调制体制对黑障通信性能影响的研究

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1、，ｖ涵｜｜＼－—一—細ｔ■円ＫｉｉｐｎＩｉｔｎｎｆｉｎ—ａｂｕＭＨｉｉＡｉＭｕｉ…—１ｉ＾ｉｌａａＢ—誦－而抗风Ａ訪１ＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣ１专业学位硕ｉ学位论文１ＩＯＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＮＡＬＤＥＧＲＥＥＩ＂＂论文题目调制体制对黑障通信性能影响的研究专业学位类别工程硕±学号２０１２２２０４０４３１＊化者姓名范佳指导教师谢扩军副纖

2、独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：劍葦日期：年少月又＾日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允

3、许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：曰期：年ｒ月日分类号密级注1UDC学位论文调制体制对“黑障”通信性能影响的研究（题名和副题名）范佳（作者姓名）指导教师谢扩军副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大

4、学2015年6月答辩委员会主席李天明评阅人刘述章孙旭注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号2THEIMPACTOFDIFFERENTMODULATIONSYSTEMTOTHEBLACKOUTEFFECTAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:FanJiaAdvisor:AssociateProfessorXieKuojunSchool:SchoolofPhysica

5、lElectronics摘要摘要当超高音速飞行器进入大气层时，与地面测控站之间用于通信的无线电波被衰减或者被等离子层反射，发生通信被短暂性中断的物理现象，我们称之为通信“黑障”。这种现象很常见，在人类探索太空之初就曾经出现过，到近50年后的今天，返回舱再入大气层依旧会遇到通信“黑障”问题。当出现“黑障”现象时，飞行器将无法发送和接收所有的通信信号，比如GPS信号、数据遥测信号和语音通信信号等。同时通信“黑障”也是制约超高音速飞行器的发展和人类进军火星的关键因素。因此，对“黑障”问题的研究非常有必要。本论文从通信的角度出发，比较系统的研

6、究电波在等离子体环境下的传输特性。（1）本文在前人研究的基础之上，对等离子体的基本特性和与电波的相互作用进行了深入的分析和探讨，对等离子体影响电波的衰减常数进行了合理的推导和演算。并且探讨了等离子体的一些相关常数和衰减常数之间的作用关系。为下文等离子体信道建模做好铺垫。（2）文章深入的分析了等离子体对电磁波传输特性的影响。等离子体对电波有时变抖动特性及幅度调制效应等，利用Matlab/Simulink搭建了合理的动态等离子信道模型。然后对比了不同的调制电波在等离子体信道中传输后的优劣，并对目前抑制“黑障效应”的有效措施进行了分析，奠定

7、了航天飞行器监控系统的理论和实践基础。（3）本文论述了外加磁场改善“黑障效应”的方法。首先，文章阐述了外加磁场时，电磁波与等离子体相互作用的机理，并提出了“磁窗”模型。随后选取了BPSK调制方式，从理论和实验两个角度分析了电波在磁化等离子体环境下，频谱图、星座图、眼图等性能参数变化。实验证明，加磁场后，能有效的改善等离子体对信号的影响。本文最大的创新点是大部分的数据分析都是以实验为基础的，可信度比单纯的仿真更高一些。为后面的航天航空事业提供很好的数据参考。关键词：黑障效应，通信，信道建模IABSTRACTABSTRACTWhenave

8、hicleenterstheradioblackoutphase,theradiowavesusedforcommunicationbetweengroundstationsandsatellitesareattenua