用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器及捕獲跟蹤方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，包括檢波器、自適應(yīng)低通濾波器、DDS控制器、AD數(shù)據(jù)采集模塊、粗捕獲模塊、FFT實(shí)時(shí)處理模塊、功率比較模塊、噪聲采集模塊、均衡濾波器、精捕獲模塊以及失鎖判別器；其中，檢波器、自適應(yīng)低通濾波器、粗捕獲模塊依次連接；粗捕獲模塊還連接到DDS控制器、精捕獲模塊；DDS控制器、AD數(shù)據(jù)采集模塊、FFT實(shí)時(shí)處理模塊依次連接，F(xiàn)FT實(shí)時(shí)處理模塊還連接到功率比較模塊、均衡濾波器；功率比較模塊還連接到精捕獲模塊；均衡濾波器還與精捕獲模塊連接，精捕獲模塊還與失鎖判別器連接；噪聲采集模塊通過(guò)FFT實(shí)時(shí)處理模塊與功率比較模塊連接。
【專利說(shuō)明】用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器及捕獲跟蹤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波遙感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器及捕獲跟蹤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有源定標(biāo)系統(tǒng)是一種星載雷達(dá)地面在軌定標(biāo)設(shè)備，為星載雷達(dá)提供標(biāo)準(zhǔn)已知的點(diǎn)目標(biāo)回波信號(hào)。星載雷達(dá)通過(guò)接收此標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)來(lái)修正自身系統(tǒng)的延時(shí)測(cè)量等誤差，從而實(shí)現(xiàn)星載雷達(dá)在軌絕對(duì)定標(biāo)。
[0003]有源定標(biāo)系統(tǒng)要建立與星載雷達(dá)的星地連接，必須準(zhǔn)確接收星載雷達(dá)的信號(hào)，并將有源定標(biāo)系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)發(fā)射到星載雷達(dá)的接收窗。傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)發(fā)型有源定標(biāo)系統(tǒng)由于沒(méi)有捕獲跟蹤器不能跟蹤星載雷達(dá)信號(hào)，僅實(shí)現(xiàn)對(duì)星載雷達(dá)信號(hào)的接收、放大和直接轉(zhuǎn)發(fā)，所以為了保證有源定標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)能夠進(jìn)入星載雷達(dá)接收窗口內(nèi)，需要在試驗(yàn)開(kāi)展之前根據(jù)預(yù)測(cè)的星載雷達(dá)飛行高度和信號(hào)發(fā)射間隔等參數(shù)計(jì)算出該有源定標(biāo)系統(tǒng)要求的布設(shè)地點(diǎn)的準(zhǔn)確高度，在軌測(cè)試期間，必須將該類型有源定標(biāo)系統(tǒng)固定安裝在星載雷達(dá)波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的這一特定高程處，以確保定標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)能夠進(jìn)入星載雷達(dá)接收窗□。
[0004]由于沒(méi)有捕獲跟蹤器，傳統(tǒng)的有源定標(biāo)系統(tǒng)對(duì)接收到的星載雷達(dá)信號(hào)不能進(jìn)行基帶變換及頻譜分析處理，不能對(duì)信號(hào)進(jìn)行重建。另外，沒(méi)有捕獲跟蹤器的有源定標(biāo)系統(tǒng)發(fā)射延時(shí)是相對(duì)固定的，無(wú)法自由調(diào)節(jié)，所以對(duì)于這種的有源定標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)必須固定，在雷達(dá)一個(gè)回歸周期內(nèi)，僅有一次在軌定標(biāo)的時(shí)機(jī)。
