测控链路计算.pdf

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1、上海航天AEROSPACESHANGHAI第31卷2014年第5期文章编号：1006—1630(2014)05一0044—04测控链路计算袁卫文(上海航天电子技术研究所，上海201109)摘要：针对月球和深空等远距离探测任务，对测控数传链路进行了计算。对射频相干AGC控制模式，基于统一x波段(UXB)测控数传分系统的信号及其调制度的分析，给出了测控数传链路计算的数学公式。实际计算结果表明：调制度优化设计在满足测控设计余量要求的前提下，降低了对航天器G／T值和有效全向辐射功率(EIRP)值的要求。关键词：深空探测；统一X波段；上下行调制度；测控数传信道中图分类号：V443文献标志码：ACal

2、culationofTT＆CChannelYUANWei—wen(ShanghaiAerospaceElectronicTechnologyInstitute，Shanghai，201109，China)Abstract：Aimtotheexplorationmissionoflongdistanceinmoonanddeepspaceapplications，thecalculationoftheTT&Cchannelwasstudiedinthispaper．BasedontheanalysisofthesignalsofTT＆CinUXBsystemsanditsmodulation

3、indexes，themathematicsequationsofthecalculationoftheTT＆Cchannelweregivenoutfordifferentcontrolmodesforitsreceivedsignalpower．TheresultsofthecalculationinmoonexplorationshowedthattheoptimizationdesignofthemodulationindexwouldbesatisfiedwiththerequirementofdesignmarginofTT&C，andalsowouldreducethereq

4、uirementofG／TandEIRPofspacecraft．Keywords：Deepspaceexploration；UXB；Up_linkanddown_1inkmodulationindex；TT&Cchannel0引言月球和深空项目的轨道器测控数传分系统受总体条件的限制，每个分系统分配的质量和功耗非常低，因此要求实现测控数传一体化。上行数据信号由遥控和测距组成，下行数据信号由目前的遥测变成遥测、测距、△DOR和数传等，即可支持测控信号PM调制，也可支持数传信号BPSK调制。这对测控数传分系统的设计提出了很高的要求。通过合理选择的调制度进行上下行调制信号最佳功率分配是关键。调制

5、度的大小直接改变了总的射频功率在残留载波及多路副载波间的功率分配。文献[1]研究了在无测距音提取滤波器时信号调制度选取的最佳方法。设计小调制度的结果是相应的副载波信道分收稿日期：2012—10一16；修回日期：2013—01—18作者简介：袁卫文(1969一)，男，博士，主要研究方向为航天器测控通信技术。配的功率变小，信道余量减小。对中低轨道航天器来说，信号电平相对较强，调制度即使有变化，也因信道余量相对较大而被忽略。但对月球和深空等远距离探测任务来说，信号电平相对微弱，信噪比相对恶劣，信道余量较小，则会对测控能力产生严重影响口]。文献[2]针对应答机采用不同的自动增益控制(AGC)控制模

6、式所得的残留载波、残留遥控、转发测距和转发噪声的实际调制度各异，给出了不同条件下的调制度数学模型。目前国内外的测控应答机常通过采用射频相干AGC控制环路，以使环路带宽随信噪比而变，达到最佳的跟踪及捕获性能。在此基础上，本文对测控链路进行了计算。1信号分析统一X频段测控系统上行载波和下行载波均采用调相(PM／PM)体制，其射频信号是一正弦调相波，由若干个正弦副载波所调制。具有多个副载第31卷2014年第5期袁卫文：测控链路计算波同时对一个载波进行调制的窄带调相信号可表示为z(￡)一Acos(ccJ。￡+∑仇；sin(nf￡))．(1)式中：A为载波幅值；叫。为载波角频率；走为副载波数；mi为

7、第i个副载波的调制度；ni为第i个副载波的角频率。每路副载波与残留载波之差可用贝塞尔函数关系算出。式(1)的贝塞尔函数表示式为z(￡)一A[∑⋯∑Ⅱ(L。(mi))×”l一～一121cos[∞。件∑72isin(叫；￡)]]．(2)式中：J。为变量m。的第以i阶贝塞尔函数嘲。由文献[1]，当式(2)中咒。一挖：一⋯一咒。一。时为残留载波分量，其功率P。一(等)(J。(mi))2⋯(．，。(m。))2；(3)当式(2)中咒