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第一章 引论1

第一节 空间飞行器跟踪与通信的基本概念1

一、空间飞行器跟踪与通信系统的基本任务1

二、空间飞行器跟踪与通信系统的组成2

第二节 空间飞行器跟踪与通信的发展简史3

第二章 空间电波传播与天线5

第一节 引言5

第二节 电波传播的基本公式5

一、接收信号的功率6

二、天线增益与波束密度6

三、通信距离方程6

四、有效全向辐射功率EIRP7

第三节 电波传播损耗7

一、大气损耗8

二、降雨损耗10

三、极化误差损耗13

第四节 系统噪声17

一、热噪声的定义17

二、天线及接收机噪声22

第五节 降雨损耗的测量和预测模型25

一、降雨损耗的测量25

二、降雨损耗的预测方法28

第六节 天线及其系统参数30

一、辐射方向图、波束宽度和旁瓣30

二、指向性、增益和孔径效率32

三、天线方向性的数学模型36

第七节 天线系统的损耗41

一、天线的指向误差42

二、天线指向损耗与极化损耗43

三、天线馈线损耗44

第三章 空间飞行器跟踪与测控47

第一节 无线电跟踪系统概述47

一、系统介绍47

二、跟踪技术49

第二节 跟踪数据的应用50

一、导航50

二、射电科学56

第三节 测量技术57

一、测量装置57

二、系统误差控制61

第四节 测控系统71

一、空间飞行器的地面保障系统71

二、空间飞行器测控网76

三、载人航天地基测控系统78

第四章 跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）80

第一节 TDRSS系统概述80

一、发展过程及历史背景80

二、TDRSS的特点82

第二节 TDRSS总体介绍85

一、系统总体方案85

二、TDRSS的测轨能力87

三、TDRSS的通信能力89

四、捕获与交接95

第三节 中继卫星系统97

一、跟踪和数据中继卫星97

二、TDRSS地面站99

三、控制中心101

第四节 TDRSS通信设备102

一、引言102

二、通信分系统103

三、有效载荷设备104

四、性能要求106

第五节 空间飞行器远程通信接口109

一、用户／载荷109

二、载荷／空间飞行器／地面通信网110

三、端－端线路基本结构111

四、装舱载荷电气接口规范113

五、分离载荷电气规范和要求115

第六节 TDRSS远程通信接口116

一、用户飞行器轨道的覆盖116

二、频率安排117

三、用户业务118

四、前向线路信号119

五、反向线路信号121

第五章 空间飞行器通信线路123

第一节 引言123

第二节 通信线路的基本构成125

一、设备定义125

二、典型通信线路的构成126

第三节 通信线路设备130

一、飞行器与载荷之间的线路130

二、飞行器与地球站之间的线路132

第四节 空间飞行器通信线路模型136

第六章 信号的调制与编码138

第一节 引言138

第二节 信息的编码和预处理139

一、信号的脉冲传输139

二、数字信号的编码141

三、模拟信号的预处理144

第三节 载波与副载波调制145

一、数字调制及其性能145

二、副载波调制147

三、载波调制148

第四节 发射机功率分配156

一、调相信号功率分配156

二、PSK和QPSK的功率分配160

第五节 差错控制编码161

一、编码类型161

二、线性分组码162

三、卷积码的编码与维特比译码166

四、卷积码的序列译码172

五、差错控制编码的性能比较175

第七章 信号的接收与检测181

第一节 引言181

第二节 接收机信号噪声谱密度181

第三节 载波跟踪环183

一、残留载波跟踪环183

二、抑制载波跟踪环191

三、非平衡QPSK载波跟踪环200

四、PN码扩谱跟踪环203

第四节 载波和副载波解调210

一、相干载波解调210

二、PSK和QPSK副载波解调215

三、非相干FSK载波和副载波解调219

第五节 位同步与数据检测224

一、位同步误差和位同步损耗224

二、数据检测损耗232

第八章 空间飞行器通信线路设计237

第一节 引言237

第二节 通信线路设计238

一、接收信号功率与噪声谱密度238

二、系统性能裕度239

三、级联线路的考虑240

第三节 设计控制表242

一、线路设计方程242

二、典型的设计控制表242

第四节 设计容差245