radioelectronicsИзвестия высших учебных заведений России. РадиоэлектроникаJournal of the Russian Universities. Radioelectronics1993-89852658-4794Saint Petersburg Electrotechnical University10.32603/1993-8985-2018-21-3-5-14radioelectronics-229Research ArticleРАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПЕРЕДАЧИ, ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВRADIO ELECTRONIC FACILITIES FOR SIGNAL TRANSMISSION, RECEPTION AND PROCESSINGВыбор модуляционного формата и параметров сигнала спутникового высотомераChoice of Modulation Mode and Satellite-Based Radar Altimeter ParametersБоровицкийД. С.BorovitskyD. S.

Боровицкий Дмитрий Сергеевич – кандидат технических наук (2016), ведущий научный сотрудник . Автор 21 научной публикации. Сфера научных интересов – широкополосные системы радиолокации и радионавигации, теория сигналов.

пр. Обуховской Обороны, д.120, лит. ЕЦ, Санкт-Петербург, 192012.

Dmitry S. Borovitsky – Ph.D. in Engineering (2016), leading research fellow . The author of 21 scientific publications. Area of expertise: broadband radiolocation and radionavigation systems; signal theory.

120, Obukhovskoy Oborony Pr., bld. EC, 192012, St. Petersburg.

dmitry_nepogodin@mail.ruЖестеревА. Е.ZhesterevA. E.

Жестерев Александр Евгеньевич – кандидат технических наук (1982), начальник отдела . Автор 30 научных публикаций. Сфера научных интересов – радиолокация и радионавигация; теория связи.

пр. Обуховской Обороны, д.120, лит. ЕЦ, Санкт-Петербург, 192012.

Alexander E. Zhesterev – Ph.D. in Engineering (1982), Chief of the Department. The author of 30 scientific publications. Area of expertise: radiolocation and radionavigation systems; communication theory. 

120, Obukhovskoy Oborony Pr., bld. EC, 192012, St. Petersburg.

zhesterev@mail.ruИпатовВ. П.IpatovV. P.

Ипатов Валерий Павлович – доктор технических наук (1983), профессор (1985) кафедры радиотехнических систем. Заслуженный деятель науки РФ (2001), почетный радист СССР (1983). Автор более 300 научных работ. Сфера научных интересов – радиоэлектронная системотехника; статистическая теория связи; широкополосные системы радиолокации, радионавигации и передачи данных; теория сигналов. 

 

Valery P. Ipatov – D.Sc. in Engineering (1983), Professor (1985) of the Department of Radio Engineering Systems. Honored scientist of the RF (2001), honorable radioman of the USSR (1983). The author of more than 300 scientific publications. Area of expertise: radio-electronic system engineering; statistical communication theory; broadband radar, navigation and data systems; signal theory. 

5, Professor Popov Str., 197376, St. Petersburg.

ival1941@yandex.ruМамчурР. М.MamchurR. M.

Мамчур Руслан Михайлович – магистр техники и технологий по направлению "Радиотехника" (2015), аспирант и ассистент кафедры радиотехнических систем . Автор 10 научных публикаций. Сфера научных интересов – статистическая теория связи; широкополосные системы радиолокации, радионавигации и передачи данных; теория сигналов; техническая электродинамика. 

ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376.

Ruslan M. Mamchur – Master of Science in Radio Engineering (2015), post-graduate student and assistant of the Department of Radio Engineering Systems . The author of 10 scientific publications. Area of expertise: statistical communication theory; broadband radar, navigation and data systems; signal theory; technical electrodynamics. 

5, Professor Popov Str., 197376, St. Petersburg.

ruslan.mamchur@mail.ruАО "Российский институт радионавигации и времени".РоссияJSC "Russian Institute of Radionavigation and Time".Russian FederationСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина).РоссияSaint Petersburg Electrotechnical University "LETI" .Russian Federation20182806201803514Copyright © Боровицкий Д.С., Жестерев А.Е., Ипатов В.П., Мамчур Р.М., 20182018Боровицкий Д.С., Жестерев А.Е., Ипатов В.П., Мамчур Р.М.Borovitsky D.S., Zhesterev A.E., Ipatov V.P., Mamchur R.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://re.eltech.ru/jour/article/view/229

Спутниковым радиовысотомерам отводится ключевая роль в программах дистанционного зондирования Земли. Для достижения сантиметровой точности в рамках ограниченного энергоресурса зондирующий сигнал высотомера должен иметь частотно-временно́е произведение порядка десятков тысяч. В этих условиях два варианта угловой модуляции (линейная частотная и бинарная фазовая) равноценны по тактическим показателям. Предпочтение, отданное в современных зарубежных образцах линейной частотной модуляции, отражает стремление снизить требования к быстродействию цифрового процессора за счет возложения широкополосной обработки на аналоговую часть приемника. Вместе с тем возможности новейшей элементной базы позволяют реализовать цифровую обработку сигналов с полосой в сотни мегагерц и тем самым перейти на фазоманипулированные (ФМ) сигналы, свободные от таких недостатков, как чувствительность к уходам и дрейфам, жесткие требования к линейности закона модуляции и пр. В статье сопоставлены указанные варианты сигнальных форматов и даны рекомендации по выбору структуры и параметров ФМ-сигнала.

