航天器再入段通信信道模擬器研究與設(shè)計.pdf

1、黑障是航天領(lǐng)域懸而未決的問題之一，目前解決黑障問題主要從等離子體鞘套對電磁波的影響和通信體制兩個方面進行研究。在對通信體制的研究過程中，需要對新的通信技術(shù)進行測試和驗證，若采用在實際信道中測試系統(tǒng)性能的方式，必然存在穩(wěn)定性差，成本高且不可重復等缺點，于是信道模擬器應(yīng)運而生。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，且價格昂貴。因而對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)計特性。通過分析再入信道特性，將其建模為三路徑頻率選擇性慢衰落信道，推導兩條散射路徑的多普勒功率譜密度函數(shù)。同時采用萊斯法建立信道模型，確定信道模型參數(shù)，利用Matlab/Simulink軟件對無線空間衰落信道模型進行仿真。
　　然后，研究再入等離子體中電波傳輸特性，分析和計算等離子體的等離子體頻率和碰撞頻率對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。進而，將上述兩個信道級聯(lián)完成整個軟件信道仿真平臺，同時采用了Matlab/GUI開發(fā)模擬器的圖形用戶界面，以便更直觀、方便地進行仿真和計算。
　　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，在Modelsim下完成時序仿真工作。其中數(shù)字下變頻器包括數(shù)控振蕩器NCO、4級32倍抽取率積分梳狀濾波器、3級8倍抽取率半帶濾