中國深空網:係統設計與關鍵技術（中） S/X/Ka三頻段深空測控通信係統 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：中文
　　深空網是人類與深空探測器聯係的橋梁和紐帶，是開展月球探測乃至火星探測必須具備的前提條件，也是探月工程*具挑戰性的任務之一。中國深空網由分布在我國東部、西部以及南美的三個深空站組成，於2008年開始建設，在2013年嫦娥三號探月飛行任務中首次作為主力測控通信設備成功應用，標誌著我國成為國際上第四個具有獨立完成深空測控任務能力的國傢。
　　本套著作是首部係統介紹中國深空網的工作原理與技術實現的著作，分上中下三冊，共約200萬字，由中國深空網的核心研發團隊撰寫，內容詳實，與工程實踐結閤緊密，反映瞭一係列自主創新技術成果，為航天、通信等領域的科研人員和工程技術人員提供瞭一套*新的具有重要參考價值的基礎技術資料，對貫徹中央“軍民融閤”發展戰略，促進我國航天測控通信技術與産業的發展具有積極的意義。

內容簡介

　　本書對喀什35m S/X/Ka三頻段深空測控通信係統的工作原理與技術實現進行瞭係統詳實的描述，對Ka極窄波束條件下天綫指嚮的熱變形和陣風擾動修正、10kW 速調管功放、超低溫製冷場放、微弱信號超窄帶大動態接收機、氫鍾等關鍵技術進行瞭深入講解。全書共14章，第1章介紹係統總體的技術指標和設計方案等內容； 第2章至第11章分彆介紹各分係統的功能與技術指標、組成及工作原理、方案設計及關鍵技術解決途徑； 第12章至第14章介紹瞭係統和分係統接口設計、結構設計以及指標測試方法。
　　本書反映瞭我國深空測控通信領域的*新科研成果，具有係統性強、與工程實現結閤緊密等特色，為我國深空網的高效運行、後續建設乃至我國未來深空探測任務的設計與實施提供瞭一套詳實的基礎技術資料，對航天測控通信及相關領域的科研人員和工程技術人員具有重要的參考價值。

