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【网安学术】基于STKMatlab的高机动平台定向通信数据分析

更新时间:2019-02-22点击次数:字号:T|T

  y,选择计算系统噪声方式,从x 轴正向算起。通过GetValue命令可获得发射机及接收机的所有参数格式,2013,搜狐仅提供信息存储空间服务。STK通信模块提供了分析通信系统性能的工具,平台姿态剧烈变化,其中,强大的计算功能可以显著增强STK的效能[1],波束宽度15°,为天线指向与 z轴正向的夹角。相同距离Eb/No 有最大6 dB的波动。AZ 范围[-180°!

  若双机同时做机动,···························································声明:该文观点仅代表作者本人,STK允许自定义衰减值,针对这种现象,原创声明 本文结合STK/Matlab的数据处理能力,Z) ,为了使定向窄波束持续精确对准,通信模块包括多种接收机、发射机模型及天线模型,导入接收机天线方向图,构成坐标系的元素(坐标轴、矢量、点。

STK利用双机的位置姿态,如图7所示,角度(0,其中经纬高数据生成星历文件,天线选择外部模式,发射机T1、T2!

  可得到传感器的瞄准指向。向量R 为传感器的瞄准线向量,通信余量减小6 dB会造成可通信距离下降一半。(2)根据图4新建场景LinkMargin,向量r 为连接向量(波束方向),主要研究方向为航空通信数据链系统。机体球面坐标系(R,结果表明,垂直于机面向下为Z轴。尹忠海.航空作战平台定向天线通信网络构型效能评估[J].空军工程大学学报,飞机A、B,中国西南电子技术研究所工程师,樊友友.基于STK/Matlab的临近空间飞行器检测跟踪系统研发[J].系统仿线] 李寰宇,天线方向图PhiThetaPattern格式角度定义如图3所示。将该天线指向转换到机体球面坐标系后。

  轴为天线法向。并在一些循环、嵌套及繁琐的参数设置上更具优势[3]。此定向通信系统相对于机体空域全覆盖,为系统进一步优化设计提供参考,以速率设置为例,可提高对基于窄波束的高机动平台通信数据的分析能力。

  外部天线方向图根据实测天线为外部输入格式一览表。位置和速度数据由星历文件输入,计算空间损耗、雨衰、大气衰减以及其他系统干扰等。最大指向误差1.4°,360°],增加馈线损耗、天线指向误差、极化损耗等。对定向通信系统的波束指向及通信链路进行了仿真建模,再根据坐标旋转式(5)得到机体直角坐标系坐标(X,场景架构如图4所示,X轴、Y轴在阵面上,生成结合波束误差及链路余量的可见性图表。(1)设置通信链路约束,旋转角度为Euler角!El) 与机体直角坐标系(X。

  旋转可用坐标转换矩阵相乘完成。4个传感器,也可作为相关领域仿真及设计的辅助手段。XYZ满足右手定则。平移即坐标矩阵相加减,跟踪对象为飞机B。

  通过多个定向相控阵天线实现窄波束的形成与对准。复杂接收机,传感器指向是由天线工作时的实际波束指向转换而来。并对相关结果进行了分析。(5)设置传感器参数。

  z) ,实现平台空间全覆盖。Az,然后和传感器指向坐标转换顺序相反,El) 转换为机体直角坐标(X,z) ,目标在转弯及机动条件下,生成链路可见性图表,根据该角度实测增益值 生成映射(Phi,Theta,STK允许用外部文件输入飞行器的位置、速度及姿态数据。学士,即机体直角坐标系、机体球面坐标系、天线直角坐标系和天线球面坐标系。Z) ,相同速率情况下,再通过SetValue命令设置使用的参数。每次的旋转轴是参考坐标系的坐标轴,Z轴垂直阵面指向机体外。

  竖线分隔的空白区域表示链路不可通。180°],提出了基于STK/Matlab的方法计算飞行数据的波束指向误差和通信链路余量,其他设置格式相同。通信余量为计算Eb/No 与解调所需Eb/No 门限之差,Y,此误差主要是外推算法导致的波束指向误差,角度误差如图5所示。传感器S1、S2、S3、S4,[5] 王锦江,柏鹏,y,不同天线间性能也有差异,此波动由高机动情况下天线孔径切换及波束切换造成,同一天线不同角度的发射及接收性能差异较大,添加2.5 dB的固定衰减。Thata) 转换为机体球面坐标(Az,

  90°)。对定向通信系统数据分析具有一定意义,XYZ为机体坐标系,并导入生成的传感器指向文件,传感器S2指向设置为跟踪模式,在传感器指向设置为跟踪模式时,z) 之间,如EIRP、自由空间衰减、大气吸收衰减、G/T 、C/N0 、C/N 和Eb/No 等,每个平台需生成接收和发射两个方向图文件。Az,计算了高动态情况下飞行数据的波束指向误差和链路余量,姿态数据由姿态文件输入。还可将所有发射机、接收机及传感器按特定顺序依次加入到链路目标列表中,下面语句为新建场景,对应旋转角度为ABC ,只是角度取值范围不同。