[0005]目前，國(guó)內(nèi)外的星載雷達(dá)在軌定標(biāo)均使用的是直接轉(zhuǎn)發(fā)型有源定標(biāo)系統(tǒng)，跟蹤捕獲器還沒(méi)有真正用于有源定標(biāo)系統(tǒng)中，因此，定標(biāo)機(jī)動(dòng)性差，定標(biāo)周期長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)時(shí)獲取定標(biāo)的數(shù)據(jù)，也無(wú)法對(duì)信號(hào)進(jìn)行重建。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中尚缺乏可直接用于有源定標(biāo)系統(tǒng)的捕獲跟蹤器的缺陷，從而提供用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，包括檢波器1、自適應(yīng)低通濾波器2、DDS控制器3、AD數(shù)據(jù)采集模塊4、粗捕獲模塊5、FFT實(shí)時(shí)處理模塊6、功率比較模塊7、噪聲采集模塊8、均衡濾波器9、精捕獲模塊10以及失鎖判別器11 ;其中，
[0008]所述檢波器1、自適應(yīng)低通濾波器2、粗捕獲模塊5依次連接；所述粗捕獲模塊5還連接到DDS控制器3、精捕獲模塊10 ;所述DDS控制器3、AD數(shù)據(jù)采集模塊4、FFT實(shí)時(shí)處理模塊6依次連接，所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊6還連接到功率比較模塊7、均衡濾波器9 ;所述功率比較模塊7還連接到精捕獲模塊10 ;所述均衡濾波器9還與精捕獲模塊10連接，所述精捕獲模塊10還與失鎖判別器11連接；噪聲采集模塊8通過(guò)FFT實(shí)時(shí)處理模塊6與功率比較模塊7連接。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述粗捕獲模塊5從所述自適應(yīng)低通濾波器2接收經(jīng)過(guò)濾波后的檢波信號(hào)后，由該檢波信號(hào)的上升沿觸發(fā)粗捕獲模塊5開(kāi)始接收計(jì)時(shí)，接收N+1個(gè)檢波脈沖，時(shí)間間隔依次計(jì)為tp t2......tN,如果abs (tN-tN_!) <tx, tx是根據(jù)星地關(guān)系和實(shí)驗(yàn)條件估算值，則停止接收計(jì)數(shù)，將時(shí)間反饋給所述DDS控制器3，作為粗捕獲的延遲時(shí)間基準(zhǔn)；然后根據(jù)功率比較器7的比較結(jié)果判斷粗捕獲是否成功，如果粗捕獲成功，則結(jié)束粗捕獲過(guò)程，將延遲記為td并輸出給精捕獲模塊10，如果粗捕獲不成功，則以為時(shí)間基準(zhǔn)進(jìn)行滑動(dòng)搜索，直到粗捕獲成功，將延遲td輸出給精捕獲模塊10 ;其中，+滑動(dòng)搜索的改變值，若未做滑動(dòng)搜索，則所述滑動(dòng)搜索的改變值為O。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊6對(duì)進(jìn)入接收窗的第N個(gè)脈沖進(jìn)行實(shí)時(shí)FFT處理，得到實(shí)時(shí)的FFT地址addrN和FFT功率Psn ；FFT地址addrN和FFT功率Psn分別輸出給均衡濾波器9和功率比較器7 ;此外，所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊6在噪聲采集的時(shí)序內(nèi)，對(duì)采集的噪聲進(jìn)行FFT實(shí)時(shí)處理，得到噪聲功率PNX。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述噪聲采集模塊8控制噪聲信號(hào)通過(guò)接收通道，然后由有源定標(biāo)系統(tǒng)中的IQ正交解調(diào)器14做正交解調(diào)，由有源定標(biāo)系統(tǒng)中的低通濾波器15做低通濾波，接著由有源定標(biāo)系統(tǒng)中的AD數(shù)據(jù)采集模塊4做AD采集，最后由所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊6做實(shí)時(shí)FFT，得到噪聲功率PNX，所得到的噪聲功率PNx輸出給功率比較器7。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述功率比較器7用于將從所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊6收到的FFT功率Psn以及噪聲功率？隊(duì)進(jìn)行比較，如果Psn>10*PNxJU認(rèn)為所述粗捕獲模塊5粗捕獲成功，否則粗捕獲失?。凰龉β时容^器7將比較操作的結(jié)果傳輸給所述精捕獲模塊10。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述精捕獲模塊10根據(jù)功率比較模塊7所輸出的比較結(jié)果，決定是否啟動(dòng)精捕獲的過(guò)程；一旦啟動(dòng)精捕獲過(guò)程，該模塊對(duì)由均衡濾波器9接收的濾波后的FFT地址addr進(jìn)行篩選,得到精捕獲地址,進(jìn)而轉(zhuǎn)換為時(shí)間ts,所述時(shí)間ts與從粗捕獲模塊5得到的延遲td —起控制所述DDS控制器3。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述DDS控制器3在粗捕獲的過(guò)程中，以時(shí)間、的上升沿或時(shí)間