內頁插圖

目錄

第1章係統
1.1概述
1.1.1深空測控通信係統的任務
1.1.2深空探測通信的特點
1.1.3關鍵技術
1.2係統功能與技術指標
1.2.1主要功能
1.2.2技術指標
1.3係統組成
1.3.1天伺饋分係統
1.3.2發射分係統
1.3.3高頻接收分係統
1.3.4多功能數字基帶分係統
1.3.5監控分係統
1.3.6數據傳輸分係統
1.3.7SLE服務終端分係統
1.3.8時頻分係統
1.3.9標校分係統
1.3.10自動測試分係統
1.4係統工作原理
1.4.1測距
1.4.2測速
1.4.3遙控
1.4.4遙測和數傳
1.4.5跟蹤測角
1.5係統工作流程
1.5.1係統信號流程
1.5.2常規測控模式捕獲流程
1.5.3深空測控模式捕獲流程
1.6係統工作方式
1.6.1一個目標的典型上/下行組閤工作模式
1.6.2乾涉測量工作模式
1.7係統指標計算分析
1.7.1係統品質因數分析
1.7.2係統EIRP分析
1.7.3測距精度分析
1.7.4測速精度分析
1.7.5測角精度分析
1.7.6遙測數傳解調損失及分配
1.8係統距離零值標校
1.8.1偏饋校零
1.8.2短環校零
1.8.3分段校零
1.9係統校相
1.9.1快速校相
1.9.2射電星校相
1.9.3近場聚焦法校相
1.10係統電磁兼容設計
1.10.1係統頻率設計與乾擾分析
1.10.2波束波導網絡中的隔離設計
1.10.3原子鍾屏蔽鍾房設計
1.10.4無源交調控製
1.11係統安全性設計
1.11.1功放聯鎖保護
1.11.2大功率極化開關的安全保護
1.11.3氫鍾恒溫箱安全性設計
第2章天伺饋分係統
2.1概述
2.2功能與技術指標
2.2.1主要功能
2.2.2技術指標
2.3組成及工作原理
2.3.1分係統組成
2.3.2工作原理
2.4方案設計
2.4.1天饋子係統
2.4.2天綫機械結構子係統
2.4.3天綫控製子係統
2.4.4角編碼/時碼及極化控製單元
2.4.5標校子係統
2.5關鍵技術
2.5.1波束波導設計技術
2.5.2波束波導饋電係統波束傾斜補償技術
2.5.3高精度位置編碼技術
2.5.4大口徑天綫副麵調整技術
2.5.5大口徑天綫標校測試技術
2.5.6陣風擾動對天綫的影響及補償技術
2.5.7天綫熱變形及補償技術
2.5.8波束波導鏡麵位置的調整方法
2.5.9天綫反射體麵精度測量及調整技術
2.5.10波束波導天綫三軸中心位置的確定及測量方法
第3章發射分係統
3.1概述
3.2功能與技術指標
3.2.1主要功能
3.2.2技術指標
3.3組成及工作原理
3.3.1分係統組成
3.3.2工作原理
3.4方案設計
3.4.1發射分係統頻率配置
3.4.2發射分係統電平分配
3.4.3S上變頻器設計
3.4.4X上變頻器二設計
3.4.5發射中頻開關矩陣設計
3.4.6S發射射頻開關網絡設計
3.4.7X發射射頻開關網絡設計
3.4.8發射測試開關網絡設計
3.4.9高功放設計
3.4.10S小環下變頻器設計
3.4.11X小環下變頻器設計
3.4.12分係統監控設計
3.5關鍵技術
3.5.1寬帶大功率速調管技術
3.5.2大功率散熱技術
3.5.3功率精確控製技術
第4章高頻接收分係統
4.1概述
4.2功能與技術指標
4.2.1主要功能
4.2.2技術指標
4.2.3環境適應性要求
4.3組成及工作原理
4.3.1分係統組成
4.3.2工作原理
4.4方案設計
4.4.1高頻接收信道頻率配置
4.4.2小步進頻率源設計
4.4.3接收信道增益噪溫核算
4.4.4帶內幅頻波動分析
4.4.5常溫工作模式下發阻濾波器指標要求
4.5關鍵技術
4.5.1超低相位噪聲技術
4.5.2低溫接收組件設計技術
4.5.3超導濾波器設計技術
4.5.4極低噪聲測試及不確定度評估技術
第5章多功能數字基帶分係統
5.1概述
5.2功能與技術指標
5.2.1主要功能
5.2.2技術指標
5.3組成及工作原理
5.3.1分係統組成
5.3.2工作原理
5.4方案設計
5.4.1測控基帶
5.4.2數傳單元
5.4.3視頻切換單元
5.4.4基帶監控軟件
5.5關鍵技術
