第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 航天技术概述 1
1.1.2 航天测控技术概述 2
1.1.3 船载微波统一测控系统概述 2
1.2 航天测控主要协议和标准 6
1.2.1 IRIG标准 6
1.2.2 ESA标准 7
1.2.3 CCSDS标准 8
1.3 无线电测控系统的发展历程 9
1.3.1 航天无线电测控系统的发展 9
1.3.2 船载无线电测控系统的发展 13
1.4 微波统一测控系统的组成、原理及对外信息接口 14
1.4.1 系统组成 14
1.4.2 工作原理 17
1.4.3 对外信息接口 18
1.5 微波统一测控系统的特点和关键技术 19
1.5.1 特点 19
1.5.2 关键技术 20
1.6 微波统一测控系统的应用和发展趋势 25
1.6.1 应用 25
1.6.2 发展趋势 27
参考文献 29
第2章 基本理论与基础技术 30
2.1 电波传输和频率选择 30
2.1.1 选择原则 30
2.1.2 测控频率的选择 33
2.2 信标雷达方程及参数计算 34
2.2.1 信标雷达方程 35
2.2.2 信标功率计算 36
2.2.3 天线参数计算 36
2.3 测控信号的调制与解调 44
2.3.1 概述 44
2.3.2 数字信号对副载波的调制与解调 45
2.3.3 副载波对载波的调制与解调 46
2.4 锁相环技术 49
2.4.1 锁相环的基本原理 49
2.4.2 锁相环路在相干解调技术中的应用 57
2.5 频率合成器 62
2.5.1 概述 62
2.5.2 DDS的基本原理 63
2.5.3 DDS的设计结构及工作原理 64
2.6 软件无线电技术基础 65
2.6.1 软件无线电的概念 66
2.6.2 信号采样理论 68
2.6.3 抽取与内插 69
2.6.4 A/D和D/A技术 71
2.6.5 数字信号正交变换 73
2.6.6 数字滤波 76
2.6.7 数字分离／合成技术 78
2.7 极化分集合成技术 80
2.7.1 概述 80
2.7.2 信号合成方式 80
2.7.3 微波统一测控系统中常用的极化分集合成技术 81
参考文献 87
第3章 总体设计 88
3.1 信号设计 88
3.1.1 基带信号的设计 88
3.1.2 副载波组合方式的选择 89
3.1.3 射频信号的设计 91
3.2 频率流程 92
3.2.1 S频段系统的频率流程 92
3.2.2 C频段系统的频率流程 93
3.2.3 X频段系统的频率流程 93
3.3 系统信道电平计算及功率分配 94
3.3.1 系统信道电平计算 94
3.3.2 系统工作门限电平计算 97
3.3.3 功率分配 101
3.4 干扰抑制 107
3.4.1 非线性失真 107
3.4.2 混频干扰 111
3.4.3 减小干扰和非线性失真的措施 113
3.5 系统捕获 116
3.5.1 PM/PM的系统捕获过程 116
3.5.2 FM/PM的系统捕获过程 117
3.5.3 扩频测控的系统捕获过程 117
3.5.4 测控数传一体化的系统捕获过程 119
3.5.5 捕获时间 119
3.6 天线合建及多目标跟踪测量 120
3.6.1 天馈线合用技术 120
3.6.2 船载USB双点频跟踪链路设计 127
3.6.3 船载USB多目标测量链路设计 129
3.6.4 码分多址多目标测控技术 130
3.7 电磁兼容设计 131
3.7.1 基本概念 131
3.7.2 电磁干扰三要素 131
3.7.3 电磁干扰的抑制 132
3.8 可靠性设计 134
3.8.1 系统可靠性典型指标 135
3.8.2 系统可靠性模型的建立与分析 135
3.8.3 系统可靠性预计与分配 136
3.8.4 可靠性设计准则 138
参考文献 142
第4章 天馈与跟踪测角技术 143
4.1 天线跟踪测角系统概述 143
4.1.1 组成与原理 143
4.1.2 基本要求 144
4.1.3 工作方式 145
4.2 跟踪测角体制 146
4.2.1 圆锥扫描跟踪体制 146
4.2.2 振幅比较单脉冲跟踪体制 148
4.3 天线技术 152
4.3.1 天线类型 152
4.3.2 天线结构 154
4.3.3 天线座结构 155
4.4 馈线技术 157
4.4.1 馈源喇叭 157
4.4.2 馈电网络 157
4.5 伺服传动装置 161
4.5.1 伺服传动装置设计要求 161
4.5.2 典型负载分析 161
4.5.3 伺服传动装置的机构设计 164
4.5.4 传动链的传动精度 164
4.6 船载伺服控制技术 166
4.6.1 船载伺服控制的作用与特点 166
4.6.2 船载伺服控制系统的组成与工作原理 167
4.6.3 方位—俯仰型天线的正割补偿 169
4.6.4 船载伺服控制系统的主要技术指标 170
4.6.5 船载伺服控制系统稳态指标计算 173
4.7 目标前馈技术 174
4.7.1 动态滞后误差分析 175
4.7.2 复合控制的基本原理 177
4.7.3 目标前馈的实现方法 182
4.8 船摇稳定技术 184
4.8.1 陀螺稳定技术 184
4.8.2 干扰补偿的基本原理 187
4.8.3 船摇前馈的实现方法 188
参考文献 191
第5章 测距技术 192
5.1 概述 192
5.2 侧音测距 193
5.2.1 信号设计 193
5.2.2 侧音的组合方式 193