tN之后的每一個(gè)脈沖的上升沿為時(shí)間基準(zhǔn)，以“ tji^ ”或“+滑動(dòng)搜索的改變值”
為延時(shí)，設(shè)置接收去斜窗的位置，直到粗捕獲成功；在精捕獲的過(guò)程中，根據(jù)精捕獲模塊10所返回的延遲td與ts之和不斷補(bǔ)償接收去斜窗的位置，使有源定標(biāo)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地接收星載雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)；最后，根據(jù)星載雷達(dá)接收和發(fā)射的時(shí)序關(guān)系，DDS控制模塊3生成有源定標(biāo)系統(tǒng)的發(fā)射時(shí)序，并控制有源定標(biāo)系統(tǒng)的發(fā)射。
[0015]上述技術(shù)方案中，所述失鎖判別器11用于對(duì)數(shù)字捕獲跟蹤器是否發(fā)生跟蹤失鎖進(jìn)行判別，若所述精捕獲模塊10多次接收不能得到精捕獲地址addr j,或者所述功率比較器7多次功率比較的結(jié)果不符合Psn>10*PNx，則認(rèn)為發(fā)生跟蹤失鎖，需要對(duì)星載雷達(dá)信號(hào)重新捕獲跟蹤。
[0016]本發(fā)明還提供了基于所述的用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器所實(shí)現(xiàn)的捕獲跟蹤方法，包括:[0017]步驟I)、在一獨(dú)立的噪聲采集過(guò)程中，有源定標(biāo)系統(tǒng)接收機(jī)前端12將接收的噪聲信號(hào)輸出給噪聲采集模塊8，所述噪聲采集模塊8控制噪聲信號(hào)通過(guò)接收通道，然后由IQ正交解調(diào)器14做正交解調(diào)，由低通濾波器15做低通濾波，接著由AD數(shù)據(jù)采集模塊4做AD采集，最后由FFT實(shí)時(shí)處理模塊6做實(shí)時(shí)FFT，得到噪聲功率PNX，所得到的噪聲功率PNx輸出給功率比較器7 ;
[0018]步驟2)、有源定標(biāo)系統(tǒng)接收機(jī)前端12接收到星載雷達(dá)的射頻信號(hào)后，首先由檢波器I進(jìn)行檢波、由自適應(yīng)低通濾波器2進(jìn)行自適應(yīng)低通濾波，然后由粗捕獲模塊5做粗捕獲過(guò)程；在粗捕獲過(guò)程中，粗捕獲模塊5不斷地向DDS控制器3輸出粗捕獲的延遲時(shí)間基準(zhǔn)，以調(diào)整去斜接收窗的位置，從而控制去斜混頻器13進(jìn)行去斜變頻操作，去斜后的信號(hào)由IQ正交解調(diào)器14做正交解調(diào)，由低通濾波器15做低通濾波，接著由AD數(shù)據(jù)采集模塊4做AD采集，最后由FFT實(shí)時(shí)處理模塊6做實(shí)時(shí)FFT，得到信號(hào)功率PSN，將信號(hào)功率Psn輸出給功率比較器7 ；
[0019]步驟3)、所述功率比較器7判斷PNx與Psn的功率關(guān)系，確定粗捕獲是否成功，如果不成功，由粗捕獲模塊5繼續(xù)做滑動(dòng)搜索，重新執(zhí)行步驟2)，直到粗捕獲成功，如果成功，將延遲記為td并輸出給精捕獲模塊10，由精捕獲模塊10繼續(xù)做精捕獲操作；
[0020]步驟4)、精捕獲模塊10篩選均衡濾波器9得到的FFT地址，對(duì)符合條件的精捕獲地址進(jìn)行時(shí)頻變換，得到ts ;最后將ts與從粗捕獲模塊5得到的延遲td —起控制DDS控制器3，調(diào)整去斜接收窗的位置，控制去斜混頻器13進(jìn)行去斜變頻操作，去斜后的信號(hào)由IQ正交解調(diào)器14做正交解調(diào)，由低通濾波器15做低通濾波，接著由AD數(shù)據(jù)采集模塊4做AD采集，最后由FFT實(shí)時(shí)處理模塊6做實(shí)時(shí)FFT，得到跟蹤地址；
