本文關(guān)鍵詞：調(diào)制體制對(duì)“黑障”通信性能影響的研究

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【摘要】：當(dāng)超高音速飛行器進(jìn)入大氣層時(shí),與地面測控站之間用于通信的無線電波被衰減或者被等離子層反射,發(fā)生通信被短暫性中斷的物理現(xiàn)象,我們稱之為通信“黑障”。這種現(xiàn)象很常見,在人類探索太空之初就曾經(jīng)出現(xiàn)過,到近50年后的今天,返回艙再入大氣層依舊會(huì)遇到通信“黑障”問題。當(dāng)出現(xiàn)“黑障”現(xiàn)象時(shí),飛行器將無法發(fā)送和接收所有的通信信號(hào),比如GPS信號(hào)、數(shù)據(jù)遙測信號(hào)和語音通信信號(hào)等。同時(shí)通信“黑障”也是制約超高音速飛行器的發(fā)展和人類進(jìn)軍火星的關(guān)鍵因素。因此,對(duì)“黑障”問題的研究非常有必要。本論文從通信的角度出發(fā),比較系統(tǒng)的研究電波在等離子體環(huán)境下的傳輸特性。(1)本文在前人研究的基礎(chǔ)之上,對(duì)等離子體的基本特性和與電波的相互作用進(jìn)行了深入的分析和探討,對(duì)等離子體影響電波的衰減常數(shù)進(jìn)行了合理的推導(dǎo)和演算。并且探討了等離子體的一些相關(guān)常數(shù)和衰減常數(shù)之間的作用關(guān)系。為下文等離子體信道建模做好鋪墊。(2)文章深入的分析了等離子體對(duì)電磁波傳輸特性的影響。等離子體對(duì)電波有時(shí)變抖動(dòng)特性及幅度調(diào)制效應(yīng)等,利用Matlab/Simulink搭建了合理的動(dòng)態(tài)等離子信道模型。然后對(duì)比了不同的調(diào)制電波在等離子體信道中傳輸后的優(yōu)劣,并對(duì)目前抑制“黑障效應(yīng)”的有效措施進(jìn)行了分析,奠定了航天飛行器監(jiān)控系統(tǒng)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。(3)本文論述了外加磁場改善“黑障效應(yīng)”的方法。首先,文章闡述了外加磁場時(shí),電磁波與等離子體相互作用的機(jī)理,并提出了“磁窗”模型。隨后選取了BPSK調(diào)制方式,從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)角度分析了電波在磁化等離子體環(huán)境下,頻譜圖、星座圖、眼圖等性能參數(shù)變化。實(shí)驗(yàn)證明,加磁場后,能有效的改善等離子體對(duì)信號(hào)的影響。本文最大的創(chuàng)新點(diǎn)是大部分的數(shù)據(jù)分析都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的,可信度比單純的仿真更高一些。為后面的航天航空事業(yè)提供很好的數(shù)據(jù)參考。
【關(guān)鍵詞】：黑障效應(yīng) 通信 信道建模
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V243.1;TN91
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究的背景與意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 目前常用抑制通信黑障技術(shù)的介紹13-15
• 1.4 論文的主要結(jié)構(gòu)和內(nèi)容安排15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第二章 等離子體及信道建模理論研究17-29
• 2.1 等離子體的含義及分類17
• 2.2 等離子體的主要參數(shù)17-22
• 2.2.1 等離子體密度17-18
• 2.2.2 等離子體頻率18-19
• 2.2.3 等離子體碰撞頻率19
• 2.2.4 等離子體電導(dǎo)率的推導(dǎo)19-20
• 2.2.5 等離子體介電常數(shù)的計(jì)算20-21
• 2.2.6 等離子體環(huán)境下，傳輸系數(shù)的計(jì)算21-22
• 2.3 黑障產(chǎn)生時(shí)目標(biāo)的環(huán)境特點(diǎn)分析22-24
• 2.3.1 等離子體密度與目標(biāo)高度的關(guān)系22
• 2.3.2 工作頻率與等離子體透射系數(shù)的關(guān)系22-24
• 2.4 無線信道建模的概念及分類24-26
• 2.4.1 信道的概念24-25
• 2.4.2 常用的無線信道模型25
• 2.4.3 再入信道模型的建立25-26
• 2.5 等離子體對(duì)MPSK通信系統(tǒng)的影響26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 動(dòng)態(tài)等離子鞘套信道建模29-43
• 3.1 常見的幾種數(shù)字調(diào)制方式的比較29-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹30-32
• 3.2.1 矢量信號(hào)發(fā)生器31
• 3.2.2 頻譜分析儀31-32
• 3.2.3 等離子體源32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析32-33
• 3.5 等離子體信道模型的建立33-36
• 3.5.1 無線信道的傳輸特性33-34
• 3.5.2 仿真的條件34-35
• 3.5.3 等離子體密度35-36
• 3.6 BPSK通信系統(tǒng)性能評(píng)估36-42
• 3.6.1 信號(hào)發(fā)生器37
• 3.6.2 基帶調(diào)制37-38
• 3.6.3 頻帶調(diào)制38-39
• 3.6.4 仿真結(jié)果分析39-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第四章 磁化等離子體對(duì)傳輸體制性能影響的評(píng)估43-53
• 4.1 加磁場改善“黑障”效應(yīng)原理43-45
• 4.1.1 加磁場傳輸系數(shù)的改變43-44
• 4.1.2 加磁場后左右旋截止頻率的改變44
• 4.1.3 加磁場對(duì)透射系數(shù)的影響44-45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析45-50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的介紹46
• 4.2.2 頻譜圖對(duì)比46-47
• 4.2.3 星座圖對(duì)比47-48
• 4.2.4 眼圖對(duì)比48-49
• 4.2.5 加磁場后，，誤碼率曲線對(duì)比49-50
• 4.3 等離子體信道仿真及分析50-52
• 4.3.1 仿真參數(shù)設(shè)置50
• 4.3.2 頻譜圖對(duì)比50-51
• 4.3.3 眼圖對(duì)比51-52
• 4.3.4 星座圖對(duì)比52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 總結(jié)與展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊敏;李小平;謝楷;劉彥明;石磊;;電磁信號(hào)在時(shí)變等離子體中傳播的調(diào)制效應(yīng)[J];宇航學(xué)報(bào);2013年06期

本文編號(hào)：794026