellite signals with modern radar signals, such as spread spectrum modulation and Pseudo Random Noise (PRN) codes. Preliminary flight tests with airships, jet and propeller aircraft, helicopter, anti tank missiles and spaceborne targets (MIR) to study effects have been conducted     

星座通信系统测控模式探讨

立足星座通信系统的测控观点,基于卫星自主管理和采用新的伪码扩频测控体制,探讨简化地面测控管理所必需完成的大量复杂跟踪测量与控制任务的可行性,研究星座通信系统测控管理的操作设想。     

A Semi-Empirical Approach to the PLL Threshold

This correspondence considers the response of the PLL near threshold to an input consisting of a modulated carrier and white, Gaussian noise. For high input signal-to-noise power ratios ?, the output noise power is Gaussian with a parabolic spectrum. As ? is decreased, the PLL tends to lose lock which gives rise to impulses or ?spikes? in the output with a resulting white power spectrum. The additional output noise due to these ?spikes? causes a threshold in the output signal-to-noise ratio. Unfortunately the loss of lock rate in the PLL depends on the modulation as well as the noise power. A semiempirical approximate expression for the loss of lock rate as a function of the noise and sinusoidal frequency modulation is presented and is used to determine the optimum design procedure for PLL's to demodulate FM signals of varying modulation indexes, ?.     

Two Methods of Spectral Estimation for SARSAT Signals

Search and rescue satellite aided tracking (SARSAT) depends on the processing of emergency locator transmitter (ELT) signals which are received by a satellite in low polar orbit. Since the signal from a distressed vehicle is normally immersed in a background of other ELT signals (false alarms), interference, and noise, different methods of spectral estimation can provide advantages in estimating carrier frequency. A comparison between average spectrum and minimum spectrum for several real signals is provided here.     

An evaluation of the radio frequency susceptibility of commercialGPS receivers

The radio frequency (RF) susceptibility characteristics of two commercial Global Positioning System (GPS) receivers were evaluated. A first-order analysis was performed to predict the receiver susceptibility thresholds based on the receiver sensitivity and processing gain. The receiver susceptibility thresholds in the post-acquisition mode were then measured for various interference signal frequencies and modulations. Both receivers exhibited very low susceptibility thresholds to in-band continuous wave (CW) signals. In addition, both receivers could be over-driven with an out-of-band signal. In this state the receivers indicated acceptable figures of merit despite loss of satellite signal lock     

电离层色散对DS/FH-BPSK信号解调性能影响

相位连续的DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping,直接序列/跳频)扩频信号的扩频带宽比直扩信号更宽,在电离层的非线性相位以及跳频频点变化这两者的共同作用下,该信号的BPSK(Binary Phase Shift Keying,二相相移键控)解调性能明显恶化。依据随机变量概率分布的数学规律,推导得到了在背景电离层色散条件和跳频频点均匀分布前提下,某种DS/FH卫星测控信号的引导信号和长周期信号BPSK误码率的变化规律,并在特定信号参数条件下进行了误码率仿真。