[0021]步驟5)、如果不失鎖，步驟4)的精捕獲過(guò)程一直重復(fù)，數(shù)字捕獲跟蹤器穩(wěn)定工作，如果失鎖，重新執(zhí)行步驟I)。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0023]1、本發(fā)明的數(shù)字捕獲跟蹤器具有星載雷達(dá)信號(hào)的跟蹤功能，在軌定標(biāo)試驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)需事先計(jì)算定標(biāo)系統(tǒng)的布設(shè)高程，只需將定標(biāo)系統(tǒng)放置在星載雷達(dá)信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的任意位置處，即可進(jìn)行在軌測(cè)試，大大降低了定標(biāo)設(shè)備對(duì)布設(shè)場(chǎng)地的要求，使設(shè)備布設(shè)更加機(jī)動(dòng)靈活；
[0024]2、在星載雷達(dá)的回歸周期內(nèi)，本發(fā)明的數(shù)字捕獲跟蹤器可在星載雷達(dá)信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的任意位置處實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)位的布設(shè)，使得定標(biāo)試驗(yàn)周期大大縮短，在星載雷達(dá)一個(gè)回歸周期內(nèi)，可以在相鄰衛(wèi)星軌道上分別進(jìn)行在軌試驗(yàn)，提高了試驗(yàn)效率，增強(qiáng)了定標(biāo)結(jié)果的時(shí)效性；
[0025]3、具有轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的重建功能，通過(guò)對(duì)接收的星載雷達(dá)信號(hào)的頻譜分析，能夠準(zhǔn)確計(jì)算重建的轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的起始觸發(fā)時(shí)刻，重建一組與星載雷達(dá)信號(hào)的發(fā)射時(shí)間間隔完全匹配的射頻脈沖并發(fā)射給星載雷達(dá)，保證發(fā)射的轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)準(zhǔn)確進(jìn)入星載雷達(dá)的接收窗口，大大提高了在軌定標(biāo)試驗(yàn)的成功率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明的數(shù)字捕獲跟蹤器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的數(shù)字捕獲跟蹤器的工作過(guò)程圖。[0028]附圖標(biāo)記
[0029]1檢波器2自適應(yīng)低通濾波器
[0030]3DDS控制器4AD數(shù)據(jù)采集模塊
[0031]5粗捕獲模塊6FFT實(shí)時(shí)處理模塊
[0032]7功率比較模塊8噪聲采集模塊
[0033]9均衡濾波器10精捕獲模塊
[0034]11失鎖判別器12有源定標(biāo)系統(tǒng)接收機(jī)前端
[0035]13去斜混頻器14IQ正交調(diào)制器
[0036]15低通濾波器16數(shù)字捕獲跟蹤器
[0037]17有源定標(biāo)系統(tǒng)接收機(jī)組成部分
【具體實(shí)施方式】
[0038]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0039]參考圖1，本發(fā)明的數(shù)字捕獲跟蹤器包括檢波器1、自適應(yīng)低通濾波器2、DDS控制器3、AD數(shù)據(jù)采集模塊4、粗捕獲模塊5、FFT實(shí)時(shí)處理模塊6、功率比較模塊7、噪聲采集模塊8、均衡濾波器9、精捕獲模塊10以及失鎖判別器11。其中，檢波器1、自適應(yīng)低通濾波器
2、粗捕獲模塊5依次連接；所述粗捕獲模塊5還連接到DDS控制器3、精捕獲模塊10 ;所述DDS控制器3、AD數(shù)據(jù)采集模塊4、FFT實(shí)時(shí)處理模塊6依次連接，F(xiàn)FT實(shí)時(shí)處理模塊6還連接到功率比較模塊7、均衡濾波器9 ;所述功率比較模塊7還連接到精捕獲模塊10 ;所述均衡濾波器9還與精捕獲模塊10連接，所述精捕獲模塊10還與失鎖判別器11連接；噪聲采集模塊8與功率比較模塊7連接。
[0040]本發(fā)明的數(shù)字捕獲跟蹤器應(yīng)用于有源定標(biāo)系統(tǒng)，其與有源定標(biāo)系統(tǒng)中的接收機(jī)配合使用，具體的說(shuō)，與數(shù)字捕獲跟蹤器配合使用的器件包括:有源定標(biāo)系統(tǒng)接收機(jī)前端12、去斜混頻器13、IQ正交解調(diào)器14與低通濾波器15 ;所述的有源定標(biāo)系統(tǒng)接收機(jī)前端12分別連接到檢波器1、去斜混頻器13、噪聲采集模塊8、失鎖判別器11 ;所述去斜混頻器13還與DDS控制器3、IQ正交解調(diào)器14連接；所述IQ正交解調(diào)器14還連接到低通濾波器15，所述低通濾波器15還與AD數(shù)據(jù)采集模塊4連接。
