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目前大多数导航系统的工作频段主要集中在L频段,并且导航信号在L频段的中心频点相近或完全重合,使得频段资源过度拥挤,不同信号之间的协调和兼容难度增加。为了解决导航频段资源紧张的问题,ITU划分CN频段(5010-5030MHz)供卫星无线电导航使用。由于CN频段是一个尚未被使用的频段,因此对该频段进行导航信号设计时不需要考虑同带内其他导航信号的干扰和兼容问题,但是必须考虑同其他相邻业务频段的射频干扰问题。射电天文系统频段(4990-5000MHz)和微波着陆系统频段(5030-5150MHz)与CN频段相邻,尤其是射电天文系统对外界的电磁干扰较敏感,因此,评估分析CN频段导航信号同相邻系统的射频兼容性问题,是利用CN频段开展导航业务首先要考虑和解决的问题。 目前,ITU针对这一问题在相关文件中规定了满足射电天文系统等业务需求的兼容判别准则,但是对于兼容评估的具体实现方法和实施步骤并未给出细化说明,国内外目前的有关评估也仅限于在ITU准则基础上进行一定的化简而进行粗略的评估,因此,ITU有关判决准则的进一步实施尚缺乏完整的理论和评估工具的支撑。基于此,本文通过深入研究CN频段导航信号的特点及其兼容性能,在ITU兼容判别准则的基础上,给出了CN频段导航信号射频兼容评估的具体实现策略,弥补了目前该频段射频兼容评估理论的有关空缺。同时本文通过选择几种旁瓣衰减较大的信号作为CN频段导航信号,对其射频兼容性能进行仿真和分析,并进一步对其码跟踪性能、抗多径性能、抗干扰性能等接收性能进行全面比较和分析,最终给出适合CN频段的信号优选建议。 论文的主要研究内容如下: (1)对CN频段的国内外研究现状以及空间传输特性、适合CN频段的导航信号调制方式等进行研究,分析CN频段自由空间损耗,电离层延时以及雨衰特性等,研究了几种旁瓣衰减较大的信号调制方式,为后续研究CN频段射频兼容性能及其他性能提供一定的理论基础。 (2)对CN频段的射频兼容性能评估方法进行研究。在研究CN频段导航信号同射电天文系统的兼容性能评估方法中,基于ITU的兼容评估准则,利用STK工具,进一步给出较为详细的兼容评估步骤。同时给出CN频段导航信号与微波着陆系统的兼容性评估方法。 (3)基于本文研究给出的射频兼容评估方法,进一步对CN频段导航信号同射电天文系统和微波着陆系统的兼容性能进行了仿真并给出分析结果。尤其是针对射电天文系统,根据GSO卫星星座和非GSO卫星星座两种不同情况,分别给出满足射频兼容性能的CN频段导航信号优选形式以及射频干扰时间分布情况。 (4)CN频段导航信号在工程应用中除了保证其射频兼容性能以外,同时必须保证具备良好的接收性能。论文最后对CN频段导航信号的接收性能,包括码跟踪性能、抗多径性能、抗干扰性能等方面进行研究,给出相关的仿真和分析结果。 本文的研究内容填补了目前CN频段射频兼容评估理论在具体实施方法和实现工具方面的空缺,为未来无线电导航在CN频段的业务拓展提供信号优选、射频兼容评估等方面的技术支持,同时对于射电天文等相邻系统在业务工作中选取合适的观测时段、提高观测数据质量方面提供参考。