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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.1.1 航天技术概述1

1.1.2 航天测控技术概述2

1.1.3 船载微波统一测控系统概述2

1.2 航天测控主要协议和标准6

1.2.1 IRIG标准6

1.2.2 ESA标准7

1.2.3 CCSDS标准8

1.3 无线电测控系统的发展历程9

1.3.1 航天无线电测控系统的发展9

1.3.2 船载无线电测控系统的发展13

1.4 微波统一测控系统的组成、原理及对外信息接口14

1.4.1 系统组成14

1.4.2 工作原理17

1.4.3 对外信息接口18

1.5 微波统一测控系统的特点和关键技术19

1.5.1 特点19

1.5.2 关键技术20

1.6 微波统一测控系统的应用和发展趋势25

1.6.1 应用25

1.6.2 发展趋势27

参考文献29

第2章 基本理论与基础技术30

2.1 电波传输和频率选择30

2.1.1 选择原则30

2.1.2 测控频率的选择33

2.2 信标雷达方程及参数计算34

2.2.1 信标雷达方程35

2.2.2 信标功率计算36

2.2.3 天线参数计算36

2.3 测控信号的调制与解调44

2.3.1 概述44

2.3.2 数字信号对副载波的调制与解调45

2.3.3 副载波对载波的调制与解调46

2.4 锁相环技术49

2.4.1 锁相环的基本原理49

2.4.2 锁相环路在相干解调技术中的应用57

2.5 频率合成器62

2.5.1 概述62

2.5.2 DDS的基本原理63

2.5.3 DDS的设计结构及工作原理64

2.6 软件无线电技术基础65

2.6.1 软件无线电的概念66

2.6.2 信号采样理论68

2.6.3 抽取与内插69

2.6.4 A/D和D/A技术71

2.6.5 数字信号正交变换73

2.6.6 数字滤波76

2.6.7 数字分离／合成技术78

2.7 极化分集合成技术80

2.7.1 概述80

2.7.2 信号合成方式80

2.7.3 微波统一测控系统中常用的极化分集合成技术81

参考文献87

第3章 总体设计88

3.1 信号设计88

3.1.1 基带信号的设计88

3.1.2 副载波组合方式的选择89

3.1.3 射频信号的设计91

3.2 频率流程92

3.2.1 S频段系统的频率流程92

3.2.2 C频段系统的频率流程93

3.2.3 X频段系统的频率流程93

3.3 系统信道电平计算及功率分配94

3.3.1 系统信道电平计算94

3.3.2 系统工作门限电平计算97

3.3.3 功率分配101

3.4 干扰抑制107

3.4.1 非线性失真107

3.4.2 混频干扰111

3.4.3 减小干扰和非线性失真的措施113

3.5 系统捕获116

3.5.1 PM/PM的系统捕获过程116

3.5.2 FM/PM的系统捕获过程117

3.5.3 扩频测控的系统捕获过程117

3.5.4 测控数传一体化的系统捕获过程119

3.5.5 捕获时间119

3.6 天线合建及多目标跟踪测量120

3.6.1 天馈线合用技术120

3.6.2 船载USB双点频跟踪链路设计127

3.6.3 船载USB多目标测量链路设计129

3.6.4 码分多址多目标测控技术130

3.7 电磁兼容设计131

3.7.1 基本概念131

3.7.2 电磁干扰三要素131

3.7.3 电磁干扰的抑制132

3.8 可靠性设计134

3.8.1 系统可靠性典型指标135

3.8.2 系统可靠性模型的建立与分析135

3.8.3 系统可靠性预计与分配136

3.8.4 可靠性设计准则138

参考文献142

第4章 天馈与跟踪测角技术143

4.1 天线跟踪测角系统概述143

4.1.1 组成与原理143

4.1.2 基本要求144

4.1.3 工作方式145

4.2 跟踪测角体制146

4.2.1 圆锥扫描跟踪体制146

4.2.2 振幅比较单脉冲跟踪体制148

4.3 天线技术152

4.3.1 天线类型152

4.3.2 天线结构154

4.3.3 天线座结构155

4.4 馈线技术157

4.4.1 馈源喇叭157

4.4.2 馈电网络157

4.5 伺服传动装置161

4.5.1 伺服传动装置设计要求161

4.5.2 典型负载分析161

4.5.3 伺服传动装置的机构设计164

4.5.4 传动链的传动精度164

4.6 船载伺服控制技术166

4.6.1 船载伺服控制的作用与特点166

4.6.2 船载伺服控制系统的组成与工作原理167

4.6.3 方位—俯仰型天线的正割补偿169

4.6.4 船载伺服控制系统的主要技术指标170

4.6.5 船载伺服控制系统稳态指标计算173

4.7 目标前馈技术174

4.7.1 动态滞后误差分析175

4.7.2 复合控制的基本原理177

4.7.3 目标前馈的实现方法182

4.8 船摇稳定技术184

4.8.1 陀螺稳定技术184

4.8.2 干扰补偿的基本原理187

4.8.3 船摇前馈的实现方法188

参考文献191

第5章 测距技术192

5.1 概述192

5.2 侧音测距193

