多址正交码扩频体制及其关键技术

根据飞行器测控技术发展特点,提出多址正交码扩频体制,分析了系统的发射、接收模型及其误码率性能;仿真了多址正交码扩频系统的噪声性能、多址性能和抗干扰性能;讨论了对正交码同步捕获与跟踪、正交扩频体制下的伪码测距等关键技术问题。     

全景多波束卫星测控系统容量分析

相比于跟踪波束卫星测控系统,全景多波束卫星测控系统具有航天器进入覆盖区域内即可实现测控、系统容量大等优点。其使用码分多址区分用户,由于扩频码不完全正交,接收信号会引入多址干扰并影响系统容量。针对全景多波束卫星测控系统的多址干扰问题,分析了存在多址干扰时的信干噪比,在测距精度和误比特率约束的基础上,推导了理想功控和非理想功控时的系统容量并进行数值计算。结果表明,该系统能够同时支持500个航天器,但功率控制误差会使系统性能恶化1.6 dB。     

一种提高脉冲雷达游标测距起始距离精度方法

具有游标测距功能的相参脉冲雷达可显著提高跟踪目标径向距离的随机误差测量精度,游标测距的精度与距离初值精度与距离增量精度有关,受距离初值精度的影响较大,距离初值的系统误差及随机误差都会作为游标距离的系统误差引入到游标测距中。文中结合游标测距原理及模型,提出了一种提高脉冲雷达游标测距距离初值精度的方法,理论分析和仿真结果表明,该方法可有效减少距离初值随机误差对游标测距精度的影响,提高了游标测距精度。     

基于FPGA 的扩频测距快速捕获方法研究

传统航天测控系统大部分存在多副载波相互干扰，定位精度低，抗干扰能力差，设备复杂等缺点。为了满足未来深空宇航和电子战环境对航天测控系统的要求，扩频测距，数字综合基带传输等技术已成为新一代航天测控系统的关键技术，它对提高测距定位精度，抑制干扰，扩大航天测控系统的作用范围，减少设备复杂度，适应电子对抗要求等具有明显的优势。本文分析了扩频测距的理论原理与优势，给出了一种基于FPGA的扩频测距方案，以及实现快速测距的方法，在理论上和硬件实现上均能很好的解决传统测控系统存在的问题。     

中频数字化扩频测距系统的实现

给出了统一扩频、统一信道模式的中频数字化扩频测距系统的实现方案。该系统的载波与伪随机码的捕获采用了FFT辅助捕获技术,载波的跟踪采用了数字CPAFC环路牵引、数字COSTAS环路精确跟踪技术,可以有效克服多普勒频移对系统性能的影响。GOLD码跟踪采用的是数字DLL环路,利用该扩频码与截断m序列之间具有的同速率、倍周期的关系,在GOLD码同步后引导截断m序列快速同步。讨论了实现1ns恒分辨率、误差为0.01chip的测距方法与测量数据的"置中值"链接方法。     

基于通信转发器的扩频测距技术

针对航天器测控中利用卫星通信转发器实现多站测距进行可行性分析,在扩频测距帧测距原理的基础上,研究利用卫星转发器对上行测距信号变频转发来实现对星测距,同时对卫星工程测控与应用系统之间上下行链路功率分配、标校方法、地面测量设备组成原理等关键技术进行分析论述。该测距方案突破了传统多站测距时受卫星应答机配置数量的限制条件,实现多站同时测距后,可以提高测距精度和定轨精度,降低对设备测角精度的要求,减少测轨时间,有效缓解测控设备资源紧张的状况,同时该测距方式还可作为应答方式侧音测距的有效技术备份手段。     

高精度测距方法研究

在卫星测控系统中传统的测距方法主要有侧音测距及伪码测距,文中提出了另一种适合于航天测控系统的测距方法:伪码扩频信息帧测距方法,并就这三种测距方法的优缺点进行了讨论。     

码间多址干扰对三星上升段测控影响分析

一箭多星发射上升段测控中,主要影响因素为扩频信号的码间多址干扰。开展码间多址干扰试验和实战分析,对地面高质量测控支持具有一定的现实意义和参考价值。基于直接序列扩频系统抗码间多址干扰原理,实施了双目标和三目标的码间干扰测试,并在三星上升段测控中码间多址干扰对测控影响进行了详细分析。结果表明,码间多址干扰会引起下行测量支路、遥测支路失锁,引起外测、遥测数据丢失;对测角随机差、测速测距随机差基本无影响,对上行遥控无直接影响,但对遥测的影响可以间接影响到遥控发令的完成。     

基于FPGA的扩频测距快速捕获仿真研究

分析了扩频测距理论原理与优势,给出了一种基于FPGA的快速扩频测距模型。通过运用FFT IP Core计算收发序列间的互相关函数,可以实现快速捕获。仿真结果表明,该方法具有速度快、误差小、设计灵活、效率高的特点。     

游标测距技术在脉冲雷达中的应用及精度分析

游标测距技术是根据脉冲雷达接收信号的相位导出径向距离测量值,也就是在雷达起始距离基础上加上相位增量对应的距离。采用游标测距技术的脉冲测量雷达可以提高雷达径向距离的测量精度,以及提高雷达探测目标的能力。文中结合游标测距原理,建模仿真,分析游标测距精度的影响因素,并通过跟踪机载应答机信号及空间目标实际验证游标测距技术在脉冲雷达平台上应用。     

