临近空间飞行器测控与信息传输系统频段选择

 临近空间飞行器是高性能信息化武器平台,测控（TT&;C）与信息传输系统是其信息保障的核心,而选择合理、可行的频段是展开系统设计的前提和基础。频段选择影响到整个技术方案的制定,是一个需综合考虑、影响深远并具有战略意义的关键问题,从国际电联（ITU）国际标准、高速数传、接收信噪比（SNR）、“三抗”、超视距中继、黑障、雨衰以及设备研制成熟度8个方面全面、细致论证了近空间平台测控系统的频段选择问题,最终得出在视距链路中以Ka频段为宜,在超视距链路中以Ku/Ka双频段为宜的结论。     

中继卫星S/Ka双频地面站天线共用跟踪接收机

论述了Ka频段圆波导TE11和TE21模自跟踪体制和S频段正十字排列四喇叭自跟踪体制共用两信道自跟踪接收机问题.导出了来波及地面天线S频段和、差信道极化特性引起的角误差电压的交叉耦合系数公式.还可以进一步使S/Ka两个频段共用一套能跟踪（直接序列）扩频信号源的伪单脉冲（单信道单脉冲）自跟踪接收机.     

深空通信Ka频段数传发射机的研究

针对我国今后深空探测任务的发展需求,提出了应用于深空通信的Ka频段数传发射机技术设计方案,给出了整机关键输出特性结果。采用一体化设计和数字化技术,Ka频段数传发射机实现了轻小型化和高效率。基于CCSDS(空间数据系统咨询委员会)的相关建议标准,信道编码采用级联纠错编码技术和低、中、高速率数传码分段对应选择PCM/BPSK/PM(脉冲编码调制/二相相移键控/调相)、NRZ/BPSK(非归零/二相相移键控)和SRRCQPSK(平方根升余弦-四相相移键控)的数据调制模式。Ka频段发射机采用KaSSPA(Ka频段固态功率放大器)实现了在31.84 GHz中心频率输出信号功率大于2.0 W,QPSK(四相相移键控)调制时支持最大码率2 Mbit/s。     

Ka频段宽带测控通信与抗干扰技术探讨

介绍了建设Ka频段飞行器测控通信网的需求以及国内外发展情况,对宽带测控通信传输的抗干扰方法和技术研究方向进行了讨论。     

用户星中继终端在轨应用策略

在介绍在轨用户星中继终端的分类、功能和使用现状的基础上,重点对用户星中继终端多约束条件进行了梳理分析。为缓解常态化应急测控带来的资源紧张矛盾,提出了用户星中继终端在轨应用策略,即Ka/S模式下影随测控,小S模式下定时捕获。针对Ka+小S模式下实现影随测控的可行性问题,利用STK(Satellite Tool Kit,卫星开发工具包)软件进行了仿真计算分析,结果表明:为实现影随测控,满足测控快速响应需要,要求星载S频段中继测控天线对中继卫星的覆盖范围,应大于星载中继数传天线对中继卫星的覆盖范围。     

哥达德航天中心天基、地基测控网的Ka频段过渡计划

1　工作于Ka频段的驱动因素NASA天基测控网 (SN)目前通过TDRSS卫星和白沙设施 (WSC)的地面设备以S和Ku频段为各种近地轨道科学卫星提供通信服务。同样 ,NASA地基测控网 (GN)利用分布于全球的地面站通过直接对地的S和X频段为科学卫星提供通信服务。按NASA预测许多科学卫星提出的测控需求 ,需要 1Gbit/s或更高的数传速率 ,这些快速上升的数据吞吐速率不可能以现用的Ku和X频段来满足。此外 ,NASA分配给TDRSSKu频段前、返向链路频率在国际电信联盟 (ITU)只是二级用户 ,固定卫星业务 (主用户 )地球站地球 -空间方向的发射会给…     

机载卫星通信天线引导概率分析

针对某机载Ka频段卫星通信天线的使用环境,论述其天线角跟踪系统在捷联航姿设备引导下,天线主波束指向卫星目标位置的概率,分析影响天线角跟踪系统引导概率的主要因素,通过消减系统中大误差源保证了天线引导概率,通过扩展主波束指向空域提高了目标落入概率。计算数据和试验验证表明,给出的分析方法可行,设计策略有效。     

异地遥测对接可行性探究

针对现有飞行器测控系统遥测对接试验周期长、效率低的不足,提出一种异地遥测对接方法.通过构建异地遥测对接系统结构,得到异地遥测对接信号链路模型.基于系统时钟抖动的频率、相位和采样时间表达形式,对异地遥测对接链路中的信号进行了具体推导.在此基础上,从频率和相位2个方面,定量分析了系统时钟抖动对异地遥测对接信号相参性的影响.分析结果表明：对于Ka频段信号,当应答机端异地遥测对接系统的时钟短期频率稳定度优于1×10^-11时,异地遥测对接系统引入的频率抖动△f≤0.6 Hz,相位抖动△φ≤0.075 rad,可认为异地遥测对接信号的相参性不受影响,异地遥测对接可行.     

馈源制冷技术在深空测控系统中的应用分析

深空目标距离遥远,要接收其返回地球的微弱信号,需要接收系统具备尽可能高的系统品质因数(G/T)。接收设备工作在低温环境下,能够有效降低接收系统的噪声温度,提高系统G/T值。本文对采用馈源和接收机整体制冷的Ka频段接收系统性能进行了分析,并和采用常温馈源、制冷接收机方案的系统性能进行了比对。分析表明,采用前一种方案,系统G/T性能可以提升0.81dB,从而获得很高的效益。     

我国中继卫星系统在交会对接任务中的应用

我国中继卫星系统在交会对接任务中得到了成功应用,显著提升了测控通信覆盖率,充分体现了中继卫星系统在交会对接任务测控通信中发挥的重要作用.结合中继卫星系统特点,分析交会对接任务对中继卫星系统的任务需求;探讨了中继卫星捕获跟踪用户目标、对用户目标测定轨、着陆场直升机缝隙通信等关键技术;最后总结了中继卫星系统抗雨衰影响、多目标支持能力、应急支持能力等方面的经验做法,并提出了后续改进和完善的建议.     