Satellite altimeters play a key role in Earth remote sensing programs. To attain a centimeter accuracy level within the limited energy budget the altimeter probing signal should have a processing gain of the order of tens of thousands. Un-der such circumstances both of the angle modulation modes (LFM, BPSK) are equivalent as for their tactical performance. Preference of LFM in modern foreign devices is based on the tendency to reduce demands to digital processing operation speed by transferring wide-band processing to the analog receiver part. However, modern circuitry capabilities allow to implement digital processing of the signals with the bandwidth of hundreds MHz, giving thereby the way to involving BPSK signals which are not that susceptible to various drifts and external disturbances, do not require frequency modulation super-linearity, etc. In the paper both modulation formats are compared and recommendations are given on how to choose the structure and parameters of BPSK signal.

cпутниковый высотомерзондирующий сигналсигнал с линейной частотной модуляциейфазоманипулированный сигналструктура приемникаsatellite altimeterprobing signalLFM signalPSK signalreceiver structureReferencesКомплексный спутниковый мониторинг морей России / О. Ю. Лаврова, А. Г. Костяной, С. А. Лебедев, М. И. Митягина, А. И. Гинзбург, Н. А. Шеремет. М.: ИКИ РАН, 2011. 480 с.Lavrova O. Yu., Kostianoy A. G., Lebedev S. A., Mitjagina M. I., Ginzburg A. I., Sheremet N. A. Kompleksny sputnikoviy monitoring morey Rossii [Complex Satellite Monitoring of the Russian Seas]. Moscow, ICI RAS, 2011, 480 p. (In Russian)Coastal Altimetry / ed. by S. Vignudelli, A. G. Kostianoy, P. Cipollini, J. Benveniste. Berlin: Springer, 2011. 565 p.Coastal Altimetry; ed. by S. Vignudelli, A. G. Kostianoy, P. Cipollini, J. Benveniste. Berlin, Springer, 2011, 565 p.Martin S. An Introduction to Ocean Remote Sensing. 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2014. 496 p.Martin S. An Introduction to Ocean Remote Sensing. 2nd ed. Cambridge, Cambridge University Press, 2014, 496 p.Satellite Altimetry and Earth Sciences. A Handbook of Techniques and Applications / ed. by L.-L. Fu, A. Cazenave. San Diego: Academic Press, 2001. 463 p.Satellite Altimetry and Earth Sciences. A Handbook of Techniques and Applications; ed. by L.-L. Fu and A. Cazenave. San Diego, Academic Press, 2001, 463 p.AltiKa: a Ka-Band Altimetry Payload and System for Operational Altimetry During the GMES Period / P. Vincent, N. Steunou, E. Caubet, L. Phalippou, L. Rey, E. Thouvenot, J. Verron // Sensors. 2006. Vol. 6. P. 208–234.Vincent P., Steunou N., Caubet E., Phalippou L., Rey L., Thouvenot E., Verron J. AltiKa: a Ka-band altimetry payload and system for operational altimetry during the GMES period. Sensors. 2006, vol. 6, pp. 208–234.Радиотехнические системы: учеб. для вузов / под ред. Ю. М. Казаринова. М.: Высш. шк., 1990. 496 с.Kazarinov Yu. M. Radiotehnicheskie sistemy: uchebnik dlja vuzov [Radio Electronic Systems: Textbook for High School]. Moscow, Vysshaya Shkola, 1990, 496 p. (In Russian)Бакулев П. А. Радиолокационные системы: учеб. для вузов. М.: Радиотехника, 2004. 320 с.Bakulev P. A. Radiolokatsionnye sistemy [Radiolocation Systems]. Moscow, Radiotekhnika, 2004, 320 p. (In Russian)Варакин Л. Е. Теория сложных сигналов. М.: Сов. радио, 1970. 376 с.Varakin L. E. Teoriya slozhnykh signalov [Theory of Wideband Signals]. Moscow, Sov. Radio, 1970, 376 p. (In Russian)Ипатов В. П. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения / пер. с англ. М.: Техносфера, 2007. 364 с.Ipatov V. P. Spread Spectrum and CDMA. Principles and Applications, John Wiley & Sons, 2005.Поиск эхосигнала спутникового высотомера / Д. С. Боровицкий, А. Е. Жестерев, В. П. Ипатов, Р. М. Мамчур // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2017. № 4. С. 27–32.Borovitsky D. S., Zhesterev A. E., Ipatov V. P., Mamchur R. M. Search of Echo-Signal of Satellite Altimeter. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Rossii. Radioelektronika [Journal of the Russian Universities. Radioelectronics]. 2017, no. 4, pp. 27–32. (In Russian)Синтез временно́го дискриминатора следящего контура измерения запаздывания спутникового высотомера / Д. С. Боровицкий, А. Е. Жестерев, В. П. Ипатов, Р. М. Мамчур // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2018. № 2. С. 5–11.Borovitsky D. S., Zhesterev A. E., Ipatov V. P., Mamchur R. M. Time Discriminator for Satellite Radar Altimeter Tracker System. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Rossii. Radioelektronika [Journal of the Russian Universities. Radioelectronics]. 2018, no. 2, pp. 5–11. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.