利用帧头消除测距时标整周期滑动的方法

在弹载扩频脉冲应答式测距系统中,应答机直接利用捕获脉冲作为时标信号进行测距。此法在高信噪比时测距精度较高,但在低信噪比时,伪码同步脉冲的抖动较大,同时捕获脉冲会产生整数个伪码周期地滑动,导致测距误差较大。为了提高测距精度,提出了一种利用帧头消除脉冲应答式测距时标整周期滑动并降低时钟抖动的方法。在获得伪码捕获脉冲并检测到帧头后,应答机才启动应答信号,可有效降低低信噪比时的测距误差。     

一种提高二次雷达测距精度的方法

测距精度决定了二次雷达系统的目标分辨能力。针对现有二次雷达测距算法测距精度低的问题，分析了二次雷达的测距原理和引入的误差，提出了改进的自适应测距方法。在不更改二次雷达信号格式和硬件设计的前提下，采用分布式处理方式，使询问机和应答机能自动周期性测试本机内部延时，并在询问应答过程中自动分别扣除本设备的内部延时，从而提高二次雷达系统的测距精度。     

扩频电源总线火灾探测与联动控制系统

本文提出一种基于电源线作为信号传输总线的火灾探测与联动控制系统.该系统把扩频通信技术应用于火灾探测与联动控制系统,利用扩频技术的低密度功率谱、强抗干扰性等特点,减小了一般仅用FSK或ASK方式调制的利用电源线系统作为通信信道系统误码率高的缺点,本文对扩频通信的误码率做了分析.     

伪随机码超声测距电路的设计

为了解决单脉冲回波方式超声测距中存在的问题,借鉴雷达中的脉冲压缩技术,文章把扩频技术加入到超声测距中,利用伪随机码的特性和FPGA本身的高速和可靠性,通过对静电超声换能器性能的研究,设计了伪随机码超声发射和接收电路,并且在FPGA上利用数字匹配滤波器实现了渡越时间的捕获。     

卫星扩频测控体制研究

介绍了USB微波统一测控系统、连续波测量系统、GPS原理。对中低轨卫星扩频测控采用的测控体制作了相应的论述与设计。提出中低轨卫星测控采用星地上下行信号相干(包括载波相干、伪码相干)方式,使星上应答机发射的下行频率与地面站发射的上行频率同步,消除星地钟差,完成卫星的测速、测距以及遥测遥控任务,并阐述了星地扩频测控设备的组成和工作原理。     

多径信号对伪码扩频测距系统性能的影响

分析了多径效应对伪码扩频测距精度的影响,研究了航天测控系统中多径信号的特征,建立了系统的信道模型。利用MATLAB搭建仿真平台,比较了不同环境下多径效应对测距精度的影响。仿真结果表明：测距误差的均值和抖动随着信噪比的增大而减小,莱斯因子越大,测距误差的均值越小;而多径信号的相对延迟越大,多径信号的数量越多,测距误差的抖动越大。     

载波叠加技术的频谱效率分析

卫星通信中,载波叠加技术可以通过载波间交叠的方式在同一频段实现带宽共享,理论上能大幅降低载波带宽占用和带宽租赁费用.然而转发器资源是由功率和带宽组成的,两者的占用比应遵从功带平衡原则,但载波叠加技术降低了带宽占用却没有降低功率占用,这导致了其在实际应用中受转发器功率因素限制而无法发挥其技术优势,对于载波的频谱效率提升效果在不同应用场景中也有所不同,因此有必要进行计算分析得出其实际性能水平.通过对载波叠加技术和常规卫星通信方式进行带宽、功率和信道容量三者间的关系分析、量化计算和结果对比,得出该技术的频谱效率提升性能及在不同应用场景中的实用性.     

双向式测距系统性能最优化研究及其应用

双向式激光测距技术克服传统激光测距系统中距离四次方能量衰减的缺点,可用于行星际高精度激光测距。通过研究双向式激光测距系统中资源和采样率之间的平衡性,可以用适量减少星端资源,增加地面端资源的方法,来达到测距性能最优化。以平衡系统为基础,开展双向式激光测距模拟试验,进而评估上海天文台卫星激光测距系统的行星际测距能力。最后介绍了2005年美国对水星的试验系统MLA。     

RFID多频点联合测距系统中的信号检测方法

主要研究射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)多频点联合测距系统中如何检测标签反射信号以及如何提高信道估计精度的问题.首先,提出了一种标签反射信号的检测方法,利用标签反射信号的功率谱特性,通过分析接收信号的能量谱,识别标签反射信号得到识别信号,再利用能量检测方法对识别信号进行范围限制得到检测信号;然后,改进RFID的传统信道估计方法,以提高信道估计精度;最后,搭建了多频点联合测距系统以验证系统性能.实验结果表明,该系统具有较高的检测效率;经改进的信道估计方法能有效减小载波相位的方差;系统平均测距误差约为2.5 cm,实现了厘米级测距.     

Fundamentals of packet multiple access for satellite networks

The fundamental objectives which guide the design of a packet multiple-access technique for satellite networks with large numbers of earth stations are explained. Among these objectives are low peak power in the transmitters, low average power from the satellite transponder, high channel capacity, and low complexity of the multiple-access receiver. The author reviews the fundamentals of satellite packet multiple access and relates these fundamentals to the objectives listed. Code division multiple-access (CDMA) and ALOHA multiple access are described in terms of these fundamentals. A simple linear transformation of conventional ALOHA access, called spread ALOHA, is described. For the case of a low signal-to-noise ratio in the receiver and a low duty cycle of individual and identical transmitters, it is not possible to find a multiple-access method at the same average power and are the same bandwidth which is more efficient than spread ALOHA