中国深空网 系统设计与关键技术 中 S/X/Ka三频段深空测控通信系统PDF电子书下载

第1章 系统 1

1.1 概述 2

1.1.1 深空测控通信系统的任务 2

1.1.2 深空探测通信的特点 3

1.1.3 关键技术 4

1.2 系统功能与技术指标 9

1.2.1 主要功能 9

1.2.2 技术指标 10

1.3 系统组成 11

1.3.1 天伺馈分系统 11

1.3.2 发射分系统 12

1.3.3 高频接收分系统 12

1.3.4 多功能数字基带分系统 13

1.3.5 监控分系统 13

1.3.6 数据传输分系统 13

1.3.7 SLE服务终端分系统 13

1.3.8 时频分系统 14

1.3.9 标校分系统 14

1.3.10 自动测试分系统 14

1.4 系统工作原理 14

1.4.1 测距 15

1.4.2 测速 26

1.4.3 遥控 32

1.4.4 遥测和数传 33

1.4.5 跟踪测角 34

1.5 系统工作流程 37

1.5.1 系统信号流程 37

1.5.2 常规测控模式捕获流程 39

1.5.3 深空测控模式捕获流程 40

1.6 系统工作方式 42

1.6.1 一个目标的典型上／下行组合工作模式 43

1.6.2 干涉测量工作模式 43

1.7 系统指标计算分析 44

1.7.1 系统品质因数分析 44

1.7.2 系统EIRP分析 49

1.7.3 测距精度分析 50

1.7.4 测速精度分析 52

1.7.5 测角精度分析 54

1.7.6 遥测数传解调损失及分配 57

1.8 系统距离零值标校 61

1.8.1 偏馈校零 61

1.8.2 短环校零 65

1.8.3 分段校零 65

1.9 系统校相 67

1.9.1 快速校相 68

1.9.2 射电星校相 72

1.9.3 近场聚焦法校相 78

1.10 系统电磁兼容设计 78

1.10.1 系统频率设计与干扰分析 78

1.10.2 波束波导网络中的隔离设计 86

1.10.3 原子钟屏蔽钟房设计 88

1.10.4 无源交调控制 89

1.11 系统安全性设计 92

1.11.1 功放联锁保护 92

1.11.2 大功率极化开关的安全保护 94

1.11.3 氢钟恒温箱安全性设计 94

第2章 天伺馈分系统 97

2.1 概述 98

2.2 功能与技术指标 99

2.2.1 主要功能 99

2.2.2 技术指标 99

2.3 组成及工作原理 101

2.3.1 分系统组成 101

2.3.2 工作原理 103

2.4 方案设计 109

2.4.1 天馈子系统 109

2.4.2 天线机械结构子系统 120

2.4.3 天线控制子系统 135

2.4.4 角编码／时码及极化控制单元 149

2.4.5 标校子系统 151

2.5 关键技术 152

2.5.1 波束波导设计技术 152

2.5.2 波束波导馈电系统波束倾斜补偿技术 159

2.5.3 高精度位置编码技术 161

2.5.4 大口径天线副面调整技术 165

2.5.5 大口径天线标校测试技术 170

2.5.6 阵风扰动对天线的影响及补偿技术 186

2.5.7 天线热变形及补偿技术 187

2.5.8 波束波导镜面位置的调整方法 188

2.5.9 天线反射体面精度测量及调整技术 195

2.5.10 波束波导天线三轴中心位置的确定及测量方法 198

第3章 发射分系统 201

3.1 概述 202

3.2 功能与技术指标 202

3.2.1 主要功能 202

3.2.2 技术指标 203

3.3 组成及工作原理 204

3.3.1 分系统组成 204

3.3.2 工作原理 206

3.4 方案设计 207

3.4.1 发射分系统频率配置 207

3.4.2 发射分系统电平分配 208

3.4.3 S上变频器设计 209

3.4.4 X上变频器二设计 212

3.4.5 发射中频开关矩阵设计 213

3.4.6 S发射射频开关网络设计 214

3.4.7 X发射射频开关网络设计 215

3.4.8 发射测试开关网络设计 216

3.4.9 高功放设计 216

3.4.10 S小环下变频器设计 236

3.4.11 X小环下变频器设计 237

3.4.12 分系统监控设计 238

3.5 关键技术 239

3.5.1 宽带大功率速调管技术 239

3.5.2 大功率散热技术 251

3.5.3 功率精确控制技术 265

第4章 高频接收分系统 271

4.1 概述 272

4.2 功能与技术指标 272

4.2.1 主要功能 272

4.2.2 技术指标 273

4.2.3 环境适应性要求 274

4.3 组成及工作原理 274

4.3.1 分系统组成 274

4.3.2 工作原理 282

4.4 方案设计 284

4.4.1 高频接收信道频率配置 284

4.4.2 小步进频率源设计 285

4.4.3 接收信道增益噪温核算 286

4.4.4 带内幅频波动分析 290

4.4.5 常温工作模式下发阻滤波器指标要求 290

4.5 关键技术 292

4.5.1 超低相位噪声技术 292

4.5.2 低温接收组件设计技术 295

4.5.3 超导滤波器设计技术 308

4.5.4 极低噪声测试及不确定度评估技术 315

第5章 多功能数字基带分系统 321

5.1 概述 322

5.2 功能与技术指标 322

5.2.1 主要功能 322

5.2.2 技术指标 323

5.3 组成及工作原理 328

5.3.1 分系统组成 328

5.3.2 工作原理 332

5.4 方案设计 359

5.4.1 测控基带 359

5.4.2 数传单元 379

5.4.3 视频切换单元 387

5.4.4 基带监控软件 390

5.5 关键技术 396

5.5.1 极低信噪比信号捕获技术 396

5.5.2 极窄带锁相环跟踪技术 404