利用T矩阵法实现非程控步进衰减器的测量

针对现有衰减校准系统量程小、难以满足步进衰减器等大衰减量计量需求的问题,通过对T矩阵法的分析研究,提出了利用T矩阵法实现非程控步进衰减器测量的方案,详细介绍了T矩阵法的原理和实现过程,经过实测验证,所述方法可为大衰减量的计量测试提供一套切实可行的解决方案。     

Japan's CS (Sakura) Communications Satellite Experiments

The Japanese Communications Satellite (CS), called Sakura, is a "Medium Capacity Communications Satellite for Experimental Purposes" and is the first experimental communications satellite in which 30/20 GHz bands were adopted and were developed for practical domestic use. Large scale field trials have been carried out for more than three years in order to evaluate 30/20 GHz (Ka-band) and 6/4 GHz (C-band) domestic satellite communications system technologies under actual operational conditions by using the CS Sakura launched in December 1977. Through the various experiments on Kand C-band large fixed and small transportable Earth station systems, satellite control experiments, and Ka-band propagation measurements, it has been verified that the medium capacity satellite communications system meets the design objectives.     

覆盖X波段到Ka波段的超宽带天线罩

通过采用了口径积分-表面积分-自适应网格(AI-SI-AG)分析方法进行天线罩的电性能设计,选用先进透波材料体系,优化制造工艺,研制了一种覆盖X波段到Ka波段超宽频天线罩,测试结果表明该天线罩在宽频范围内电性能稳定,满足了总体性能指标要求。     

High-power Ka-band TWTs for airborne radars

Litton EDD is developing a new class of Ka-band traveling-wave tubes (TWTs) that use a novel integral-polepiece folded-waveguide circuit to generate peak and average powers up to 1,500 watts. Rugged and highly reliable, this new technology is especially suited for airborne radars. Ongoing developments to increase the average power, the bandwidth and the frequency may be useful for future designs     

基于改进引力搜索算法的认知无线网络频谱分配

为了提高认知无线网络频谱资源利用率,提出一种基于改进引力搜索算法的频谱分配方案。该方案 将质子位置信息映射为频谱分配变量,提出一种非线性引力衰减因子,以增强算法对于频谱分配可行解的搜索 能力。其次,为了保持算法对于频谱分配可行解的最优搜索方向,采用全局最优引导策略为质子增加记忆能力。 然后,提出动态高斯扰动策略,随着算法迭代自适应地调整扰动步长,避免算法陷入局部最优。最后,针对频 谱分配问题的离散化特性,引入Sigmoid 函数使质子的位置离散化。仿真实验结果表明,改进引力搜索算法能 够有效地实现频谱分配问题的优化求解,取得了相对较高的网络效益和用户公平度。     

The FedSat Microsatellite Mission

An Australian research microsatellite, FedSat with a complement of four payloads was launched from Tanegashima, Japan on 14 December 2002 into a near-circular sun synchronous 10:30 LT polar orbit at an inclination of 98.7° and altitude 800 km. Scientific experiments include a triaxial fluxgate magnetometer with a frequency response up to 100 Hz and a GPS receiver to monitor total electron content (TEC) and provide a precise orbit determination. Communications experiments include a Ka-band transponder and a UHF packet data service. A high performance computer payload will test reconfigurable computing technology. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Cassini Radio Science

Cassini radio science investigations will be conducted both during the cruise (gravitational wave and conjunction experiments) and the Saturnian tour of the mission (atmospheric and ionospheric occultations, ring occultations, determinations of masses and gravity fields). New technologies in the construction of the instrument, which consists of a portion on-board the spacecraft and another portion on the ground, including the use of the Ka-band signal in addition to that of the S- and X-bands, open opportunities for important discoveries in each of the above scientific areas, due to increased accuracy, resolution, sensitivity, and dynamic range.This revised version was published online in July 2005 with a corrected cover date.     

蜂窝填充薄壁盒式梁的约束弯曲

在刚性剖面假设的基础上分析具有蜂窝芯材薄壁盒式梁约束弯曲问题。应用分离变量法,建立并求解了两个常微分支配方程。边界条件可以精确满足,同时,解答是用本征函数展开式表达的。剪力图是由三角级数表示的,并用于决定上述本征函数展开式的待定系数。计算结果给出了蒙皮正应力与剪应力以及蜂窝芯材剪应力沿翼弦和翼展的分布规律并显示了附加应力的衰减情况。     

Microwave Azimuth Measuring System

A breadboard microwave pointing device (ElectroTransit) has been designed, fabricated, and tested. The device and accompanying RF sources comprise a portable, battery-operated, azimuth angle measuring system with application in surveying, mapping, and geodesy, and for conducting basic research in tropospheric propagation and turbulence studies. The angle measuring sensor combines a Ka-band interferometer with an optical theodolite to provide two modes of pointing. Azimuth angle can be read directly to 0.1 arc-second. Preliminary tests on the interferometer show a pointing repeatability on the order of two arc-seconds, three sigma, when tropospheric turbulence is minimum and a mean absolute error of less than 10 arc-seconds, three sigma, compared with first-order optical standards. This paper describes the design, fabrication, and testing of this extremely precise instrumentation.