LEO卫星接入TDRSS的可行性分析与仿真

该文讨论了使用固定天线和中低发射功率的LEO卫星接入到跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS),并通过跟踪与数据中继卫星(TDRS)来实现空-地数据传输的可行性。文中给出了LEO卫星与TDRS进行通信需满足的前提条件,提出了通过计算机仿真来计算LEO卫星与TDRS全天通信时间和通信业务量的一般思路和具体实现方法,为论证具有固定天线的LEO卫星接入TDRSS的可行性提供了依据。     

《电讯技术》专题资料 《国外航天测控技术的新发展》题要(一)

第二代TDRSS卫星的多址波束形成分系统跟踪与数据中继卫星系统 (TDRSS)多址 (MA)返向业务提供了一条从用户平台 (卫星或另一种发射机 )发出信号 ,经同步轨道的跟踪与数据中继卫星 (TDRS)返回给用户控制中心或数据捕获站的通信路径。传统的运行方式是根据由用户请求生成的时间表向天基网用户提供多址业务。多址业务目前向用户平台提供返向链路遥测业务 ,具有实时、回放特性 ,科学数据速率为 1 0 0kbps。支持近地航天器的Ka频段测控能力鉴于S、X和Ku频段频谱连续出现且不断增加的拥塞现象以及美国国家宇航局(NASA)对航天器高数据传…     

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。     

波音公司继续为美航空航天局建造跟踪和数据中继卫星

美国航空航天局（NASA）要求波音公司继续生产下一代跟踪和数据中继卫星（TDRS）,价值6．95亿美元,执行所有台同选项后价值达12亿美元。NASA计划2012年发射,IDRS—K,2013年发射TDRS—L。该合同包括设计和匍造TDRS—K系列卫星,并升级NASA的TDRS系统地面终端。目前,3颗波音公司制造的TDRS卫星正为NASA和其他的国家空间计划提供服务。     

一种TDRSS反向链路的实现

针对TDRSS相控阵天线与数字波束形成的特点,给出了一种基于星下DBF体制的跟踪与数据中继卫星系统反向链路的实现方法,首次采用FDM合成方法将星上波束形成转到地面合成,同时结合多通道数字接收技术成功地实现数字多波束形成。通过试验样机的验证,较好地满足了系统性能指标要求,解决了星下DBF的难题。     

TDRSS自动跟踪系统的计算机仿真

本文根据跟踪和数据中继卫星系统(TDRSS)的天线指向自动跟踪控制系统的工作原理建立了其计算机仿真模型,各仿真模块与实际系统的环节相对应。利用该仿真模型,验证了TDRSS闭环自动跟踪系统工作性能。     

卫星信标的用途及应用

卫星通信是当今通信领域重要的组成部分,它具有多址能力、网络灵活、能适应业务量和网络结构的变化、覆盖面积大、不受距离和地理条件限制等特点。天线系统是卫星通信地球站最具特色的设备,是地球站射频信号的输入输出通道。卫星通信地球站天线系统包括天线、馈源及伺服跟踪设备。伺服跟踪设备包括信标跟踪接收机、天线控制单元ACU、天线驱动单元等。地球站能否及时准确的对准卫星,除了伺服跟踪系统之外,关键的一个因素是卫星信标,卫星信标和卫星转发器一样,是通信卫星不可或缺的重要器件之一,信标发射与通信信号使用的转发器信道无关。本文主要介绍卫星信标的一些用途及应用。     

相控阵卫星跟踪闭环实验系统设计与实现

相控阵卫星跟踪系统是一个庞大、复杂的闭环系统,主要包含卫星及其发射信号、相控阵接收天线、基带信号处理单元、波束指向控制四个部分。为了解决卫星自跟踪系统在实验中对实时性的要求,降低测试成本和测试难度,设计了一套运动平台卫星自跟踪闭环实验系统。上位机完成了运动目标建模和波束指向控制功能,基于FPGA的四通道硬件板完成接收信号的产生,自跟踪基带数字板完成基带信号的搜索、测角和跟踪滤波,各部分之间通过SMA或串口进行连接。对每一部分作了理论分析和硬件设计描述,并在最后给出了测试结果,表明了演示系统的可行性和有效性。     

一种基于信标的移动卫通相控阵波束跟踪算法

提出并实现了一种利用卫星信标信号来实施基于相控阵天线的波束跟踪算法。该方法适用于采用相控阵天线技术的各种卫星"动中通"天线,克服了卫星信标信号强度弱,检测困难的弱点,提高了跟踪信噪比,同时采用了软件无线电方式解调可以提供最大的灵活性。跟踪算法的最大优点是没有任何陀螺仪的辅助,极大地提高了天线在各种极端运动环境下的适应能力。算法最终在自行研制的Ku波段相控阵移动卫星天线系统上获得验证。     

相控阵跟踪系统测角与角度跟踪算法

针对高速运动平台与中继卫星之间稳定的双向信息传输需求,开展弹载平台二维有源相控阵卫星自跟踪技术的研究,完成二维相控阵天线跟踪系统方案的设计,为弹载中继终端大规模二维有源相控阵的研制奠定基础。首先给出相控阵跟踪系统方案并对相控阵自跟踪系统的关键技术进行了分析:角度搜索/捕获,角度测量,角度跟踪;随后对相控阵卫星跟踪系统的测角方法和角度跟踪滤波算法进行研究,分析了具体原理并对测角精度和跟踪精度进行了仿真研究。     

