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

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 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

董光亮,李國民,王新永 等 著
圖書標籤:
  • 深空通信
  • 深空測控
  • S頻段
  • X頻段
  • Ka頻段
  • 係統設計
  • 關鍵技術
  • 通信係統
  • 測控係統
  • 中國深空網
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302458579
版次:1
商品編碼:12044815
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2017-01-01
用紙:膠版紙
頁數:663
正文語種:中文
附件:中文

具體描述

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、10kW 速調管功放、超低溫製冷場放、微弱信號超窄帶接收機、氫鍾建造及乾涉測量等技術。按照空間數據係統谘詢委員會(CCSDS)建議書中的深空測控任務標準,這兩套係統已經具有音碼測距、僞碼測距、載波相位測量、三嚮測量等功能,采用空間鏈路擴展(SLE)協議,可以和符閤CCSDS建議的其他國外深空測控站實現深空測控任務的國際聯測和數據交互。
  2012年,兩套深空測控通信係統在嫦娥二號與圖塔蒂斯小行星交會飛越探測中獲得成功應用,並於2013年作為主力測控通信設備圓滿完成瞭嫦娥三號探月飛行任務。這標誌著中國深空測控通信能力的形成,使中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。
  北京跟蹤與通信技術研究所是這兩套深空測控通信係統的總體設計單位,西南電子技術研究所是66m S/X雙頻段深空測控通信係統的總體研製單位,石傢莊通信測控技術研究所是35m S/X/Ka三頻段深空測控通信係統和深空乾涉測量係統的總體研製單位,西北電子設備研究所、中原電子技術研究所、北京遙測技術研究所、中國西安衛星測控中心、中國人民解放軍裝備學院、閤肥低溫電子研究所等單位承擔瞭這兩套係統有關分係統的研製工作。在此,對他們為中國航天測控事業作齣的努力和貢獻錶示衷心的感謝!
  中國深空網及其深空測控通信係統的研製,為設計師隊伍提供瞭極富挑戰的創新實踐平颱。他們積極進取,勇於探索,采用大量電子與信息技術領域的尖端技術,攻剋多項關鍵難題,取得瞭許多寶貴經驗和技術成果,成為航天測控領域一筆寶貴的財富。把這些來之不易的技術成果固化下來,是編寫本套圖書的主要目的。
  本套圖書由三個分冊組成,分彆是《S/X雙頻段深空測控通信係統》《S/X/Ka三頻段深空測控通信係統》和《深空乾涉測量係統》,對應著佳木斯66m深空測控通信係統、喀什35m深空測控通信係統以及由這兩套深空係統與數據處理中心組成的甚長基綫乾涉測量(VLBI)係統。書中對上述設備係統級和分係統級的功能與技術指標、組成及工作原理、方案設計、關鍵技術等進行瞭係統詳盡的描述,希望為我國深空測控通信係統的使用者提供詳盡係統的技術資料,為我國後續深空測控通信係統的設計提供有益的參考和藉鑒,也希望能為對深空測控通信感興趣的同行們提供有用的技術資訊。
  本套圖書的編寫人員均為中國深空網的設計和研製人員。他們在承擔繁重工程任務的同時,擠齣時間從事寫作工作,對深空測控通信係統涉及的技術進行瞭細緻的歸納梳理和認真的分析總結。由於我們寫作水平有限,書中難免有疏漏和不當之處,懇請讀者批評指正。
  《中國深空網: 係統設計與關鍵技術》編審委員會
  2016年5月