5.5.3 低损耗解调译码技术 415

第6章 监控分系统 433

6.1 概述 434

6.2 功能与技术指标 434

6.2.1 主要功能 434

6.2.2 技术指标 436

6.3 组成及工作原理 436

6.3.1 分系统组成 436

6.3.2 监控体系结构 437

6.3.3 工作流程 438

6.3.4 客户机／服务器工作模式 439

6.4 方案设计 441

6.4.1 计算机硬件环境 441

6.4.2 计算机软件环境 441

6.4.3 客户机应用软件设计 441

6.4.4 服务器应用软件设计 445

6.5 安全设计 463

6.5.1 网络访问安全防护 463

6.5.2 计算机平台安全防护 464

6.5.3 设备使用安全防护 465

6.6 自动运行设计 465

6.6.1 自动运行模式 465

6.6.2 TT＆C自动运行设计 465

6.6.3 流程编辑 468

6.6.4 自动测试设计 468

6.7 分系统对外信息接口 469

6.7.1 YK-MCP接口底层传输协议 470

6.7.2 网络组播接口底层传输协议 472

第7章 时频分系统 473

7.1 概述 474

7.2 功能与技术指标 474

7.2.1 主要功能 474

7.2.2 技术指标 474

7.3 组成及工作原理 475

7.4 方案设计 477

7.4.1 氢钟 479

7.4.2 铷原子频标 483

7.4.3 频率净化器 483

7.4.4 GPS定时接收机／北斗定时接收机 486

7.4.5 时码信号产生器 486

7.4.6 时间信号巡检器与时间间隔计数器 489

7.4.7 时频监控 490

7.4.8 频率信号分配放大器 491

7.4.9 脉冲信号分配器 492

7.4.10 B码分配器 494

7.5 关键技术 495

7.5.1 GPS共视接收机工作原理 495

7.5.2 GPS共视的条件要求 497

7.5.3 GPS时间同步精度分析 497

第8章 标校分系统 499

8.1 概述 500

8.2 功能与技术指标 500

8.2.1 主要功能 500

8.2.2 技术指标 501

8.3 组成及工作原理 502

8.3.1 分系统组成 502

8.3.2 工作原理 504

8.4 方案设计 507

8.4.1 校零变频器 507

8.4.2 联试应答机 513

8.4.3 射频模拟源 518

8.4.4 标校监控单元 523

8.4.5 公共切换单元 524

8.5 关键技术 525

8.5.1 目标模拟源实现方案 525

8.5.2 目标模拟源系统接入方式 537

第9章 自动测试分系统 541

9.1 概述 542

9.2 功能与技术指标 542

9.2.1 主要功能 542

9.2.2 技术指标 542

9.3 组成及工作原理 543

9.3.1 分系统组成 543

9.3.2 工作原理 544

9.4 方案设计 545

9.4.1 测试项目及测试点设计 545

9.4.2 分机设计方案 548

9.4.3 自动测试软件设计 549

9.5 测试标校 552

9.5.1 标校原理 552

9.5.2 标校方法 553

9.5.3 测试流程 553

第10章 数据传输分系统 561

10.1 概述 562

10.2 功能与技术指标 563

10.2.1 主要功能 563

10.2.2 可靠性要求 563

10.2.3 效率要求 564

10.3 组成及工作原理 564

10.3.1 分系统组成 564

10.3.2 工作原理 565

10.3.3 信息传输流程 567

10.4 方案设计 568

10.4.1 计算机硬件环境 568

10.4.2 计算机软件环境 568

10.4.3 应用软件设计 568

10.5 关键技术 585

第11章 SLE服务终端分系统 589

11.1 概述 590

11.2 功能与技术指标 592

11.2.1 主要功能 592

11.2.2 服务实例指标 593

11.2.3 实时处理速率指标 593

11.2.4 记录要求 593

11.3 组成及工作原理 593

11.3.1 分系统组成 593

11.3.2 工作原理 595

11.4 方案设计 597

11.4.1 计算机硬件环境 597

11.4.2 计算机软件环境 597

11.4.3 应用软件设计 598

11.4.4 时码板 613

11.5 关键技术 615

第12章 系统内外接口关系 617

12.1 概述 618

12.2 系统对外接口 619

12.2.1 电气接口 619

12.2.2 信息接口 619

12.3 分系统间接口 621

第13章 系统结构工艺及布局 631

13.1 概述 632

13.2 地面深空站整体布局 632

13.2.1 天线塔基内设备机房 632

13.2.2 塔外设备机房 635

13.2.3 综合机房 638

13.2.4 测站中心机房 638

13.3 地面深空站基建工艺 638

13.3.1 天线基础要求和整场要求 638

13.3.2 机房通用要求 641

13.3.3 塔基机房要求 641

13.3.4 室外电缆沟 642

13.3.5 防雷电要求 642

13.3.6 接地要求 642

第14章 指标测试方法 643

14.1 概述 644

14.2 系统G/T的近场聚焦法测试 644

14.3 系统EIRP测试 645

14.4 系统载波捕获时间测试 648

14.5 测距捕获时间测试 648

14.6 测速随机误差测试 649

14.7 测距随机误差测试 649

14.8 测距系统误差测试 650

14.9 时频分系统测试 651

14.9.1 频率稳定度测试 651

14.9.2 单边相位噪声测试 652

14.10 系统指标测试结果 652

缩写词 656

索引 659

参考文献 665