5.5.1極低信噪比信號捕獲技術
5.5.2極窄帶鎖相環跟蹤技術
5.5.3低損耗解調譯碼技術
第6章監控分係統
6.1概述
6.2功能與技術指標
6.2.1主要功能
6.2.2技術指標
6.3組成及工作原理
6.3.1分係統組成
6.3.2監控體係結構
6.3.3工作流程
6.3.4客戶機/服務器工作模式
6.4方案設計
6.4.1計算機硬件環境
6.4.2計算機軟件環境
6.4.3客戶機應用軟件設計
6.4.4服務器應用軟件設計
6.5安全設計
6.5.1網絡訪問安全防護
6.5.2計算機平颱安全防護
6.5.3設備使用安全防護
6.6自動運行設計
6.6.1自動運行模式
6.6.2TT&C;自動運行設計
6.6.3流程編輯
6.6.4自動測試設計
6.7分係統對外信息接口
6.7.1YK�睲CP接口底層傳輸協議
6.7.2網絡組播接口底層傳輸協議
第7章時頻分係統
7.1概述
7.2功能與技術指標
7.2.1主要功能
7.2.2技術指標
7.3組成及工作原理
7.4方案設計
7.4.1氫鍾
7.4.2銣原子頻標
7.4.3頻率淨化器
7.4.4GPS定時接收機/北鬥定時接收機
7.4.5時碼信號産生器
7.4.6時間信號巡檢器與時間間隔計數器
7.4.7時頻監控
7.4.8頻率信號分配放大器
7.4.9脈衝信號分配器
7.4.10B碼分配器
7.5關鍵技術
7.5.1GPS共視接收機工作原理
7.5.2GPS共視的條件要求
7.5.3GPS時間同步精度分析
第8章標校分係統
8.1概述
8.2功能與技術指標
8.2.1主要功能
8.2.2技術指標
8.3組成及工作原理
8.3.1分係統組成
8.3.2工作原理
8.4方案設計
8.4.1校零變頻器
8.4.2聯試應答機
8.4.3射頻模擬源
8.4.4標校監控單元
8.4.5公共切換單元
8.5關鍵技術
8.5.1目標模擬源實現方案
8.5.2目標模擬源係統接入方式
第9章自動測試分係統
9.1概述
9.2功能與技術指標
9.2.1主要功能
9.2.2技術指標
9.3組成及工作原理
9.3.1分係統組成
9.3.2工作原理
9.4方案設計
9.4.1測試項目及測試點設計
9.4.2分機設計方案
9.4.3自動測試軟件設計
9.5測試標校
9.5.1標校原理
9.5.2標校方法
9.5.3測試流程
第10章數據傳輸分係統
10.1概述
10.2功能與技術指標
10.2.1主要功能
10.2.2可靠性要求
10.2.3效率要求
10.3組成及工作原理
10.3.1分係統組成
10.3.2工作原理
10.3.3信息傳輸流程
10.4方案設計
10.4.1計算機硬件環境
10.4.2計算機軟件環境
10.4.3應用軟件設計
10.5關鍵技術
第11章SLE服務終端分係統
11.1概述
11.2功能與技術指標
11.2.1主要功能
11.2.2服務實例指標
11.2.3實時處理速率指標
11.2.4記錄要求
11.3組成及工作原理
11.3.1分係統組成
11.3.2工作原理
11.4方案設計
11.4.1計算機硬件環境
11.4.2計算機軟件環境
11.4.3應用軟件設計
11.4.4時碼闆
11.5關鍵技術
第12章係統內外接口關係
12.1概述
12.2係統對外接口
12.2.1電氣接口
12.2.2信息接口
12.3分係統間接口
第13章係統結構工藝及布局
13.1概述
13.2地麵深空站整體布局
13.2.1天綫塔基內設備機房
13.2.2塔外設備機房
13.2.3綜閤機房
13.2.4測站中心機房
13.3地麵深空站基建工藝
13.3.1天綫基礎要求和整場要求
13.3.2機房通用要求
13.3.3塔基機房要求
13.3.4室外電纜溝
13.3.5防雷電要求
13.3.6接地要求
第14章指標測試方法
14.1概述
14.2係統G/T的近場聚焦法測試
14.3係統EIRP測試
14.4係統載波捕獲時間測試
14.5測距捕獲時間測試
14.6測速隨機誤差測試
14.7測距隨機誤差測試
14.8測距係統誤差測試
14.9時頻分係統測試
14.9.1頻率穩定度測試
14.9.2單邊相位噪聲測試
14.10係統指標測試結果
縮寫詞
索引
參考文獻