《电讯技术》专题资料 《国外航天测控技术的新发展》题要(八)

用于ATV -TDRSS开发和演示验证的S波段扩谱应答机本文主要介绍欧空局 (ESA)自动运输航天器 (ATV)应答机以及ATV跟踪和数据中继卫星 (TDRS)大平面板 (EBB)ATV应答机模型与NASA数据和跟踪中继卫星 (TDRSS)之间演示验证的概念和发展情况。该项目由NASA和ESA航空局负责 ,阿尔卡特空间公司(AEO)承担ATVTT&C应答机的开发。TDRS测控应答机的载波假锁性能的分析本文详细分析了TDRS测控应答机设计中载波假锁现象的机理。从中发现载波假锁是由滤波器和长跟踪环中的其它电子元件过长的时延引起的。也研究了该应答机中AGC稳定…     

一种用于卫星地面移动通信系统的相控阵天线

介绍了一种用于卫星地面移动通信系统的相控阵天线。该天线采用GPS与电子罗盘相结合的跟踪控制方案,控制天线波束在仰角30°~90°,方位角0°~360°的空域内快速扫描,自动跟踪通信卫星,确保话音通信和数据传输。增益优于14 dB,圆极化工作,天线工作在L波段,直径小于550 mm。介绍了单馈源双频圆极化天线单元、波束控制器的理论分析和工程设计,以及天线系统的组成和主要性能。实测结果表明该天线能够满足卫星地面移动通信终端的应用。     

用于卫星通信的高增益机载天线

在航空卫星通信中，高增益机载天线是关键技术，许多国家和组织已对空间通信系统作了研究，本文描述了世界第一台相控阵天线的性能，这台天线装在商用飞机上，利用工程测试国际卫星Ｖ号（ＥＴＳ－Ｖ）对其进行了研究和评估。结果表明，相控阵天线可满足航空卫星通信的电气要求和机械标准要求。     

基于LMS算法的TDRSS自适应多波束形成

跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）是转发地球站对低、中轨航天器的跟踪测控信号和中继从航天器发回地面的信息的卫星通信系统,自适应多波束形成是TDRSS中的一个关键技术。讨论了一种基于中频实数加权的LMS算法的自适应多波束形成方法,采用两路正交实信号进行实数加权,大大节约了硬件资源。理论分析及计算机仿真结果都证明了该算法的可行性及优越性。     

AET座架伺服控制系统的设计分析

分析了天线过顶跟踪出现"盲区"的原因及解决方法。介绍了极轨卫星遥感地面站天线跟踪伺服系统的系统组成、伺服控制系统设计。描述了天线控制单元、天线驱动单元、轴角编码单元和安全保护单元的组成。探讨了坐标转换和控制算法公式等。实际跟踪卫星的结果和仿真计算结果吻合,证实了该控制系统的正确性。     

相控阵卫星跟踪系统搜索/捕获仿真研究

为了实现针对高速移动载体平台稳定的相控阵天线对卫星系统的自动跟踪。对二维相控阵天线自跟踪系统方案设计进行了说明,考虑到载体平台提供的引导信息与卫星真实方向之间存在一定偏差,使得系统不能直接进入自跟踪过程,需要首先根据引导信息对卫星信号进行搜索捕获,给出搜索过程的波位排列和能量检测理论以判断接收到信号是否是有效信号,捕获中采用单脉冲和差波束比幅测角和α-β滤波作为捕获过程跟踪滤波方案,并通过仿真分析了信噪比、波束指向误差对捕获过程收敛性能的影响。整个算法简易稳定,可以运用到高速移动平台的自跟踪系统,保证自跟踪的准确性。     

中继卫星支持航天发射星/箭天线指向算法研究

近年来商业航天发展迅速，中继卫星(Tracking and Delay Relay Satellites, TDRS)凭借其成本低、可快速部署等优势，已成为商业航天火箭发射测控系统的重要组成部分，且已多次应用于火箭发射。以TDRS支持航天发射为具体应用场景，研究卫星天线指向火箭和箭载终端天线指向卫星的算法模型，基于Matlab将算法进行可视化实现。所提指向算法可以根据TDRS定点位置和火箭发射参数，计算TDRS和火箭天线指向结果，快速获取测控任务双向可视弧段，缩短TDRS支持航天发射测控任务响应时间。     

车载同步轨道卫星移动通信系统

介绍国内两种车载同步轨道卫星移动通信系统。一种是相控阵天线跟踪的UHF频段卫星移动通信系统。另一种是采用激光陀螺跟踪的Ku频段宽带卫星移动通信系统,它综合应用了航天遥测、激光陀螺、GPS定位和Ku频段数字卫星通信等技术,在国内首次实现了话音、传真、数据和图像宽带大容量动中不间断通信。     

一种适用于圆柱形平台的共形数据链天线设计

文章介绍了一种可与圆柱体表面共形的具有全空间覆盖能力的相控阵天线,天线采用腔体缝隙单元,一维宽波束,另一维相控波束扫描,可实现圆柱体平台与卫星无缝链接,在有共形要求的中继卫星终端天线中有良好的应用前景。     

有源相控阵系统通道幅度／相位联合检测算法研究

在有源相控阵系统中,各个天线单元的馈电幅度和相位关系到有源相控阵系统的成败,一个快速高效的幅度／相位检测算法是有源相控阵系统监测系统的核心。本文中的相控阵幅度／相位联合检测（内检测）算法具有简洁、高效、通用、易于实现以及鲁棒性强等特点。