航天器再入段通信信道模擬器研究與設(shè)計(jì).pdf

1、黑障是航天領(lǐng)域懸而未決的問(wèn)題之一，目前解決黑障問(wèn)題主要從等離子體鞘套對(duì)電磁波的影響和通信體制兩個(gè)方面進(jìn)行研究。在對(duì)通信體制的研究過(guò)程中，需要對(duì)新的通信技術(shù)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，若采用在實(shí)際信道中測(cè)試系統(tǒng)性能的方式，必然存在穩(wěn)定性差，成本高且不可重復(fù)等缺點(diǎn)，于是信道模擬器應(yīng)運(yùn)而生。信道模擬器的出現(xiàn)大大加快了通信系統(tǒng)的開發(fā)速度，但是現(xiàn)有的信道模擬器并不完全符合再入段信道特性，且價(jià)格昂貴。因而對(duì)再入段信道模擬器的研究具有重要的意義。
　　首先

2、，本文介紹無(wú)線空間衰落產(chǎn)生的原因、信道分類以及不同類型信道的統(tǒng)計(jì)特性。通過(guò)分析再入信道特性，將其建模為三路徑頻率選擇性慢衰落信道，推導(dǎo)兩條散射路徑的多普勒功率譜密度函數(shù)。同時(shí)采用萊斯法建立信道模型，確定信道模型參數(shù)，利用Matlab/Simulink軟件對(duì)無(wú)線空間衰落信道模型進(jìn)行仿真。
　　然后，研究再入等離子體中電波傳輸特性，分析和計(jì)算等離子體的等離子體頻率和碰撞頻率對(duì)電磁波功率和相位影響的定量關(guān)系。采用曲線擬合的方法建立等離子

3、體鞘套信道模型。進(jìn)而，將上述兩個(gè)信道級(jí)聯(lián)完成整個(gè)軟件信道仿真平臺(tái)，同時(shí)采用了Matlab/GUI開發(fā)模擬器的圖形用戶界面，以便更直觀、方便地進(jìn)行仿真和計(jì)算。
　　最后，本文給出了硬件信道模擬器的整體結(jié)構(gòu)和框架，利用Verilog-HDL在Quartusii軟件下完成數(shù)字下變頻器DDC和基帶處理模塊的設(shè)計(jì)，在Modelsim下完成時(shí)序仿真工作。其中數(shù)字下變頻器包括數(shù)控振蕩器NCO、4級(jí)32倍抽取率積分梳狀濾波器、3級(jí)8倍抽取率半帶濾