单路单脉冲差模跟踪接收机设计
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摘要
跟踪接收机是微波遥感卫星数据接收系统的一个重要组成部分。在遥感技术日新月异的今天,随着图像分辨率的不断提高,低轨卫星遥感数据速率也在不断提高,从以往十几兆的速率到现在的三百多兆。这就要求微波遥感卫星数据接收系统有较高的G／T值、波束窄、系统信道宽、跟踪精度高,满足接收高速率遥感图象数据的需要。因此对跟踪接收机的要求也越来越高。本文讨论了一种高性能的双频差模单路单脉冲跟踪接收机的设计和实现方法。
本接收机采用宽带变频技术完成遥感卫星图象数据的接收处理,采用双频差模单路单脉冲跟踪技术完成对卫星的精确跟踪。本文首先介绍了单脉冲跟踪接收的原理和典型形式,接着论述了单路单脉冲差模跟踪接收机的工程实现方法,给出了接收机各硬件模块的设计和软件功能的设计,完成了接收机的工程设计计算,然后讨论了接收机的一些关键技术问题,最后对接收机的工程应用状况进行了总结。工程实践表明本接收机完全满足接收高速微波遥感卫星数据的需求。
Tracking Receiver is an important component of the microwave remote sensing satellite receiving system。With the rapid development of remote sensing technique and the continuous improvement of image resolution, remote sensing data rate of LEO satellites is rising too。It is changing from ten trillion to more than 300 trillion。It requires higher G/T value narrower Beams、wider receiving channel and higher tracking precision of the receiving system to process high-rate remote-sensing image signal。In this paper, we discuss the design and implementation of a high-performance dual-frequency differential-mode single-Monopulse tracking receiver。
We use broadband frequency conversion technology to process the image signal of the remote sensing satellites and dual-frequency differential-mode single-monopulse tracking technology to track the satellites accurately。In this paper we firstly introduce the principle of monopulse tracking receiver and its typical forms, then discuss its implementation, thirdly give the design of each hardware module and software, complete the engineering calculation of the receiver, discuss some key technical problems, finally summarize the status of engineering applications。It shows that this receiver fully meets the needs of processing the high-rate signal of the microwave remote sensing satellites.
本接收机采用宽带变频技术完成遥感卫星图象数据的接收处理,采用双频差模单路单脉冲跟踪技术完成对卫星的精确跟踪。本文首先介绍了单脉冲跟踪接收的原理和典型形式,接着论述了单路单脉冲差模跟踪接收机的工程实现方法,给出了接收机各硬件模块的设计和软件功能的设计,完成了接收机的工程设计计算,然后讨论了接收机的一些关键技术问题,最后对接收机的工程应用状况进行了总结。工程实践表明本接收机完全满足接收高速微波遥感卫星数据的需求。
Tracking Receiver is an important component of the microwave remote sensing satellite receiving system。With the rapid development of remote sensing technique and the continuous improvement of image resolution, remote sensing data rate of LEO satellites is rising too。It is changing from ten trillion to more than 300 trillion。It requires higher G/T value narrower Beams、wider receiving channel and higher tracking precision of the receiving system to process high-rate remote-sensing image signal。In this paper, we discuss the design and implementation of a high-performance dual-frequency differential-mode single-Monopulse tracking receiver。
We use broadband frequency conversion technology to process the image signal of the remote sensing satellites and dual-frequency differential-mode single-monopulse tracking technology to track the satellites accurately。In this paper we firstly introduce the principle of monopulse tracking receiver and its typical forms, then discuss its implementation, thirdly give the design of each hardware module and software, complete the engineering calculation of the receiver, discuss some key technical problems, finally summarize the status of engineering applications。It shows that this receiver fully meets the needs of processing the high-rate signal of the microwave remote sensing satellites.
