航天器内超宽带无线信道模型研究

发布时间：2024-06-01 00:40

　　超宽带无线技术取代有线通信有助于降低航天器的重量与发射成本。相比传统窄带通信,超宽带无线通信具有抗干扰能力强的优势,是航天器轻小型化的重要技术储备。针对航天器内无线通信的信道特点,采用射线追踪与一致性几何绕射理论相结合的方法,探究了航天器内部结构对于信道特性的影响。仿真结果表明,内部空间的增加导致更宽的时延扩展;非视距传播相对于视距传播会导致更严重的路径损耗与时延扩展。同时,通过搭建超宽带通信实验系统并在航天器模型内部进行测试,验证了在航天器内部进行超宽带无线通信的可行性与可靠性。

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【部分图文】：

图1模拟小型航天器模型

利用WirelessInSite研究小型航天器内部体积对信道特性的影响,需要先绘制航天器的3D模型,设置相应的材料特性参数。分别建立长1.8m宽1.8m高1.8m、长2m宽2m高2m、长2.2m宽2.2m高2.2m、长2.4m宽2.4m高2.4m的航天器模型,模型材料选择金属材....

图2不同体积航天器模型的多径功率剖面

图1中蓝色方块表示发射机,红色方块表示接收机。发射机与接收机均位于航天器模型中心线,间隔1m。经过仿真得到四个不同体积航天器模型的多径功率剖面如图2所示。由图2可知,接收机处的接收能量主要集中在最先到达的若干多径分量上,且第一条多径分量的幅度最大。随着航天器体积增大,多径分量到达....

图3视距传输与非视距传输的航天器模型

为了研究视距(lineofsight,LOS)与非视距(non-lineofsight,NLOS)的传播环境对信道特性的影响,分别建立两个相同体积的小型航天器模型,长2m宽2m高2m。在其中一个模型内部添加墙壁作为遮挡,制造非视距环境,发射机与接收机分布于墙壁两侧。墙壁材....

图4不同传播环境下的路径增益空间分布

图中绿色方块表示发射机,红色方块表示接收机。经过仿真得到不同航天器模型内部的路径增益与时延扩展的空间分布如图4、图5所示。图5不同传播环境下的平均附加时延扩展空间分布

本文编号：3985311