中继星的飞行器通信系统方案设想

本文根据飞行器在支持中继星传输信息的情况，讨论其数据传输和测控的方案设想。     

一种应用于海上浮标的卫星中继通信终端

为了实现四级海况下海上小型浮标与岸基站数据中心之间的实时通信,设计和研制了一种高速率、低延时和高可靠的S频段卫星中继通信终端。该卫星中继通信终端由S频段中继通信机、抛物面天线、伺服跟踪机构、电源变换模块、温度控制器以及耐10 m水压的天线罩体等组成。终端为直径1 m的半球体,质量小于30 kg,最大峰值功耗小于等于130 W。卫星中继通信终端利用快速捕获跟踪卫星信号技术,能在7 s内迅速捕获和跟踪卫星前向链路信号;采用自适应海况可变码率技术提高了数据传输的可靠性。四级海况下,卫星中继通信终端实现了浮标与岸站之间最大2Mb/s高速率实时数据传输,大回路数据通信误码率小于等于10-5。     

跟踪与数据中继卫星Ku频段的同频干扰分析

中继卫星的Ku频段单址通道返回链路采用相同的载波频率。链路通过采用天线的相反的极化、波束指向的不同，来减小链路之间的干扰。但是如果链路非常接近，链路之间的相互干扰还是很突出。本文在不影响仿真精度的条件下，对环境做了简化，用数学的方法分析了链路之间的相互干扰。在简化的模型下，用SPW对链路进行了仿真分析，并将仿真结果与数学分析结果进行了比较。     

低轨卫星L频段中继通信载荷技术研究

针对深远海和陆基间高速率实时数据通信需求,完成了一种应用于低轨卫星的高集成度、低成本、低功耗L频段中继通信载荷的设计和实现。该中继通信载荷将通信天线、射频前端、信号处理单元、电源变换单元和接口单元等集成化设计。接收前端采用有源相控阵天线设计,发射前端设计了GaN功率放大器以提高接收单元獹/T值和发射单元等效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power,EIRP)。信号处理单元集成了零中频接收结构和直接射频调制结构,可完成反向链路8Mb/s载荷数据接收解调及前向链路数据处理转发的功能。载荷单机和装星后的环境模拟测试以及星地通信回路模拟测试结果表明,装星载荷可实现L频段卫星通信。整机质量为12.87 kg,在工作温度-25℃～+55℃范围内,发射端功率放大器输出大于30 W时,最大功耗为91.2 W(3.04 A/30 V)。     

基于无人中继的靶标远程测控系统

随着大射程导弹进入靶场,需要实现对靶标的远程遥控和靶载任务设备数据的实时传输。为满足这一需求,提出了基于无人中继的靶标远程测控系统,介绍了系统组成和工作原理,对无人中继平台的遥测遥控信号转发系统的相关关键问题进行了阐述,同时对靶载遥测遥控系统设计原则和功能模块进行了描述,对靶标远程测控系统的作用距离进行了分析。分析表明靶标远程测控系统的建设可以保证在离靶标300 km处实现对靶标的遥控和靶载任务数据的实时传输,能够满足大射程导弹任务的需求。     

跟踪及数据中继卫星系统的正反向通信链路

本文讨论跟踪及数据中继卫星系统的正反向通信链路。包括：１）Ｓ波段多址勤条链路的相控阵天线地面多波束形成自适应对准；２）把ＴＤＲＳ上的３０个单元天线的接收信号转回地面并保证各路之间相对相位，振幅的稳定；３）Ｋｕ波段单址勤务链路中ＴＤＲＳ与用户飞行器天线相互捕获与跟踪；４）扩频－测距码的快捕。     

基于FGA的无人飞行器温度巡检装置的设计

针对无人飞行器高空飞行时机翼前缘等关键部位出现的结冰问题,本文设计了一种基于FPCA的无人飞行器温度巡检装置,利用FPGA并结合铂电阻传感器PT100实现对无人机各部分尤其是机翼前缘等关键部位的温度巡检,开发了基于VHDL语言的软件系统,当出现结冰现象时采用加热方式主动融冰。无人飞行器温度巡检装置检测速度快,精度高,拉温准确,有效解决了无人飞行器高空飞行时的结冰问题。     

无人飞行器自主降落区识别方法研究

为实现无人飞行器的自主降落,针对降落平坦区域包含特征较少、且分布没规律、形状各异等特点,本文设计了一种基于点云几何特征的快速点云分块和平坦区识别方法。该方法通过无人飞行器上的相机获取二维图像,并使用多视角立体三维重建技术获得场景三维点云,提出了以空间距离作为平滑项、以点在Z方向上的高度作为相似项的三维点云滤波算法对三维点云滤波,设计了基于点云法线和曲率的聚类分块对点云进行区域划分,然后改进RANSAC算法拟合点云平面,筛选出无人飞行器飞经场景的平坦区,并最终确定出无人飞行器的最佳降落区。最后,用本文所设计方法对戈壁人工沟壑、戈壁自然沟壑和小区花园等实拍场景图像进行降落区识别,实测结果显示识别出的区域地形起伏均小于0.125m@m~2,满足无人飞行器降落要求。     

高动态临近空间飞行器海上组网测控方案设计

为解决高动态临近空间飞行器海上测控对测量船数量需求较多、现有船队规模无法满足的难题,在分析测控需求特点的基础上,提出了一种基于测量船与临近空间飞艇组网测控的新模式。结合近中程、远程飞行试验分别进行了测控总体方案设计,并讨论了海上组网测控需要研究的关键技术。相关研究对我国后续开展高动态临近空间飞行器海上测控系统建设具有一定的参考价值。     

系留升空中继通信系统组网模式研究

系留升空中继通信系统具有部署成本低、开设速度快、通信质量高、适应能力强、覆盖范围广等特点,在军事通信、抢险救灾、应急处突等领域得到广泛应用.文章描述系留升空中继通信系统的构成要素,说明系留升空中继通信系统的主要功能,给出系留升空中继通信系统的工作原理,分析空中孤岛、地面站调控、分布式平台3种系留升空中继通信系统独立组网...     