引文
1.陈振国.卫星通信系统与技术[M].第1版.北京邮电大学出版社,2003
2 梁家琳.雷达卫星的遥感应用及发展.测绘通报,1999(3)： 6-8
3 杨智友.现代面天线新技术[M].北京：人民邮电出版社,1993
4 邓淑英,刘为民.小型化的S波段宽频段单脉冲跟踪网络.微波与卫星通信.1999(1)：55-59
5 张永生.高分辨率遥感卫星应用[M].科学出版社,2004
6 杨可忠.双频段共用馈源技术.北京：人民邮电出版社,1993
7 闻新,杨嘉伟.军用卫星的发展趋势分析.现代防御技术,2002(4)：7-12
8 吴梅蓉.中巴地球资源卫星应用及其发展.测绘科学,2002(2)： 25-29
9 黄尚孝.单脉冲跟踪接收系统搜索、捕获、跟踪方式的研究.现代雷达,1998(06)：66-72
10杨新林.多波段单路单脉冲跟踪接收系统研究.现代雷达.1999(1)：89-93
11 黄尚孝.宽频带空间有源目标单脉冲跟踪接收系统功能分析.现代雷达,1997(1)：7-12
12袁刚,江涛.差模跟踪技术的应用.现代雷达,2004(1)： 49-52
13石荣,陈锡明.差模跟踪接收机和差通道相位标校与调整.电子信息对抗技术,2006(1)：6-9
14潘长勇.一种新型遥感卫星数据接收机.中国空间科学学会空间探测专业委员会第十一次学术会议,1998
15廖晓宏.X波段卫星接收系统.中国空间科学学会空间探测专业委员会第十二次学术会议,1999
16朱明侠.差模耦合跟踪接收机设计.现代雷达.2004(1)：59-61
17 Arumugam, G, Yadav, U, S, Computer based earth station tracking chain simulator to aid the development and evaluation of antenna contral systems. IEEE Technical Review,1996(Mar-Apr):105-112
18 Giovanni E. corazza and Francesco Vatalaro A Stational Model for Land Mobile Satellite Channel and its Application to Nongestationary Orbit System. IEEE Tran on vehicular technology Vol43 NO.3
19张宝全.遥感卫星地面接收系统跟踪技术.遥测遥控,1995(6)：1-6
20徐兴源,高全辉.单通道单脉冲跟踪体制的角误差解调.遥测遥控,1998(5)： 51-57
21王众.Windows技术在跟踪接收设备监控系统中的应用.现代雷达,1998(3)：61-66
22王德纯.精密跟踪测量雷达技术[M].电子工业出版社,2006
23郑博睿.圆锥扫描单脉冲测角特性分析.微计算机信息,2008(24)
24杨长全.雷达接收设备[M].北京：电子工业出版社,1997
25徐继东,龚京广.双通道TE21模跟踪系统中的交叉耦合.现代雷达,1999(12)
26李志杰.多模单信道角跟踪系统.现代电子技术.2004(18)：58-62
27戈稳.雷达接收机技术[M].电子工业出版社,2005
28郭崇贤.相控阵雷达接收技术[M].国防工业出版社,2009
29李锵.通信系统原理[M].电子工业出版社,2006
30胡健栋.卫星移动通信[M].北京邮电大学出版社,2002
31丁龙刚.卫星通信技术[M].机械工业出版社,2006
32刘卫东.卫星通信跟踪接收机自动频率控制环路分析.微波学报,2006(4)：62-65
33江涛,吴桂生.利用长线理论实现720MHz中频均衡.现代雷达,2004(11),65-67
34陈焰平.一种X波段小型化高频接收机的设计.现代电子,2000(1)：30-37
35吴远斌.多波段可重构雷达接收机技术的研究.现代雷达,2006(5)
36胡向峰.接收机的非线性分析.信息与电子工程,2008(6)
37景新.非合作目标宽带信号跟踪接收机的设计.计算机与网络,2008(11)
38兰宏志.数字化角跟踪接收机的设计与实现.电视技术,2003(2)
39马云.宽带雷达接收机数字下变频技术研究.现代雷达,2005(10)
40陆必应.一种正交解调超宽带接收系统幅相误差实时校正方法.国防科技大学学报,2000(1)：47-51
41朱庆厚.接收机无互调和无虚假响应动态范围.中国无线电,2008(11)
42徐继东.TE21模自跟踪系统的分析.现代雷达,2001(增刊)
43李磊等.全数字接收机中的AGC设计与数字化实现.重庆科技学院学报.自然科学版,2008(6)：97-99
44 Timothy Pratt, charles Bostian, teremy Allnutt卫星通讯[M],第1版,北京,电子工业出版社,2005
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38兰宏志.数字化角跟踪接收机的设计与实现.电视技术,2003(2)
39马云.宽带雷达接收机数字下变频技术研究.现代雷达,2005(10)
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