《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》一書,聚焦於我國深空探測任務中至關重要的測控通信係統。本書的(中)部分,特彆深入地剖析瞭S、X、Ka三個關鍵頻段的深空測控通信係統的設計理念、核心技術以及實際應用。 S頻段作為深空測控通信的傳統且成熟的頻段,在本書中得到瞭詳盡的闡述。這部分內容將深入探討S頻段在深空任務中的獨特優勢,例如其相對較低的傳輸損耗,使得信號能夠穿透一定的大氣層和電離層乾擾,保證瞭通信的可靠性。書中會詳細介紹S頻段測控通信係統的基本架構,包括信號的産生、調製解調方式、天綫設計、功率放大等關鍵環節。特彆是在深空探測初期和中近距離任務中,S頻段的穩定性和成熟度是保障任務成功的基石。本書將通過詳細的設計原理、仿真分析和實際工程經驗,展現S頻段係統在深空測控領域的設計要點和技術難點。 X頻段的引入,標誌著深空測控通信能力的一次重要提升。本書將重點介紹X頻段在深空通信中的應用價值,包括其更高的帶寬潛力,能夠支持更大容量的數據傳輸,這對於傳輸科學探測數據、圖像以及執行更復雜的遙測指令至關重要。讀者將深入瞭解X頻段測控通信係統的設計挑戰,例如其對高精度指嚮和穩定性的要求,以及如何剋服更強的衰減和路徑損耗。本書將詳細闡述X頻段信號的調製編碼方案、先進的信號處理技術、以及在地麵站和深空飛行器上實現高效X頻段通信的關鍵技術。通過對X頻段係統設計細節的解析,讀者可以理解其如何為深空探測任務提供更強大、更靈活的數據通信能力。 Ka頻段的齣現,則代錶瞭深空測控通信的尖端發展方嚮。本書將投入大量篇幅,係統性地介紹Ka頻段在深空通信中的前沿應用和技術突破。Ka頻段以其極高的帶寬和傳輸速率,成為未來深空探測數據傳輸的必然選擇,尤其是在遠距離、大容量數據迴傳方麵展現齣巨大優勢。書中將深入探討Ka頻段係統設計所麵臨的嚴峻挑戰,包括大氣影響(雨衰、雲衰)、高指嚮精度要求、以及係統復雜性的增加。本書將詳細闡述Ka頻段的信號體製、先進的編碼技術、以及用於補償大氣衰減和提高信噪比的創新技術,例如自適應調製編碼(AMC)和空時編碼(STC)等。同時,本書也將聚焦於Ka頻段終端設備的設計,包括高增益天綫、低噪聲放大器(LNA)和功率放大器(PA)等關鍵部件的研發進展。 除瞭對S、X、Ka三個頻段各自的設計與技術進行深入剖析外,本書還將著重闡述三頻段融閤與協同工作的戰略意義和實現方式。深空探測任務往往需要跨越不同的探測距離和任務階段,對測控通信係統的靈活性和適應性提齣瞭極高的要求。本書將探討如何通過優化係統設計,實現S、X、Ka三個頻段在不同場景下的有效切換和協同工作,以達到最優化通信效果。這包括多頻段信號的統一處理、智能信道管理、以及在突發情況下實現多頻段的冗餘備份,從而大幅提升深空測控通信係統的魯棒性和可靠性。 本書還將深入探討關鍵技術在S/X/Ka三頻段係統設計中的應用,例如: 先進的信號處理技術:包括高性能的數字信號處理器(DSP)、現場可編程門陣列(FPGA)在信號調製解調、信道估計、乾擾抑製等方麵的應用。 高精度指嚮與跟蹤技術:在Ka頻段尤為重要,涉及天綫伺服控製、導航信息融閤以及預測跟蹤算法等。 低噪聲與高效率的射頻前端設計:包括新型低噪聲放大器、功率放大器以及高頻濾波器的設計與優化。 可靠的鏈路設計與信道編碼:采用先進的編碼體製,如LDPC碼、Turbo碼等,以在惡劣的深空環境中保證數據傳輸的正確性。 軟件定義無綫電(SDR)技術:在深空測控通信係統中的應用,賦予係統更高的靈活性和可重構性,能夠快速適應不同的任務需求和通信協議。 自適應通信技術:根據環境變化動態調整通信參數,如調製方式、編碼率等,以最大化係統性能。 本書的目標讀者涵蓋瞭航天工程領域的科研人員、工程師、研究生以及對深空探測技術感興趣的廣大讀者。通過閱讀本書,讀者將能夠深刻理解中國深空網在S、X、Ka三頻段測控通信係統設計與技術實現方麵的成就,為我國未來更深遠的深空探測任務奠定堅實的技術基礎。

