深空通信
总结了NASA行星探测项目科研成果的深空通信技术领域学术著作。

作者:[美]吉姆·泰勒 主编;李赞,程承 译

丛书名:JPL深空通信与导航丛书

定价:198元

印次:1-1

ISBN:9787302628170

出版日期:2023.04.01

印刷日期:2023.04.14

图书责编:程洋

图书分类:学术专著

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《深空通信》主要介绍了NASA深空网和JPL开发的行星际探测任务的通信系统,用实例的方法介绍深空通信系统设计的性能。通过六个具体深空任务通信系统的设计和性能的完整描述,说明了从1970年至今NASA深空网所支持的任务的地面和星载的软件和硬件技术、能力和性能。

"李赞,北京跟踪与通信技术研究所副研究员。主要从事月球与深空探测测控总体设计工作,曾获国家科技进步特等奖1项,省部级一等奖3项,二等奖1项;曾出版译著1部,发表学术论文十余篇,获授权专利5项。程承,北京跟踪与通信技术研究所助理研究员。主要从事月球与深空探测测控总体设计工作,曾获部委级三等奖1项;曾发表学术论文数4篇,获授权专利3项。"

前言   本书介绍了由深空网(DSN)和喷气推进实验室(JPL)负责的行星际探测通信系统设计。本书对六个具有代表性的行星际任务的设计和性能进行了描述,阐述了这些任务的系统设计和通信链路性能。这六个案例按照时间顺序,展现了从20世纪70年代至当前最新任务中,DSN、星载软硬件技术、能力和性能的进步。   第1章概要描述了过去五十年的深空通信能力,介绍了链路设计过程和DSN的当前能力。第2章概要描述了DSN。   第3章到第8章描述了从20世纪70年代的“旅行者号”到21世纪初的火星科学实验室任务,这六个任务是所有直接利用深空网测控通信的代表。其中的两个任务还可以通过火星轨道器中继实现火星表面探测器与地球之间的通信。   “旅行者号”任务原计划为木星和土星的飞越任务,其X频段通信系统是为了获取这些行星探测的科学数据量身定做的。随着深空网的发展,两个“旅行者号”航天器在完成原有任务的基础上,还能从飞越海王星和天王星甚至更远距离的拓展任务中传回数据。   “伽利略号”任务原计划是在其环绕的木星轨道上,利用X频段高增益天线向地面发送其获取的大部分科学数据。在飞往木星的巡航段早期,X频段高增益天线发生故障无法完全展开,故而JPL将主要精力放在了改变航天器软件和地面站遥测系统上,使其能够通过S频段低增益天线获取足够的科学数据。   “深空1号”任务的目的是作为在轨飞行平台对新技术进行验证,同时附带开展了一些科学探测。该航天器携带了首套小型深空应答机(SDST),自从在“深空1号”上使用以来,SDST已成为许多任务中航天器与DSN通信的主要手段。它还携带了一套Ka频段固态放大器...

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第1章深空通信: 简介

1.1引言和概述

1.2通信链路分析

1.2.1接收功率

1.2.2噪声谱密度

1.2.3载波性能余量

1.2.4遥测和遥控性能余量

1.2.5测距性能余量

1.3通信系统设计控制

1.3.1设计控制表

1.3.2设计过程和性能准则选择

参考文献

第2章深空网: 功能性描述

2.1上行和下行载波操作

2.1.134m BWG地面站

2.1.270m(DSS-14和DSS-43)地面站

2.2无线电测量数据(多普勒和测距)

2.3双差分单向测距

2.4遥控处理和发送

2.5遥测解调和解码

2.6DSN性能

2.6.1天线增益

2.6.2发射功率

2.6.3系统噪声温度

2.6.4门限和极限值

参考文献

第3章“旅行者号”通信

3.1“旅行者号”星际任务描述

3.2通信功能性能概述

3.2.1上行链路

3.2.2下行链路

3.3探测器通信系统设计

3.3.1探测器通信系统概述

3.3.2调制解调子系统

3.3.3射频子系统

3.3.4S/X频段天线子系统

3.3.5通信系统输入功率和质量

3.4地面通信系统概述

3.4.1上行和下行链路载波操作

3.4.2遥控处理

3.4.3遥测处理

3.5通信系统性能示例

3.5.1设计控制表

3.5.2长期计划预测

3.6新型航天器和地面通信新技术

3.6.1航天器和通信链路设计方面与以往任务的比较

3.6.2探测器为了与天王星和海王星交会而做的改进

3.6.3地面系统性能改进

3.6.4地面显示和...

《深空通信》对NASA近几十年来较为典型的六个深空任务进行了细致总结,并着重介绍了相关深空通信系统的原理、性能及运行情况,对相关研究人员了解技术细节具有较大的帮助。