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火星信道衰落特性对信号传输的影响

杜艺颖  
【摘要】:在开展火星探测任务的过程中,近火段通信环境会对火星轨道器和火星着陆器之间传播的无线电波信号产生一定程度的衰落,因此研究火星信道的衰落特性对无线电波传播的影响尤为重要。本文研究了近火段火星通信信道环境对无线电波传播的影响,重点研究了火星电离层、火星大气、火星云雾和火星沙尘对无线电波通信信道的衰落作用机理。首先基于NASA和欧空局过去40多年的火星探测任务获得的探测数据,从中提取出影响无线电波传播的火星环境参数;然后通过与近地段环境参数的比较,明确了火星电离层衰落、火星大气衰落、火星云雾衰落以及火星沙尘衰落对无线电波传播的影响模型,详细计算了近火段通信的四个常用频段-UHF、S、X和Ka下的无线电波衰落的取值范围;最后参考近地段通信链路模型,结合近火段的信道衰落特性,对通信链路模型中的衰落值进行理论分析和修正,提出了适合火星星体段通信的信道模型,并采用NASA的实际探测数据进行了模型的验证。本文研究分析了火星信道衰落特性对无线电波传播的影响,分析总结了近火段通信信道环境信息,确定了近火段的通信信道模型,仿真计算出常用频段的衰落范围,为火星探测的通信系统设计和通信链路的复核复算提供了参照。


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