用戶評價

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《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》這個書名,本身就散發著一種探索未知、挑戰極限的史詩感。它不僅僅關乎工程技術,更承載著國傢航天事業的雄心與實力。我特彆被“係統設計”所吸引,這錶明本書並非簡單地羅列技術名詞,而是要揭示中國深空測控通信網絡是如何被精心構思、逐步構建起來的。我好奇地想象,在設計這樣一個覆蓋全球、連接宇宙的係統時,需要考慮多少錯綜復雜的因素?比如,如何在地球的另一端,實現對月球探測器的實時精準控製?又如何在浩瀚的太空中,確保探測器與地麵站之間通信的穩定性,抵抗各種乾擾?而“關鍵技術”尤其是“S/X/Ka三頻段”的錶述,則進一步聚焦瞭本書的核心內容。我期待著書中能夠深入剖析,為何要采用這三種不同的頻段?它們各自的技術特點和優勢是什麼?例如,S頻段是否是基礎通信的基石,X頻段用於高帶寬數據傳輸,而Ka頻段則為未來的高速通信奠定基礎?書中對這些技術在信號調製、編碼、功率放大、天綫指嚮、信號捕獲與跟蹤等方麵的詳細論述,將是我深入理解深空通信奧秘的寶貴資源,讓我能夠更好地領略中國航天科技的深度與廣度。

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《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》這個書名,讓我瞬間聯想到那些在黑暗宇宙中閃耀的微弱信號,以及那些在地麵上日夜守護、默默付齣的工程師們。我一直對人類探索宇宙的宏偉事業充滿瞭敬意,而深空測控通信係統,無疑是支撐這一切的關鍵支柱。本書“係統設計”的錶述,讓我對這個龐大工程的全局有瞭更深的認識,我期待能夠瞭解到,在中國深空探測的徵程中,是如何一步步規劃、構建起這樣一個覆蓋廣闊、性能卓越的通信網絡的。其中,“關鍵技術”部分,尤其是“S/X/Ka三頻段”的明確指嚮,則勾起瞭我對具體技術細節的極大興趣。我想知道,為何要選擇這三個頻段?它們各自在深空通信的應用中,扮演著怎樣的角色?例如,S頻段是否承擔瞭遠距離探測器的基本測控任務,而X頻段和Ka頻段則用於傳輸更高分辨率的圖像和更豐富的數據?書中對這些頻段的信號特點、調製解調方式、以及在不同場景下的應用策略的詳細闡述,無疑將是對我的一次深度科普。我尤其好奇,在麵臨宇宙射綫、星際塵埃等乾擾因素時,這個係統是如何保證通信的穩定性和可靠性的,以及在數據量飛速增長的今天,如何通過技術創新來應對帶寬和速率的挑戰。

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當我翻開《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》這本書的扉頁,一股嚴謹而又充滿探索精神的氛圍撲麵而來。這個書名本身就勾勒齣瞭一個龐大而精密的工程圖景,它不僅僅是中國深空探測事業的通信神經,更是連接地球與遙遠星辰的生命綫。我特彆期待書中關於“係統設計”的章節,它意味著這本書將深入講解如何從宏觀到微觀,一步步構建起這樣一個能夠應對宇宙極端環境的通信網絡。我希望瞭解到,在設計過程中,工程師們是如何考慮係統的魯棒性、可擴展性以及成本效益的。而“關鍵技術”,特彆是“S/X/Ka三頻段”的應用,則是我最感興趣的部分。我迫切想知道,不同頻段在深空通信中各自扮演瞭怎樣的角色,以及它們之間是如何協同工作的。例如,S頻段是否更側重於指令的傳輸和基本遙測,而X頻段和Ka頻段則用於承載海量的科學探測數據?書中對這些頻段的信號處理、功率控製、天綫增益優化以及多頻段切換算法等方麵的詳細闡述,將是我理解深空通信技術前沿的重要途徑,能夠讓我更清晰地認識到中國在這一領域所取得的突破性進展,以及未來發展潛力。

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當我看到《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》這個書名時,腦海中立刻浮現齣一幅壯麗的圖景:龐大的地麵站天綫如同巨手伸嚮星空,捕捉著來自遙遠探測器微弱的信號,而這些信號,承載著人類對未知的好奇與探索。本書的標題非常具體,直接點明瞭其研究的核心——中國深空網,以及其中至關重要的“係統設計”與“關鍵技術”。“係統設計”這四個字,讓我對本書能夠係統性地講解,如何構建這樣一個復雜而精密的通信網絡充滿瞭期待。我猜想,書中會詳細介紹從宏觀架構到微觀細節的設計理念,例如地麵站的布局、天綫的設計、網絡的冗餘與可靠性保障等等。而“關鍵技術”更是吸引我的重點,特彆是“S/X/Ka三頻段”的提及,這代錶瞭本書將深入探討不同頻段在深空通信中的應用和技術挑戰。我非常好奇,在這三個頻段的協同工作下,是如何實現對從近地軌道到太陽係邊緣的各類探測器的通信需求的。比如,S頻段的穿透性與穩定性,X頻段的帶寬優勢,以及Ka頻段的高速率傳輸能力,它們各自在任務設計中是如何被優化的?書中關於信號處理、抗乾擾、數據傳輸協議等方麵的技術闡述,對我而言將是極具價值的知識財富,能夠幫助我理解中國深空探測通信領域的最新進展和技術突破。

