太阳风湍流强闪烁信道下BPSK误码率闭式近似
2021-09-02杨露露胡圣波莫金容蔡嘉楠
电波科学学报 2021年4期
杨露露 胡圣波,2 莫金容 蔡嘉楠
(1. 贵州师范大学智能信息处理研究所,贵阳 550001;2. 国家空间科学中心,北京 100190)
引 言
过去几十年,人类对太阳观测的散射和无线电掩星实验主要集中在S波段、X波段和Ka波段[1-4],即将发射的太阳风-磁层相互作用全景成像卫星(solar wind magnetosphere ionosphere link explorer,SMILE)工作频段采用的也是X波段[5]. 以往的太阳观测实验表明,工作在这些频段的深空探测器发送的无线电波穿过太阳日冕时,由于受到太阳风湍流的影响,地面接收到的遥测信号会出现幅度闪烁、谱展宽和时延等现象.
事实上,当无线电波在深空中传播时,接收信号产生闪烁现象,都是由太阳日冕向外发出的充满行星际空间的等离子体流折射率的随机性引起的.从本质上看,太阳风具有湍流特性,其扰动的能谱呈现出湍流理论所描述的幂律谱形式[6-7]. 但是太阳风湍流不同于过去学术界熟悉的流体湍流,其本质仍只能通过航天器发射的无线电信号穿过太阳风,分析、反演接收信号得到[4,8]. 从这一点看,研究太阳风湍流信道对太阳观测无疑具有很重要的价值,同时有助于深空遥测系统的分析和设计.
目前,许多研究者致力于研究太阳闪烁对深空通信链路的影响. Feria等人利用太阳闪烁对X和Ka波段信号的影响观测数据,首次提出了拟合太阳闪烁指数模型[9],为Rician信道模型下链路性能的计算提供了潜在的应用[10]. Morabito等人阐述了卡西尼号2000年在太阳上合期间的太阳闪烁效应对电波传播影响的研究[11]. 文献……
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