本文關(guān)鍵詞：高速飛行器綜合信道仿真關(guān)鍵算法設(shè)計(jì)及驗(yàn)證

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【摘要】：臨近空間高速飛行器由于其飛行速度快、加速度大、姿態(tài)變化多等特點(diǎn),使得飛行器與地面站之間的地空鏈路研究成為了臨近空間高速飛行器信道研究的核心內(nèi)容。而正是由于臨近空間高速飛行器這些特點(diǎn),導(dǎo)致地空鏈路的信道中出現(xiàn)了與一般飛行過程情況的不同之處,這種不同之處主要在于:第一,由于臨近空間高速飛行器飛行速度快、加速度大,導(dǎo)致多普勒頻偏很大;第二,高速飛行器會(huì)使空氣分子離解,產(chǎn)生等離子鞘套;第三,飛行器處于低仰角情況時(shí)會(huì)產(chǎn)生多徑效應(yīng);第四,高速飛行器飛越雨區(qū)時(shí)間會(huì)很短。而這些問題的研究主要通過兩個(gè)途徑:一是通過飛行器進(jìn)行信號(hào)的實(shí)際發(fā)送接收檢測(cè),確認(rèn)信道特點(diǎn),二是信道的仿真模擬。由于使用飛行器實(shí)際發(fā)送檢測(cè)信號(hào)以確認(rèn)信道特點(diǎn)難以實(shí)現(xiàn),信道的仿真模擬成為臨近空間高速飛行器地空鏈路研究的主要方法。本文以臨近空間高速飛行器中飛行過程中地空鏈路研究為切入點(diǎn),分別對(duì)臨近空間高速飛行器在飛行過程中產(chǎn)生的特殊信道特點(diǎn)進(jìn)行分析建模,提出了在飛行器處于高速狀態(tài)下的等離子鞘套模型、基于地貌模型低仰角多徑信道模型和適用于高速飛行器雨衰模型的建模方法和基本算法,并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)上述算法進(jìn)行了仿真和測(cè)試。本文的主要工作有:1.對(duì)臨近空間高速飛行器的飛行過程進(jìn)行分析,并將信號(hào)所受到的影響分為多普勒效應(yīng)、等離子鞘套、低仰角多徑和大氣衰減,著重闡述了等離子鞘套、低仰角多徑以及降雨等惡劣天氣下的衰減情況;2.針對(duì)等離子鞘套的FDTD分析方法時(shí)間和空間復(fù)雜度高的問題,使用等效波阻抗法大幅縮減時(shí)間和空間復(fù)雜度,而低仰角多徑是基于地貌模型對(duì)電磁波傳播情況進(jìn)行分析,得到了傳播模型并實(shí)現(xiàn)了其算法;最后,對(duì)飛行器飛行軌跡進(jìn)行分析,構(gòu)造了適用于高速飛行器的降雨衰減模型,并實(shí)現(xiàn)了其算法;3.對(duì)等離子鞘套、低仰角多徑和降雨衰減算法模塊進(jìn)行了集成和測(cè)試。經(jīng)研究和測(cè)試表明,本文設(shè)計(jì)的臨近空間高速飛行器中某些關(guān)鍵算法的功能達(dá)到了基本要求并符合理論預(yù)期,可以將其組合為信道模擬器,成為臨近空間高速飛行器綜合信道仿真模擬的有效工具。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V211

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本文編號(hào)：1267204