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初拿到這本《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》,我首先被其標題所傳達的宏大敘事所吸引。中國,作為探索宇宙的後來者,卻在深空測控通信領域取得瞭令人矚目的成就,這本身就是一個引人入勝的故事。而“係統設計”一詞,讓我預感到本書並非泛泛而談,而是要深入剖析構成這個龐大體係的每一個環節。我特彆好奇的是,在設計這樣一個跨越數億公裏、需要處理極低信噪比信號的係統時,工程師們是如何權衡各種因素的?例如,在考慮地麵站的選址時,是否需要考慮地質穩定性、電磁環境乾擾、甚至是天文學的觀測窗口?在設計天綫時,又如何達到如此驚人的指嚮精度,以確保即使探測器距離地球數萬公裏,信號也能被精確捕捉?而“關鍵技術”則更是勾起瞭我的探知欲,特彆是“S/X/Ka三頻段”的組閤,這背後必然隱藏著一係列復雜的工程考量。比如,不同頻段在信號傳播損耗、帶寬、大氣層影響等方麵的差異,以及如何有效地在這些頻段之間進行切換和協同工作,以實現對不同距離、不同任務需求的探測器進行高效通信。書中對這些技術的闡述,必然會涉及大量的科學原理和工程實踐,這對於我這樣對航天技術充滿好奇的讀者來說,無疑是一次寶貴的學習機會,能夠讓我更深入地理解中國深空探測背後強大的技術支撐。

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這本《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》的標題本身就散發著一種莊嚴而神秘的氣息,讓我仿佛看到瞭無數閃爍的信號穿越浩瀚宇宙,連接著地球與那些遙遠的探測器。在閱讀之前,我腦海中勾勒齣的畫麵,是一個龐大而精密的網絡,由無數的地麵站、天綫、衛星以及通信鏈路組成,它們如同人類探索未知世界的觸角,延伸嚮太陽係乃至更遠的深處。書中“係統設計”這幾個字,更是點燃瞭我對整個工程架構的濃厚興趣,我期待著深入瞭解,究竟是如何規劃和構建這樣一個能夠抵禦宇宙環境挑戰,同時又能保證極高可靠性和數據傳輸速率的復雜係統。尤其是“關鍵技術”部分,這是吸引我的核心所在,它意味著書中將揭示那些支撐起中國深空探測通信事業的“硬核”技術,比如信號的調製解調、抗乾擾措施、功率管理、天綫指嚮精度控製等等,這些都將是理解深空通信奧秘的鑰匙。而“S/X/Ka三頻段”的錶述,則進一步精確瞭技術應用的範圍,讓我意識到不同頻段在深空通信中各自扮演的角色和優勢,例如S頻段的穿透性,X頻段的帶寬,以及Ka頻段的高速率傳輸能力,這些組閤在一起,無疑是為瞭滿足日益增長的數據需求和更復雜的通信場景。想到這裏,我不禁對書中所蘊含的智慧和工程實力感到由衷的贊嘆,它不僅僅是一本技術書籍,更是一部關於人類勇氣、智慧和不懈追求的史詩。

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當我看到《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》這個書名時,便被一種宏大的工程感和探索未知的好奇心所驅使。它直接指嚮瞭中國在深空測控通信領域所構建的復雜網絡,以及支撐這一切的關鍵技術。我對於“係統設計”部分尤為關注,這預示著本書將深入解析,如何從整體上規劃和構建這樣一個龐大而精密的通信體係。我想知道,在設計過程中,是否考慮瞭係統的容錯能力、可維護性以及未來的擴展性?例如,在地麵站的布局上,是如何做到全球覆蓋的?而在“關鍵技術”方麵,特彆是“S/X/Ka三頻段”的組閤,則點明瞭本書將聚焦於具體的技術細節。我非常渴望瞭解,這三種頻段各自的物理特性、技術優勢以及在不同深空任務中的應用策略。例如,S頻段是否在遠距離通信中錶現齣色,X頻段是否提供瞭更大的數據傳輸帶寬,而Ka頻段又如何能夠支持更高的數據速率?書中對這些頻段的信號編碼、調製解調、功率放大、天綫指嚮控製以及多頻段協同優化等方麵的技術闡述,無疑將為我打開一扇深入理解中國深空通信技術的窗口,讓我能夠更清晰地看到中國航天事業在這一領域所取得的巨大成就。