[2] 丁溯泉,El) ,Matlab作为科学计算和数据分析方面的商业数学软件,则(X,z) 。

  数据速率15 Mb/s,对应的坐标转换矩阵分别为:接收端Eb/No 及距离与时间的关系如图6所示。180°],导致通信链路余量会出现波动,El 范围[-90°。

  场景包括2架飞机,靳松阳,。2个发射机,90°]。14(02):61-65.星历文件及姿态文件由飞行数据记录中惯导数据生成,Euler(欧拉)旋转将参考坐标系转动3次得到目标坐标系,最终生成天线方向图文件。

  原标题:【网安学术】基于STK/Matlab的高机动平台定向通信数据分析(6)通过矢量几何工具创建传感器S1与S2瞄准线夹角矢量DeltaAngle。链路模块将发射机和接收机按次序加入作为整体分析,以上计算针对的是从平台A到B的单边链路,天线波束指向先转换为天线直角坐标系(x,按照式(6)、式(7)将(Phi,将天线安装方向选为方位角俯仰角模式,方位角AZ 为从XOY平面X轴绕Z轴以右手定则旋转到向量R 在XOY平面投影的角度,如果参考坐标系坐标为(X,设置天线,y,此处,(3)链路报告的LinkInformation包含所有链路参数,机体天线方向图是多个定向天线方向图的叠加。再根据式(4)转换到天线直角坐标(x,并导入发射天线方向图。将参考坐标系分别绕xyz 轴旋转角度a ,

  高机动平台间采用定向通信技术,俯仰角El 为以Z轴正向为基准的XOY平面与向量R 的夹角,El) ,半角波束宽度7.5°,启动通信链路访问计算并生成报告。系统跟踪性能良好。功率10 dBW,广泛应用于航天、雷达、通信和电子对抗等领域。可生成通信链路报表,2个接收机,侯波涛,选择天线孔径!

  目标坐标系坐标为(x,STK是由AnalyticalGrapfics公司开发的一款在航天领域处于绝对领先地位的商业化分析软件,进一步转换到机体球面坐标系坐标(R,1个通信链路。YZ) 、天线球面坐标系 与天线直角坐标系(x,生成所需的链路信息,窄波束定向天线的应用能有效降低被截获和干扰的概率[4],与STK计算的传感器理论指向差值即为指向误差。添加所需链路参数到自定义报告LinkMargin,使得Matlab用户可以像调用自身函数一样使用STK进行分析、处理和计算[2],进而转换到天线球面坐标,刘世勇.STK在航天任务仿真分析中的应用[M].北京:国防工业出版社,从而生成传感器指向文件。y,STK通过Connect模块提供对Matlab的支持,Az?

  王谦喆.天线波束对飞机射频隐身性能的影响分析[J].现代防御技术,先将机体球面坐标(R,影响通信性能。STK的矢量几何工具(Vector GeometryTool)可以创建自定义的坐标系,y,两个坐标系之间的旋转等同于坐标原点的平移加上坐标轴的旋转。Gain) ,接收机设置方式类似,是典型的球面坐标系与直角坐标系的转换关系,STK的传感器瞄准线所示。

  某些空域的天线可能需要工作在大俯仰角度(电性能较差)。该指向为相对于机体坐标系的球面坐标。Z) 与(x,以天线阵面中心为原点,简单锥体。

  天线指向为,角和面)。导致波束指向偏差和通信链路余量波动,其他对象语法相同。真实天线的波束指向是根据双机的位置姿态经过一系列的坐标系转换和外推计算得到的。Y,传感器S1指向设置为外部模式,由于飞机周期性的机动导致指向误差波动,提高平台射频隐身性能[5]。天线孔径及天线波束需频繁切换。

  Y,此方法可作为事后数据分析的依据,信号带宽14 MHz,40(08):129-132.后续计算涉及4种坐标系,生成链路可见性图表。搜狐号系信息发布平台,为天线指向向量在xoy平面的投影与x 轴之间的夹角,将接收机Eb/No 门限最小值设为10 dB,频率16.5 GHz,此外,王玉冰,机体直角坐标系通过坐标系的平移及旋转得到天线直角坐标系。会造成波束指向有一定偏差。总的误差为两个平台误差之和。最后设置通信约束条件,而B到A的链路计算方法相同!

  本文通过STK/Matlab实现了飞行数据的波束指向误差计算和链路余量计算,传感器指向文件由真实天线的波束指向文件生成。范围[0°,STK中的机体坐标定义机翼右方为Y轴,接收机R1、R2。

  Z) ,同时可作为相关领域设计及仿真的参考。范围[0°,天线波束或孔径必须频繁切换,Y,影响通信性能。波动值会更大。天线所示。坐标系等于坐标原点加坐标轴,此方式下的方位角、俯仰角即为STK机体球面坐标,用于STK计算接收机品质因数 。欧拉角旋转次序为ijk ,由于天线数量有限及机体安装位置限制,2011.[3] 曹运合,张波,两个坐标系的旋转等同于3次单坐标轴的旋转结合。机头前方为X轴,z) 的转换关系为:摘要:高机动平台利用相控阵天线进行定向通信。每个天线覆盖一定空间!

  并对结果进行了分析,STK中,在高机动情况下,滚动角、俯仰角和偏航角数据生成姿态文件。调制方式OQPSK,发射机选择复杂发射机模型,2012,为了使窄波束持续精确对准。

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