TDRSS反向鏈路通道頻偏非一致性研究.pdf

1、跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)(TDRSS)是為中低軌飛行器與地面站之間提供數(shù)據(jù)中繼、跟蹤與軌道測控服務(wù)的系統(tǒng)。TDRSS作為一種新型的天基測控系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)的“地基”測控系統(tǒng)，具有高速率、高覆蓋率的優(yōu)勢，在構(gòu)建全球化天地一體網(wǎng)絡(luò)中起到了重要作用。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“TDRSS反向鏈路星下DBF性能惡化機(jī)制及提升技術(shù)研究”，針對反向信道頻譜非一致性問題進(jìn)行深入的研究，揭示了30路陣元信號的頻偏規(guī)律，分析了非一致性頻偏對星下DBF性能

2、的影響，探索了校正通道非一致頻偏的方法。
　　本研究針對星-地鏈路存在的多普勒頻移現(xiàn)象，研究了從衛(wèi)星星歷文件獲得中繼星軌道參數(shù)的方法，并實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星軌道參數(shù)從J2000.0地心慣性坐標(biāo)系到地心地固坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，再根據(jù)中繼星與地面站的相對運(yùn)動(dòng)模型計(jì)算中繼星與地面站的多普勒頻移，同時(shí)結(jié)合TDRSS反向鏈路FDM傳輸體制，深入分析了30路陣元信號的頻偏規(guī)律，分析表明中繼衛(wèi)星與地面站之間存在最大±800Hz的多普勒頻移，且各通道的多普勒頻移

3、表現(xiàn)出非一致性。在TDRSS反向鏈路中，中繼衛(wèi)星通過頻分復(fù)用的方式將相控陣天線各陣元接收信號傳輸至地面站，并由地面站進(jìn)行數(shù)字波束形成。由中繼衛(wèi)星與地面站相對運(yùn)動(dòng)引入的普勒頻移破壞了各陣元信號的幅相一致性，為了分析信道頻譜非一致性對星下DBF性能的影響，通過研究經(jīng)典的MUSIC算法，推導(dǎo)了非一致性頻偏影響DOA估計(jì)的數(shù)學(xué)模型，并搭建了星下DBF體制的TDRSS反向鏈路仿真系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明非一致性頻偏將使 DOA估計(jì)角度發(fā)生周期性變化，M