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作為一名對宇宙探索充滿熱情的讀者,《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》的標題本身就極具吸引力。它不僅僅是一個技術專著的名稱,更像是一扇通往浩瀚星辰的窗口,讓我看到瞭中國在深空通信領域所付齣的巨大努力和取得的卓越成就。我尤其關注“係統設計”這一部分,它預示著本書將深入剖析構建這樣一個復雜的深空通信網絡的邏輯和架構。我設想,這必然涉及到一個龐大的協同工作係統,從地麵站的選址、建設,到天綫陣列的規劃,再到信號的傳輸、接收和處理,每一個環節都充滿瞭挑戰。而“關鍵技術”更是直接戳中瞭我的興趣點,尤其“S/X/Ka三頻段”的提及,讓我好奇於不同頻段在深空通信中所扮演的角色。比如,S頻段的成熟度和穩定性,X頻段能夠提供更大的帶寬,而Ka頻段則具備更高的傳輸速率。如何將這三種不同特性的頻段有機地結閤起來,以應對從近地軌道到遙遠行星際探測器的各種通信需求,這其中的技術細節無疑是本書的精華所在。我期待著書中能夠詳細解釋,在信號處理、抗乾擾、數據壓縮、多頻段協同等方麵,中國科學傢和工程師們是如何突破技術瓶頸,實現高可靠、高效率的深空通信的。

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《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》——僅僅是這個書名,就足以讓我感受到一種技術的力量和探索的決心。它不僅僅是一個關於通信係統的討論,更是關於中國如何“連接”宇宙,如何實現與遙遠探測器之間“對話”的篇章。我對“係統設計”部分尤其感興趣,它意味著本書將不僅僅是技術的羅列,而是要講述一個完整的“工程故事”。我希望能夠從中瞭解到,在設計這樣一個跨越時空的通信網絡時,是如何考慮各種極端條件下的穩定性、可靠性和效率的。例如,在信號傳輸過程中,如何剋服宇宙塵埃、行星大氣層的影響,以及如何確保天綫能夠精準地指嚮那些距離地球數億公裏之外的探測器。而“關鍵技術”這一部分,尤其是“S/X/Ka三頻段”的明確提及,則讓我對接下來的技術細節充滿瞭期待。我迫切想知道,為什麼選擇這三個頻段?它們各自在深空通信的應用中,扮演著怎樣的角色?例如,S頻段是否是基礎指令和遙測的保障,X頻段是否承擔瞭更復雜的科學數據傳輸,而Ka頻段又如何能夠滿足未來更高帶寬的需求?書中關於這些頻段的信號處理、抗乾擾技術、功率管理以及多頻段協同工作策略的深入剖析,無疑將是我理解中國深空通信技術前沿、感受中國航天實力的一條重要途徑。

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《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》這個書名,仿佛一把鑰匙,為我打開瞭通往中國深空探索核心技術的大門。我一直對浩瀚的宇宙充滿瞭好奇,而深空測控通信係統,正是實現這種好奇心的關鍵。本書標題中的“係統設計”幾個字,預示著它將是一部關於如何構建這樣一個龐大而復雜網絡的“藍圖”。我期待能夠從書中瞭解到,工程師們是如何規劃整個網絡的拓撲結構,如何選擇閤適的地麵站位置,以及如何設計高效的通信鏈路,以確保信號能夠穿越漫漫星河,準確抵達目的地。而“關鍵技術”,特彆是“S/X/Ka三頻段”的提及,更是讓我對書中將要揭示的硬核科技充滿瞭期待。我非常好奇,為何要采用S、X、Ka這三個頻段?它們在信號傳輸的距離、帶寬、功耗以及抗乾擾能力方麵,各自有什麼獨特的優勢和挑戰?書中對這些頻段的信號處理、調製解調、功率管理、天綫技術以及多頻段協同工作機製的深入探討,將是我理解中國深空通信能力的關鍵所在,能夠讓我更直觀地感受到中國在航天通信領域的技術實力和創新精神。

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