基于OPNET的Ka频段卫星信道仿真建模与研究

针对Ka频段卫星通信信道中电波传播特性的研究,通过引入SAM模型和新的影响因子,包括雨滴大小、云雾及大气吸收等,分析了降雨及多因子对信道的影响,建立了Ka频段卫星通信信道仿真模型,并基于OPNET平台进行仿真。此模型能够更好地提供清晰的数学表达式．对卫星信道的研究提供了可靠数据。     

基于宽带卫星互联网的Ka频段动中通系统在高铁上的应用

随着信息技术的不断发展,低成本空天技术、高性能的Ka频段动中通系统让Ka宽带卫星通信服务逐渐进入公众服务市场。安装于高铁上的基于宽带卫星互联网的Ka频段动中通系统,以其在系统容量、通信带宽、“卫星无感知”IP应用体验、高保障网络可用度等方面的优点,提升了我国高铁列车在宽带通信、国际市场互联网接入和运营及维护等方面的应用水平。文章对基于宽带卫星互联网的Ka频段动中通系统在高铁上的应用展开了详细论述,助力我国智能高铁发展的同时,有效支撑了我国出口高铁高端化的目标。     

无人飞行器编队队形控制研究

针对无人飞行器编队队形控制,首先建立基于航迹坐标系的无人飞行器编队相对运动模型,解决了速度坐标系中存在的不可控点的缺陷;接着进行无人飞行器编队队形保持的预测控制结构设计,通过建立相对运动的非线性预测模型,设计相应的性能指标,采用数值计算和解析相结合的方法,用最速下降法来滚动优化二次型性能指标,完成了无人飞行器编队控制器...     

基于STK实现中继卫星业务运行可视化

跟踪与数据中继卫星系统搭建了中低轨航天器及其地面站通信的桥梁,实现了信息的实时传输,并提高了突发事件的应对能力。为对跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)调度业务的质量以及效率进行有效评估,在STK功能和接口的基础上,提出了基于STK通信组件(STKX)的跟踪与中继卫星实时场景仿真及其原型系统实现的技术方法,设计并实现了中继卫星针对中继业务的运行可视化系统。仿真结果表明,基于STKX的仿真平台能够满足中继卫星地面终端对中继任务的实时任务监控以及业务调度评估需求。     

无人飞行器扩频角跟踪技术研究与应用

单通道单脉冲角跟踪技术因其精度高、工作信噪比较低、动态响应快以及实现简单、可靠,在无人飞行器测控领域得到广泛应用。通过分析单通道单脉冲扩频角跟踪技术的工作原理,给出了该技术在工程中的实现方案;同时考虑到工程应用中的具体需求,对传统的解扩方法进行了改进,以适应单通道单脉冲扩频角跟踪技术在无人飞行器测控领域的应用。     

采用卫星中继的有线电视网的设想

本文探讨了当前卫是生电视传输和有线电视网发展的方向问题，提出了采用卫星中继的有线电视网的设想。     

CDMA综合关口局中继组网关键技术的应用

软交换架构的综合关口局具有CDMA网络寻址功能,组网方面更加复杂。根据码分多址( CDMA)综合关口局进行系统组网的工程实践,在了解综合关口局整体组网的基础上,介绍了综合关口局的中继组网方案,分析了中继组网应遵循的基本技术要求,提出了中继组网的关键技术的应用场景。通过现场大话务量测试,得出中继组网情况下软交换关口局的话务负荷正常和设备性能稳定。研究结果为CDMA综合关口局系统组网提供了参考依据。     

面向无人飞行器的模糊闭环控制系统研究

通过对无人飞行器的建模,针对无人飞行器自动定向和自动定高,以及速度在内的一些参数提出了改进控制结构和底层控制方法。针对自动定高、定位等水平面控制提出了串级双闭环控制结构,改进了控制的响应速度和调节精度。针对传统PID控制方法采用粒子群算法(PSO)对PID参数进行优化,与设计的模糊控制器进行对比无人飞行器在底层控制上的优劣。通过仿真对比发现,粒子群优化的PID(PSO-PID)控制效果明显强于普通PID算法,但由于无人飞行器数学模型的不确定性,弱于模糊控制器。仿真实验证明提出的方法具有快速的动态响应,并具有一定的鲁棒性。     

分系统管理在Ka频段卫星监测系统中的应用探讨

随着当前地球静止轨道上的Ka频段卫星业务发展日趋受到重视,为监测和保护好无线电频谱资源,维护良好电波秩序,进一步提高我国Ka频段卫星信号监测能力势在必行。本文介绍了一种Ka频段卫星监测系统,并着重分析了分系统管理技术在监测系统中的功能和应用。