随着直升机制造技术的不断发展,其在飞行性能方面的能力不断提高,并且因其快速灵活的特点,逐渐在战场支援、武装侦察等军事方面及医疗救护、消防救火、抢险救灾、交通管理等公共行业中得到了大量应用,因此研究直升机卫星通信,具有重要的价值。针对直升机飞行过程中旋翼掠过天线时造成的信号深衰落,实现直升机和地面的不间断通信,需要对直升机信道特性、传输体制、大动态环境下的解调同步等相关技术进行深入研究。针对直升机上述的几个特点,本论文提出一种抗旋翼遮挡的卫星通信传输方案,并在方案中对相关技术进行了理论分析和仿真。本文的主要内容及成果包括:1、对直升机卫星通信系统基本组成及特点进行了分析,在此基础上通过FEKO几何建模/电磁仿真,对Ku及Ka频段下的信道特性进行了建模和仿真。2、研究直升机旋翼遮挡信道下的缝隙通信技术,在此基础上提出了适合本课题的缝隙通信传输体制,前向链路采用基于物理层编码的传输体制,对其进行帧格式适应性设计后,具有对飞机机型不敏感的优点。返向链路采用物理层编码+喷泉编码传输方案,可适应多种机型,支持多种调制编码方式,效率较高。3、针对直升机飞行速度以及飞行加速带来的多普勒频移与多普勒频移变化率对解调的影响进行了分析和研究,并对多普勒效应对定时估计、帧捕获、载波跟踪等算法模块的影响进行了仿真和分析,在此基础上提出了最大似然估计算法+卡尔曼滤波算法频率估计及跟踪算法,仿真结果表明了其正确性及可行性。4、针对信号会被直升机旋翼周期性遮挡,解调器接收端信号功率及信噪比会在大动态范围内变化这一特点,定时误差检测算法采用归一化误差检测算法,根据检测出的定时相位误差,通过内插电路直接内插出最佳采样点,误差检测精度与信号幅度无关。开环载波恢复电路采用逐帧处理的方式对载波相位进行估计,通过相位内插的方式逐帧恢复数据载波,由于相位检测算法提取的为数据绝对相位,与信号幅度无关。因此,适用于信号电平动态变化较大的应用环境。5、针对直升机卫星通信系统分别给出了软件实现方案和硬件实现方案,并在已实现的硬件平台上按照测试方案进行了测试,测试结果满足相关指标要求。