نویسندگان
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
عنوان مقاله [English]
Designing and Simulating the Aeronautical Telemetry Radio Link for an Air Vehicle with Fast Maneuver
نویسندگان [English]
- SH. Marzban
- K. Mohamedpour
چکیده [English]
Aeronautical telemetry system is applied to real flight conditions and movements so as to test the efficiency of different parts of an air vehicle such as an airplane, a missile, and a space shuttle during the flight. In order to study, determine and lessen the deleterious effects of the air vehicle's flight maneuvers upon the aeronautical telemetry radio link, an urgent need for measuring the instantaneous communication angles between the telemetry receiver antenna and the transmitter antenna mounted on the air vehicle is highlighted. In the context of the values of these instantaneous communication angles, the gain from the telemetry receiver antenna and from the transmitter antenna throughout the flight trajectory can be obtained. It should be noted that in most previous studies, however, the gain from the receiver antenna during the test has been assumed to remain constant because the telemetry receivers have been provided with a system of auto-tracking the air vehicles. In order to study the improvements suggested by using coding, modulation, and other communication techniques and methods in the aeronautical telemetry radio link, a suitable model of real telemetry canal should be developed. By use of particular aeronautical navigation equations, the present paper is going to first develop an algorithm for measuring the instantaneous communication angles between the telemetry receiver antenna and the air vehicle during the flight. The equations are thus solved. After working out the equations, the value of the instantaneous power received by the receiver at any instant of the flight can be determined. On the basis of the suggested algorithm and through the simulation of the radio link (along the entire flight trajectory of an assumed air vehicle) the probability of the bit error rate of the collected data for some propagation environment of aeronautical telemetry can be found.
کلیدواژه‌ها [English]
- aeronautical telemetry
- air vehicle
- communication angles
- telemetry channel
- bit error rate
- Marzban, Sh. and Mohamedpoor, K., "Evaluation of Destructive Effects Created by Air Vehicle Maneuvering on Radio Link of Aeronautical Telemetry", The 17th 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, 3rd, 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.
)