5.2.1 信号设计193

5.2.2 侧音的组合方式193

5.2.3 侧音测距的设计194

5.3 伪码测距197

5.3.1 伪码的概念及其性质197

5.3.2 伪码测距的原理203

5.3.3 伪码测距的设计204

5.4 音码混合测距208

5.4.1 侧音＋伪码混合测距技术208

5.4.2 侧音＋序列码混合测距技术208

5.5 扩频测距技术210

5.5.1 相干扩频测距210

5.5.2 非相干扩频测距212

5.6 测距精度分析214

5.6.1 侧音测距精度分析214

5.6.2 音码混合测距精度分析216

5.6.3 相干扩频测距精度分析216

5.6.4 非相干扩频测距精度分析217

参考文献217

第6章 测速技术218

6.1 多普勒测速原理218

6.1.1 多普勒频率的产生过程218

6.1.2 多普勒频率测速的方法220

6.2 多普勒频率测量技术221

6.3 扩频测控体制测速技术224

6.3.1 相干扩频测速技术224

6.3.2 非相干扩频测速技术224

6.4 测速精度分析226

6.4.1 双向相干载波多普勒测速精度分析226

6.4.2 扩频测速精度分析227

参考文献228

第7章 遥测技术229

7.1 概述229

7.1.1 遥测的定义和作用229

7.1.2 遥测系统的组成和工作原理229

7.1.3 遥测系统的分类和发展230

7.1.4 遥测技术在船载微波统一测控系统中的应用232

7.2 遥测信号的基本理论232

7.2.1 脉冲调制233

7.2.2 基本数字信号调制236

7.3 遥测信道编译码技术239

7.3.1 概述239

7.3.2 卷积码与Viterbi译码244

7.3.3 RS码246

7.3.4 级联码249

7.3.5 Turbo码249

7.3.6 LDPC码251

7.3.7 MSD＋TPC技术253

7.3.8 遥测加解扰规则257

7.4 遥测功能设计258

7.4.1 标准TT＆C遥测功能258

7.4.2 PCM-FM遥测功能267

7.4.3 数传功能271

7.5 分包遥测278

7.5.1 分包遥测概念278

7.5.2 源包与传送帧结构279

参考文献281

第8章 遥控技术282

8.1 概述282

8.1.1 遥控的基本概念282

8.1.2 遥控的分类282

8.1.3 遥控的工作过程283

8.2 遥控体制284

8.2.1 差错控制体制284

8.2.2 调制体制285

8.2.3 信道体制286

8.3 遥控指令种类和发送方式286

8.3.1 指令信息的种类286

8.3.2 遥控指令信息的发送方式286

8.3.3 遥控的环回比对288

8.3.4 遥控指令码的组成288

8.4 遥控信道编译码技术289

8.4.1 信道的差错图样289

8.4.2 遥控中常用的编码类型290

8.5 遥控功能设计293

8.5.1 遥控功能组成293

8.5.2 遥控工作方式293

8.5.3 遥控指令格式设计295

8.6 分包遥控299

8.6.1 分包遥控的概念和产生的背景299

8.6.2 分包遥控的结构299

8.6.3 分包遥控与传统遥控的区别301

参考文献303

第9章 扩频测控技术304

9.1 扩频测控技术原理304

9.1.1 扩频测控的基本概念304

9.1.2 扩频测控的主要性能指标305

9.1.3 扩频测控的特点307

9.2 扩频测控的基本方式309

9.2.1 直接序列扩频310

9.2.2 跳频扩频312

9.2.3 混合扩频315

9.3 相干直接序列扩频测控技术316

9.3.1 工作原理316

9.3.2 相干扩频测控工作模式设计317

9.4 非相干直接序列扩频测控技术320

9.4.1 工作原理320

9.4.2 非相干扩频测控工作模式设计322

9.5 非相干DS/FH混合扩频测控技术324

9.5.1 工作原理324

9.5.2 扩跳频测控工作模式设计326

9.6 测控数传一体化技术334

9.6.1 工作原理334

9.6.2 测控数传一体化设计335

参考文献342

第10章 系统标校技术343

10.1 概述343

10.2 角度标校技术345

10.2.1 角度标校的原理345

10.2.2 测角系统误差修正模型346

10.2.3 测角系统误差系数标定352

10.3 距离零值标校技术356

10.3.1 距离零值标校的原理和方法356

10.3.2 PM/PM体制及相干扩频距离零值标校358

10.3.3 FM/PM体制距离零值标校359

10.3.4 非相干扩频距离零值标校361

10.3.5 扩跳频距离零值标校361

10.3.6 测控数传一体化距离零值标校362

10.4 相位标校技术363

10.4.1 相位标校的原理364

10.4.2 有塔相位标校365

10.4.3 偏馈无线相位标校366

10.4.4 有线闭环相位标校366

10.4.5 信标球相位标校367

10.4.6 同步星相位标校367

10.4.7 扩频测控相位标校368

10.4.8 海上相位标校368

10.5 海上标校新技术369

10.5.1 快速校相技术369

10.5.2 星体标校技术372

10.5.3 动态标校技术377

10.5.4 卫星标校技术379

参考文献381