航天发射遥测遥控数据通信系统的抗干扰研究

论文摘要

靶场地面的电子设备很多,除了对运载火箭进行跟踪、外测、遥测等测控设备,还有短波电台、微波、等通信设备以及雷达等气象系统设备。这些设备组成庞大,型号不一,在同一区域,可能出现光学设备、雷达、遥测、遥控设备集中在一起的情况,造成靶场电磁环境非常复杂。同时由于航天系统对这些设备的工作可靠性要求很高,使得如何有效解决靶场电磁干扰问题显得极为重要。如何有效地提高发射场的抗干扰能力,需要探索出一种科学的方法和模式,发射场的电磁干扰和电磁兼容性研究对于确保发射成功具有重要意义。本文从抗干扰技术及电磁兼容在航天发射的应用研究出发,对航天测控领域的电磁干扰问题及电磁兼容技术进行理论分析,分别从软件抗干扰技术和硬件抗干扰技术两方面详细分析了抗干扰技术及电磁兼容在航天发射的应用,论述在靶场中综合应用屏蔽技术、接地技术、滤波技术、静电放电保护措施、机动车辆干扰控制等硬件抗干扰技术以及常用的软件抗干扰技术可以有效提高靶场设备的电磁兼容性。并针对西昌卫星发射场的实际情况,对发射场区的电子设备的干扰特性进行了理论分析,并在对发射场设备间电磁兼容进行预测分析的基础上,进行了航天发射场的电磁兼容试验研究。传统的电磁兼容试验要求所有的系统设备都参加,以检验它们同时工作的电磁兼容性,本文在以往试验的基础上,初步总结和探讨了一种试验模式,通过预分析减少不必要的参试设备数量,减少技术协调,缩短试验周期。在观察参试系统设备工作的同时加入电磁频谱监测,以利于干扰查找及排除。并在电磁兼容预分析的基础上,对航天发射场的电磁环境进行了电磁兼容试验研究,说明目前西昌卫星发射场测控、通信、气象电子设备间具有良好的电磁兼容性。本文在对发射场区的电子设备的干扰特性进行了理论分析的基础上提出解决靶场电磁兼容性的措施,在以往试验的基础上,初步总结和探讨了一种试验模式,优化了电磁兼容试验流程,并对航天发射场的电磁环境进行了电磁兼容试验研究,对我国航天测控领域在电磁兼容应用上的不足提出建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景与意义
• 1.2 航天测控系统的发展与现状
• 1.2.1 航天测控通信系统的发展
• 1.2.2 我国航天测控技术现状
• 1.2.3 未来航天测控通信技术的发展
• 1.3 现行统一测控系统的分析
• 1.4 本章小结
• 2 航天发射中的电磁干扰及电磁兼容
• 2.1 引言
• 2.2 电磁干扰及防护
• 2.2.1 电磁干扰及其作用机理
• 2.2.2 电磁干扰防护技术
• 2.3 电磁兼容技术及在航天领域的应用
• 2.3.1 电磁兼容的概念
• 2.3.2 有关EMC 组织和机构
• 2.3.3 EMC 的标准和规范
• 2.4 航天测控领域的电磁干扰问题及电磁兼容技术的应用
• 2.4.1 航天测控系统的电磁环境
• 2.4.2 电磁兼容在航天发射中的应用发展
• 2.5 本章小结
• 3 航天发射抗干扰技术及电磁兼容的应用
• 3.1 引言
• 3.2 测控系统中的软件抗干扰技术
• 3.2.1 输入/输出通道软件抗干扰技术
• 3.2.2 数据采集误差的软件抗干扰技术
• 3.2.3 程序执行过程中的软件抗干扰技术
• 3.2.4 软件延时技术
• 3.2.5 扩频技术
• 3.3 硬件抗干扰技术
• 3.3.1 静电放电保护措施
• 3.3.2 屏蔽技术
• 3.3.3 接地与搭接技术
• 3.3.4 滤波技术
• 3.4 本章小结
• 4 航天发射中的电磁兼容研究
• 4.1 引言
• 4.2 发射场区测控、通信、气象系统电子设备的干扰特性分析
• 4.2.1 接收机
• 4.2.2 发射机
• 4.2.3 雷达
• 4.2.4 计算机数据处理系统
• 4.3 抗干扰技术及电磁兼容在靶场测控仪器中的应用
• 4.3.1 系统之间电磁兼容性技术的应用
• 4.3.2 测控设备内部电磁兼容性技术的应用
• 4.3.3 对环境电磁干扰的抑制措施
• 4.4 航天发射场电磁兼容试验
• 4.4.1 发射场电磁兼容试验的必要性和复杂性
• 4.4.2 发射场电磁兼容预分析
• 4.4.3 发射场电磁兼容试验
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读工程硕士学位期间发表的论文
• B. EMI 与EMC 的相关国家军用标准