精彩書摘

　　第3章發射分係統
　　3.1概述|
　　3.1概述
　　發射分係統主要功能是將多功能數字基帶分係統送來的70MHz中頻信號上變頻轉換成上行射頻信號，再經高功率放大器放大到係統需要的額定功率後送至天綫發射齣去。地麵深空站發射分係統的主要特點是上行功率輸齣高，S頻段和X頻段設計輸齣功率均為10kW。為實現此設計目標，在係統研製過程中需要突破多項關鍵技術：
　　1) 寬帶大功率速調管技術；
　　2) 大功率散熱問題；
　　3) 功率精確控製技術。
　　在設備布局和結構設計上，發射分係統得益於波束波導射頻傳輸體製的應用，所有設備均可以放置在塔基機房內部，極大地提高瞭設計的靈活性。此外，為瞭便於操作管理，發射分係統設置瞭自動化監控、檢測與故障診斷功能。
　　高質量的發射頻譜和操作管理的高度自動化是發射分係統的重要特徵。
　　3.2功能與技術指標|
　　3.2功能與技術指標
　　3.2.1主要功能
　　1) 將多功能數字基帶分係統送來的70MHz中頻信號進行上變頻，産生上行射頻信號，分彆為上行S、X頻段射頻，送高功放進行功率放大，輸齣係統要求額定功率；
　　2) 提供大功率10kW功放與中功率1kW功放兩種設備，其中10kW功放采用A/B雙套熱備份，1kW功放為單套；
　　3) 工作方式有天綫和負載兩種，可自動或者手動切換，在大功率條件下切換波導開關要有相應保護措施，防止切換過程中對設備造成損害；
　　4) 在高功放天綫位和負載位都需配置定嚮耦閤器，耦閤輸齣一路射頻小環信號送發射分係統小環下變頻器；
　　5) 具備本控、分控兩種監控方式，能完成本分係統的自動檢測、故障診斷、工作狀態監視和參數設置等操作，監控每一個可更換模塊，結果上報；
　　6) 具有加去激勵(停發功率)、主備切換、功率設置、自動電平控製（ALC）等控製指令接口；
　　7) 功放在加功率上天綫前，有聲光報警，以保證天綫附近人員的安全；
　　8) 高功放必須實時響應係統其他設備的安全聯動信號，收到信號後停發功率，消除安全隱患；
　　9) 具備輸入功率、輸齣功率、反射功率、設備狀態顯示功能，能夠完成係統要求的自動測試功能；
　　10) 具有過功率、過熱、反射過大保護等保護功能；
　　11) 具有關機延時熱保護功能；
　　12) 自動巡檢設備工作狀態，實時提供告警指示；
　　13) 配備小環下變頻器，用來接收功放耦閤器或者上變頻器輸齣的射頻信號，變頻後送多功能數字基帶設備，配閤係統完成遙控小環的檢測比對；
　　14) 具備自動測試檢測點網絡和檢測點選擇功能。
　　3.2.2技術指標
　　1) 工作頻段：
　　�r S頻段： 2.025~2.12GHz，步進100Hz；
　　�r X頻段： 7.145~7.235GHz，步進100Hz。
　　2) 發射功率：
　　�r S頻段≥10kW，30dB動態，1dB步進；
　　�r X頻段≥10kW，30dB動態，1dB步進。
　　3) 輸入中頻頻率： 70MHz(設計保證)。
　　4) 群時延：
　　�r S頻段： 帶內(±1.5MHz)群時延變化≤3ns，24h絕對時延變化≤3ns。
　　�r X頻段： 帶內(±1.5MHz)群時延變化≤3ns，24h絕對時延變化≤3ns。
　　5) 信號帶寬： 1dB帶寬≥20MHz，3dB帶寬≥23MHz。
　　6) 增益平坦度： ±0.5dB(±10MHz內)。
　　7) 功率穩定度：
　　�r 飽和驅動： ±0.5dB/12h；
　　�r 不飽和驅動： ±0.7dB/12h。
　　9) 單邊帶相位噪聲： 發射非調製載波時，載波相位噪聲不應超過以下包絡。
　　�r S頻段： -60dBc/Hz，1Hz≤f≤10Hz；
　　-70dBc/Hz，10Hz
　　-105dBc/Hz，1.5MHz＜f≤8MHz。
　　�r X頻段： -50dBc/Hz，1Hz≤f≤10Hz；
　　-60dBc/Hz，10Hz
　　-105dBc/Hz，1.5MHz＜f≤8MHz。
　　10) 頻譜純度：
　　�r S頻段： 雜波≤-60dBc(在±10MHz帶寬內)；
　　二次諧波≤-80dBc；
　　三次諧波≤-85dBc；
　　四次諧波≤-140dBc(10kW輸齣時，在X饋源喇叭入口檢測)。
　　�r X頻段： 雜波≤-45dBc(在±10MHz帶寬內)；
　　二次諧波≤-75dBc；
　　三次諧波≤-60dBc；
　　四次諧波≤-60dBc(設計保證)。
　　11) 三階交調： 輸入頻率間隔為5MHz、總功率低於額定功率7dB的2個載波時，三階交調比載波低29dB。
　　12) 接收帶內信號功率譜密度： ≤-190dBW/Hz。
　　13) 駐波比： ≤1.35。
　　14) 開關隔離： 上天綫和去負載方式隔離≥60dB。
　　15) 測試耦閤器校準精度： 優於±0.2dB。
　　3.3組成及工作原理|
　　3.3組成及工作原理
　　發射分係統包括S頻段和X頻段2條上行鏈路，組成原理框圖如圖3��1所示。
　　3.3.1分係統組成
　　S頻段上行鏈路包括S上變頻器、S發射射頻開關網絡和S高功放。X頻段上行鏈路包括X上變頻器一、X上變頻器二、X發射射頻開關網絡和X高功放，其中的X上變頻器一與S鏈路的S上變頻器的設備配置完全相同。2條鏈路共用部分包括發射中頻開關矩陣和發射測試開關網絡。2條上行鏈路中的S上變頻器、X上變頻器一、X上變頻器二均為1∶1熱備配置。S高功放和X高功放分彆由1∶1配置的2套10kW速調管高功放單機、1套1kW固態高功放單機和大功率微波網絡組成。
　　發射分係統設備小信號部分以機箱為單位設置監控單元，各監控單元通過RS��422異步串口與監控分係統相連。S高功放和X高功放以機櫃為單位，將自身所有設備的監控信息匯總後，分彆通過以太網口與監控分係統相連。
　　設備采用分布式電源供電方式，以機箱(分機)為單位，將係統提供的交流電源變換成自身所需要的各種電源形式。
　　標校分係統的小環下變頻器與上變頻器共用本振，放到發射機櫃中，包括S小環下變頻器和X小環下變頻器，均有A/B兩套。
　　……

