طراحی و شبیه‌سازی لینک رادیویی تله‌متری فضایی برای یک جسم پرنده با مانور سریع

مرزبان, شاهرخ; محامدپور, کمال

طراحی و شبیه‌سازی لینک رادیویی تله‌متری فضایی برای یک جسم پرنده با مانور سریع

نویسندگان

شاهرخ مرزبان

کمال محامدپور

چکیده

عملکرد بخش‌های مختلف اجسام پرنده همچون هواپیما، موشک و فضاپیما در حین مانورهای واقعی پرواز با سیستم تله‌متری آزمایش می‌شود. به منظور بررسی و بهبود اثرات مخرب مانورهایی که جسم پرنده در حین پرواز بر روی لینک رادیویی تله‌متری فضایی دارد، نیاز به دانستن زوایای ارتباطی لحظه‌ای بین آنتن گیرندة تله‌متری و آنتن فرستندة نصب‌شده برروی جسم پرنده است. بر اساس مقدار این زوایای ارتباطی میزان بهرة آنتن فرستنده و آنتن گیرنده در طول مسیر پرواز به‌دست خواهد آمد. البته در اکثر کارهای پژوهشی، به‌دلیل مجهز بودن گیرنده‌های تله‌متری به سیستم ردیاب خودکار جسم پرنده، بهرة آنتن گیرنده در طول زمان تست، ثابت فرض می‌شود. برای بررسی میزان بهبود ناشی از روش‌های کدینگ، مدولاسیون و سایر تکنیک‌های مخابراتی برروی لینک رادیویی تله‌متری فضایی به یک مدل مناسب از کانال واقعی تله‌متری نیاز است. در این مقاله با به‌کارگیری معادلات خاص ناوبری فضایی، ابتدا الگوریتمی برای محاسبة لحظه‌ای زوایای ارتباطی بین جسم پرنده و آنتن گیرنده در طول پرواز ارائه شده است و سپس با حل این معادلات مقدار توان لحظه‌ای دریافتی در گیرنده برای هر لحظه از پرواز به‌دست می‌آید. بر پایة این الگوریتم پیشنهادی و با شبیه‌سازی لینک رادیویی، در کل مسیر پرواز یک جسم پرندة فرضی، میزان احتمال خطای دادة دریافتی برای چندین محیط انتشار رایج تله‌متری فضایی به‌دست می‌آید.

کلیدواژه‌ها

تلهمتری فضایی

جسم پرنده

زوایای ارتباطی

کانال تلهمتری

نرخ خطای داده

Marzban, Sh. and Mohamedpoor, K., "Evaluation of Destructive Effects Created by Air Vehicle Maneuvering on Radio Link of Aeronautical Telemetry", The 17^th Iranian Conference on Electrical Engineering, Tehran, Iran, May 2009, 243-248.
Carden, F., Jedlicka, R., and Henry, R., Telemetry Systems Engineering. Artech House, London, 2002.
Lei, Q., and Rice, M., "Multipath channel model for over-water aeronautical telemetry", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,45, No. 2, 2009, pp. 735-742.
Rice, M., Davis, A., and Bettwieser, C., "A wideband channel model for aeronautical telemetry," IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,40, No. 1, 2004, pp. 57-69.
Lei, Q., and Rice, M., SHF channel modeling over sea-based test ranges, U.S. Air Force, Technical Report F04611-02-C-0020, Feb. 2007.
Rice, M., Dye, R., and Welling K., "Narrowband channel model for aeronautical telemetry," IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 36, No. 4, 2000, pp. 1371-1377.
Jensen, M., Rice, M., and Anderson, A., "Aeronautical telemetry using multiple-antenna transmitters," IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,43, No. 1, 2007, pp. 262-272.
Pedroza, M., "Antenna pattern evaluation for link analysis," In Proceedings of the International Telemetering Conference, San Diego, CA, Oct. 1996, pp.158-166.
Proakis J. G., Digital Communications, New York: McGraw-Hill, 1995.
Rogers, R. M., Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems, 3^rd, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2007.
Vanicek, P., Krakiwsky, E. J., Geodesy: The Concept, Second ed., North-Holland, 1986.
Reddemann, J., "Edwards range telemetry evaluation," In Proceedings of the International Test and Evaluation Association Conference, Lancaster, CA, 1997.
Balanis C. A., Antenna Theory: Analysis and Design, New York: Wiley, 1997.
Vinh, N. X., Flight Mechanics of High Performance Aircraft, Cambrideg University Press, 1995.
Lutz E., et al., "The land mobile satellite communications channel recording, statistics, and channel model," IEEE Transactions on Vehicular Technology, 40, May 1991, pp. 375-386.