5.2.3 侧音测距的设计 194
5.3 伪码测距 197
5.3.1 伪码的概念及其性质 197
5.3.2 伪码测距的原理 203
5.3.3 伪码测距的设计 204
5.4 音码混合测距 208
5.4.1 侧音＋伪码混合测距技术 208
5.4.2 侧音＋序列码混合测距技术 208
5.5 扩频测距技术 210
5.5.1 相干扩频测距 210
5.5.2 非相干扩频测距 212
5.6 测距精度分析 214
5.6.1 侧音测距精度分析 214
5.6.2 音码混合测距精度分析 216
5.6.3 相干扩频测距精度分析 216
5.6.4 非相干扩频测距精度分析 217
参考文献 217
第6章 测速技术 218
6.1 多普勒测速原理 218
6.1.1 多普勒频率的产生过程 218
6.1.2 多普勒频率测速的方法 220
6.2 多普勒频率测量技术 221
6.3 扩频测控体制测速技术 224
6.3.1 相干扩频测速技术 224
6.3.2 非相干扩频测速技术 224
6.4 测速精度分析 226
6.4.1 双向相干载波多普勒测速精度分析 226
6.4.2 扩频测速精度分析 227
参考文献 228
第7章 遥测技术 229
7.1 概述 229
7.1.1 遥测的定义和作用 229
7.1.2 遥测系统的组成和工作原理 229
7.1.3 遥测系统的分类和发展 230
7.1.4 遥测技术在船载微波统一测控系统中的应用 232
7.2 遥测信号的基本理论 232
7.2.1 脉冲调制 233
7.2.2 基本数字信号调制 236
7.3 遥测信道编译码技术 239
7.3.1 概述 239
7.3.2 卷积码与Viterbi译码 244
7.3.3 RS码 246
7.3.4 级联码 249
7.3.5 Turbo码 249
7.3.6 LDPC码 251
7.3.7 MSD＋TPC技术 253
7.3.8 遥测加解扰规则 257
7.4 遥测功能设计 258
7.4.1 标准TT＆C遥测功能 258
7.4.2 PCM-FM遥测功能 267
7.4.3 数传功能 271
7.5 分包遥测 278
7.5.1 分包遥测概念 278
7.5.2 源包与传送帧结构 279
参考文献 281
第8章 遥控技术 282
8.1 概述 282
8.1.1 遥控的基本概念 282
8.1.2 遥控的分类 282
8.1.3 遥控的工作过程 283
8.2 遥控体制 284
8.2.1 差错控制体制 284
8.2.2 调制体制 285
8.2.3 信道体制 286
8.3 遥控指令种类和发送方式 286
8.3.1 指令信息的种类 286
8.3.2 遥控指令信息的发送方式 286
8.3.3 遥控的环回比对 288
8.3.4 遥控指令码的组成 288
8.4 遥控信道编译码技术 289
8.4.1 信道的差错图样 289
8.4.2 遥控中常用的编码类型 290
8.5 遥控功能设计 293
8.5.1 遥控功能组成 293
8.5.2 遥控工作方式 293
8.5.3 遥控指令格式设计 295
8.6 分包遥控 299
8.6.1 分包遥控的概念和产生的背景 299
8.6.2 分包遥控的结构 299
8.6.3 分包遥控与传统遥控的区别 301
参考文献 303
第9章 扩频测控技术 304
9.1 扩频测控技术原理 304
9.1.1 扩频测控的基本概念 304
9.1.2 扩频测控的主要性能指标 305
9.1.3 扩频测控的特点 307
9.2 扩频测控的基本方式 309
9.2.1 直接序列扩频 310
9.2.2 跳频扩频 312
9.2.3 混合扩频 315
9.3 相干直接序列扩频测控技术 316
9.3.1 工作原理 316
9.3.2 相干扩频测控工作模式设计 317
9.4 非相干直接序列扩频测控技术 320
9.4.1 工作原理 320
9.4.2 非相干扩频测控工作模式设计 322
9.5 非相干DS/FH混合扩频测控技术 324
9.5.1 工作原理 324
9.5.2 扩跳频测控工作模式设计 326
9.6 测控数传一体化技术 334
9.6.1 工作原理 334
9.6.2 测控数传一体化设计 335
参考文献 342
第10章 系统标校技术 343
10.1 概述 343
10.2 角度标校技术 345
10.2.1 角度标校的原理 345
10.2.2 测角系统误差修正模型 346
10.2.3 测角系统误差系数标定 352
10.3 距离零值标校技术 356
10.3.1 距离零值标校的原理和方法 356
10.3.2 PM/PM体制及相干扩频距离零值标校 358
10.3.3 FM/PM体制距离零值标校 359
10.3.4 非相干扩频距离零值标校 361
10.3.5 扩跳频距离零值标校 361
10.3.6 测控数传一体化距离零值标校 362
10.4 相位标校技术 363
10.4.1 相位标校的原理 364
10.4.2 有塔相位标校 365
10.4.3 偏馈无线相位标校 366
10.4.4 有线闭环相位标校 366
10.4.5 信标球相位标校 367
10.4.6 同步星相位标校 367
10.4.7 扩频测控相位标校 368
10.4.8 海上相位标校 368
10.5 海上标校新技术 369
10.5.1 快速校相技术 369
10.5.2 星体标校技术 372
10.5.3 动态标校技术 377
10.5.4 卫星标校技术 379
参考文献 381