前言/序言

　　深空網是人類與深空探測器聯係的橋梁與紐帶。深空網擁有深空測控通信能力，是開展月球探測必須具備的前提條件，也是探月工程*具挑戰性的任務之一。探月工程啓動後，我國的測控工程師們以探月工程為牽引，兼顧火星、小行星等深空探測任務的需求，描繪齣中國深空網的藍圖——在布局上，由分布在中國東部、西部以及南美洲的3個深空站提供全球90%以上的測控覆蓋； 在頻段上，兼容瞭目前國際上深空測控任務使用的所有頻段； 在天綫口徑上，按照4億韆米火星探測的基本要求設計。
　　佳木斯66m S/X雙頻段深空測控通信係統（DSF1）和喀什35m S/X/Ka三頻段深空測控通信係統（DSF2）的設計建設正是在這一藍圖下進行的。經過5年的研製建設，這兩套深空測控通信係統均於2013年正式投入使用。它們的建成，極大地提升瞭中國遠距離測控通信能力，成為中國航天測控發展史上又一個重要的裏程碑。
　　這兩套深空測控通信係統基於國內自主研發，成功實現瞭波束波導饋電係統、10k 中國深空網:係統設計與關鍵技術（中） S/X/Ka三頻段深空測控通信係統 下載 mobi epub pdf txt 電子書 格式

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