深空通信中的電波傳播特性研究.pdf

1、深空通信通常指地球上的實體與離開地球衛(wèi)星軌道進入太陽系的飛行器之間的通信，通信距離達幾十萬公里以上。無線電波從遙遠外太空傳回地面的過程中，經(jīng)歷了深空空間和近空空間的復雜環(huán)境，各種影響因素對無線電波和通信接收機造成影響，這些影響因素的干擾機理不同，其影響的效果也不同。基于深空通信過程中，無線電波傳播環(huán)境的復雜性，采用模型仿真的方法，對深空通信過程中影響無線電波傳播的各種因素進行探討，定性的分析其影響機理并并定量的求出其影響的程度大小，在此

2、基礎(chǔ)上，求出某個頻段的深空通信的鏈路性能，并估計其余量，為深空通信探測器以及地球站設(shè)計提供依據(jù)。
　　首先，根據(jù)地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)以及火星繞日公轉(zhuǎn)，求出火星和地球站在某一個時刻在地心赤道坐標系中的坐標，火星相對于地球站的距離、仰角和自由空間傳播損耗。分析了基于火星探測的深空通信鏈路間斷可通的特點，仿真得到了行星相對于地球空間站的相對可見時間分布以及某一瞬時的自由空間傳播損耗。
　　其次，從近空環(huán)境和深空環(huán)境兩個方面，分析了深空通

3、信過程中對無線電波傳播造成影響的因素。近空環(huán)境中討論了水蒸汽吸收效應、氧氣吸收效應、降雨衰減、云層衰減以及電離層的吸收和去極化效應，并指出了降雨衰減和云層衰減是大氣層中影響深空通信頻段無線電波傳播的主要因素。深空環(huán)境中討論了太陽閃爍造成的信號衰減、太陽噪聲、月球噪聲和宇宙背景噪聲，并指出了太陽閃爍和太陽噪聲是深空環(huán)境中影響無線電波傳播的主要因素。
　　最后，結(jié)合自由空間傳播損耗、近空環(huán)境影響和深空環(huán)境影響，對X頻段和Ka頻段深空通