隨著微型航天器技術的快速發(fā)展,微納衛(wèi)星編隊技術的應用越來越廣泛,成為近年來國內外航天技術領域研究的熱點。在某些低軌衛(wèi)星編隊任務中,星間鏈路因靠近地面而存在較大的微波干擾,固定不變的數(shù)據(jù)傳輸速率又難以兼顧通信的質量和效率。在這種情況下,現(xiàn)有的數(shù)字基帶處理模塊已不能完全適應星間可靠通信的任務需求。因此,星間鏈路的可靠通聯(lián)設計應重點關注抗干擾和變速率通信的研究,本文的主要工作如下所示:(1)根據(jù)調研的微小衛(wèi)星編隊現(xiàn)狀和國內外星間通信技術的相關文獻,將抗干擾設計和變速率通信作為可靠通聯(lián)的重點研究內容。介紹了擴頻通信的原理,詳細設計了接收信號的同步方案,在FPGA中實現(xiàn)了擴頻通信模塊并對其進行了功能驗證。(2)對于較強的窄帶干擾,分析了時域和頻域干擾檢測算法的特點,選用FFT干擾檢測方案設計窄帶通信模式,并對其進行了仿真驗證。介紹了變速率信號處理的過程,選用差分Welch周期圖法檢測環(huán)路信噪比,根據(jù)實際需求設計了變速率通信的方案。(3)可靠通聯(lián)設計的硬件測試,驗證了擴頻通信的同步方案,窄帶抗干擾設計及變速率通信方案。測試結果表明,擴頻通信可抗15d B窄帶干擾,窄帶通信可規(guī)避干擾頻點。數(shù)據(jù)速率調...

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致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景與現(xiàn)狀
        1.1.1 微小衛(wèi)星編隊技術的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.2 星間通信技術的研究方向
        1.1.3 星間可靠通聯(lián)的研究內容
    1.2 本文研究的內容和意義
    1.3 本文工作與章節(jié)安排
2 擴頻通信的設計實現(xiàn)
    2.1 擴頻通信的原理
    2.2 擴頻通信的同步方案
        2.2.1 偽碼捕獲跟蹤方案
        2.2.2 載波跟蹤方案
        2.2.3 數(shù)據(jù)同步方案
    2.3 擴頻通信的性能分析
        2.3.1 捕獲靈敏度分析
        2.3.2 捕獲時間分析
    2.4 擴頻通信的同步仿真
    2.5 本章小結
3 窄帶抗干擾的設計實現(xiàn)
    3.1 干擾檢測算法分類
    3.2 FFT干擾檢測的原理及仿真
        3.2.1 干擾門限分析
        3.2.2 干擾檢測仿真
    3.3 改進的干擾檢測算法
        3.3.1 CMA法
        3.3.2 CMA法干擾檢測仿真
    3.4 窄帶通信的性能分析
        3.4.1 接收靈敏度分析
        3.4.2 接收時間分析
    3.5 窄帶通信的干擾檢測仿真
    3.6 本章小結
4 變速率通信的設計實現(xiàn)
    4.1 星間鏈路的碼速率和信噪比
    4.2 變速率信號處理
        4.2.1 內插和抽取濾波的設計實現(xiàn)
        4.2.2 成型和匹配濾波的設計實現(xiàn)
    4.3 變速率環(huán)路的設計實現(xiàn)
        4.3.1 變速率載波環(huán)路
        4.3.2 變速率碼元環(huán)路
    4.4 信噪比估計的設計實現(xiàn)
        4.4.1 信噪比算法的分類
        4.4.2 Welch平均周期圖法的研究
        4.4.3 差分Welch周期圖法的仿真
    4.5 變速率通信的方案和仿真
        4.5.1 發(fā)射模塊的方案和仿真
        4.5.2 接收模塊的方案和仿真
    4.6 本章小結
5 硬件測試分析
    5.1 硬件設備和測試方案
        5.1.1 硬件測試實物
        5.1.2 測試方案介紹
    5.2 擴頻抗干擾功能測試
    5.3 窄帶抗干擾功能測試
    5.4 變速率通信測試
    5.5 靈敏度與誤碼率測試
    5.6 本章小結
6 總結與展望
    6.1 本文總結
    6.2 工作展望
參考文獻
作者簡介



本文編號：3767392