【技术实现步骤摘要】
一种用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统
本专利技术涉及无线通信技术,尤其是一种用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统。
技术介绍
高速飞行器在临近空间飞行时,由于与大气层发生剧烈的摩擦和挤压,表面温度激增到三千开尔文以上,引起大气分子的电离,使大气分子中绕原子核运动的电子脱离原子核的束缚,形成自由电子,失去电子的大气分子形成带正电的离子。自由电子和离子在飞行器表面形成等离子体。此外,由于飞行器本身隔热材料在高温烧蚀下电离,周围电子浓度大幅度上升,形成包围飞行器的有一定厚度的等离子体,称为“等离子鞘套”。等离子鞘套对电磁波信号具有极强的吸收效应,用于飞行器测控的电磁波信号由于被等离子鞘套的吸收、反射,使得飞行器与外界的信号传输质量下降,甚至完全中断,即所说的“黑障”现象。飞行器在临近空间飞行时出现黑障现象的区域被称为“黑障区”,在黑障区的传统微波测控手段无法解决信息传输的问题。目前,克服黑障区无法进行信息传输的方法有以下几种:提高用于通信的无线电波载波频率,净化飞行器表面放热材料以减少烧蚀产生的等离子体,提高发射功率和接收机灵敏度,施加强磁场以改变等离子体的运动模式降低对电磁波产生的损耗,表面喷射亲电子材料以吸收电子,改善飞行器的气动外形,合理选择天线的窗口位置,数据记录待出黑障区后重发,落地后回收数据存储器等等。其中数据记录重发和存储器回收是目前主要采用的克服飞行区黑障区通信问题的手段。
技术实现思路
本专利技术为克服上述技术缺陷,提出了一种用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统,能有效减轻或消除了等离子鞘套对测控信号的吸收,实现测控信号对等立体鞘套的穿透 ...
【技术保护点】
1.一种用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统,其特征在于:包括发射部分、接收部分、环形器、天馈系统和模拟对消电路,所述环形器和模拟对消电路位于发射部分和接收部分之间,环形器接天馈系统,发射部分将发射射频信号送入环形器,经过天馈系统向空间辐射,从发射部分末端定向耦合器耦合出来的部分发射射频信号经模拟对消电路进入接收部分;按照信息的发送方向,发射部分依次包括符号映射模块、直接序列扩频模块、成型滤波模块、数模转换器、I/Q混频器、带通滤波器、功率放大器、定向耦合器;所述定向耦合器将大部分发射射频信号的能量输出至环形器,发射射频信号经环形器后由天馈系统向空间辐射,从定向耦合器耦合出来的小部分发射射频信号经过模拟对消电路进入到接收部分;按照信息的接收方向,接收部分依次包括低噪声放大器、I/Q混频器、模数转换器、匹配滤波模块、同步解扩模块、解调判决模块;从天馈系统接收到的测控信号经过环形器送入低噪声放大器;然后,低噪声放大器输出的信号与模拟对消电路输出的信号进行信号相加操作,得到对消后的接收信号再进行后续的数字信号处理;所述太赫兹无线收发系统安装于飞行器上,飞行器表面安装有环状天线,形成具有环状 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统,其特征在于:包括发射部分、接收部分、环形器、天馈系统和模拟对消电路,所述环形器和模拟对消电路位于发射部分和接收部分之间,环形器接天馈系统,发射部分将发射射频信号送入环形器,经过天馈系统向空间辐射,从发射部分末端定向耦合器耦合出来的部分发射射频信号经模拟对消电路进入接收部分;按照信息的发送方向,发射部分依次包括符号映射模块、直接序列扩频模块、成型滤波模块、数模转换器、I/Q混频器、带通滤波器、功率放大器、定向耦合器;所述定向耦合器将大部分发射射频信号的能量输出至环形器,发射射频信号经环形器后由天馈系统向空间辐射,从定向耦合器耦合出来的小部分发射射频信号经过模拟对消电路进入到接收部分;按照信息的接收方向,接收部分依次包括低噪声放大器、I/Q混频器、模数转换器、匹配滤波模块、同步解扩模块、解调判决模块;从天馈系统接收到的测控信号经过环形器送入低噪声放大器;然后,低噪声放大器输出的信号与模拟对消电路输出的信号进行信号相加操作,得到对消后的接收信号再进行后续的数字信号处理;所述太赫兹无线收发系统安装于飞行器上,飞行器表面安装有环状天线,形成具有环状的天线波束,称为环状波束;所述太赫兹无线收发系统的工作频段高于300GHz。2.根据权利要求1所述的用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统,其特征在于:所述直接序列扩频模块的扩频倍数、成型滤波中的升采样倍数和滤波器滚降系数根据具体实践进行选择和设计。3.根据权利要求1所述的用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统,其特征在于:所述发射部分设置有两个分别对应I、Q两路数字基带信号的数模转换器,分别用于将I、Q两路数字基带信号转换成对应的I、Q两路模拟基带信号。4.根据权利要求3所述的用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统,其特征在于:所述接收部分设置有两个模数转换器,用于将模拟基带信号换成I、Q两路数字基带信号。5.根据权利要求1所述的用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统,其特征在于:所述环状波束与飞行器的飞行方向呈固定夹角。6.根据权利要求1所述的用于黑障区测控通信的太赫兹无线收发系统,其特征在于:所述太赫兹...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴秋宇,林长星,范进,汪朝晖,郝鑫,邓贤进,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院电子工程研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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