[0041]下面對(duì)本發(fā)明的數(shù)字捕獲跟蹤器中的各個(gè)部件的功能進(jìn)行說(shuō)明。
[0042]所述檢波器1用于對(duì)所接收到的信號(hào)進(jìn)行檢波，得到信號(hào)的包絡(luò)，該包絡(luò)為基帶的方波信號(hào)。
[0043]所述自適應(yīng)低通濾波器2用于對(duì)所接收到的信號(hào)做自適應(yīng)的低通濾波，濾除脈沖寬度不符合要求的雜波脈沖，同時(shí)按所述粗捕獲模塊5的反饋要求，濾除所有不在時(shí)序考慮范圍內(nèi)的脈沖信號(hào)，得到經(jīng)過(guò)濾波的檢波信號(hào)。
[0044]所述AD數(shù)據(jù)采集模塊4用于采集基帶正交信號(hào)。
[0045]所述粗捕獲模塊5接收經(jīng)過(guò)濾波的檢波信號(hào)，生成粗捕獲的延遲時(shí)間基準(zhǔn)并傳輸給DDS控制器3，若粗捕獲成功，還需將延遲td輸出給精捕獲模塊10。具體的說(shuō)，粗捕獲模塊5從自適應(yīng)低通濾波器2接收經(jīng)過(guò)濾波后的檢波信號(hào)后，由該檢波信號(hào)的上升沿觸發(fā)粗捕獲模塊5開(kāi)始接收計(jì)時(shí)，接收N+1個(gè)檢波脈沖，時(shí)間間隔依次計(jì)為t2……tN，如果abs (W1) <tx (其中的tx是根據(jù)星地關(guān)系和實(shí)驗(yàn)條件估算值，它的準(zhǔn)確性將決定跟蹤
捕獲器的跟蹤速率)，則停止接收計(jì)數(shù)，將時(shí)間
【權(quán)利要求】
1.一種用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，其特征在于，包括檢波器(I)、自適應(yīng)低通濾波器(2)、DDS控制器(3)、AD數(shù)據(jù)采集模塊(4)、粗捕獲模塊(5)、FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6)、功率比較模塊(7)、噪聲采集模塊(8)、均衡濾波器(9)、精捕獲模塊(10)以及失鎖判別器(11);其中， 所述檢波器(I)、自適應(yīng)低通濾波器(2)、粗捕獲模塊(5)依次連接；所述粗捕獲模塊(5 )還連接到DDS控制器(3 )、精捕獲模塊(10 );所述DDS控制器(3 )、AD數(shù)據(jù)采集模塊(4 )、FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6 )依次連接，所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6 )還連接到功率比較模塊(7 )、均衡濾波器(9);所述功率比較模塊(7)還連接到精捕獲模塊(10);所述均衡濾波器(9)還與精捕獲模塊(10)連接，所述精捕獲模塊(10)還與失鎖判別器(11)連接；噪聲采集模塊(8)通過(guò)FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6)與功率比較模塊(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，其特征在于，所述粗捕獲模塊(5)從所述自適應(yīng)低通濾波器(2)接收經(jīng)過(guò)濾波后的檢波信號(hào)后，由該檢波信號(hào)的上升沿觸發(fā)粗捕獲模塊(5)開(kāi)始接收計(jì)時(shí)，接收N+1個(gè)檢波脈沖，時(shí)間間隔依次計(jì)為ti>t2......tN,如果abs (tN-tN_!) <tx, tx是根據(jù)星地關(guān)系和實(shí)驗(yàn)條件估算值,則停止接收計(jì)數(shù)，將時(shí)間^反饋給所述DDS控制器(3)，作為粗捕獲的延遲時(shí)間基準(zhǔn)；然后根據(jù)功率比較器(7)的比較結(jié)果判斷粗捕獲是否成功，如果粗捕獲成功，則結(jié)束粗捕獲過(guò)程，將延遲記為td并輸出給精捕獲模塊10，如果粗捕獲不成功，則以為時(shí)間基準(zhǔn)進(jìn)行滑動(dòng)搜索，直到粗捕獲成功，將延遲td輸出給精捕獲模塊(10);其中，+滑動(dòng)搜索的改變值，若未做滑動(dòng)搜索，則所述滑動(dòng)搜索的改變值為O。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述`的用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，其特征在于，所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6)對(duì)進(jìn)入接收窗的第N個(gè)脈沖進(jìn)行實(shí)時(shí)FFT處理，得到實(shí)時(shí)的FFT地址addrN和FFT功率Psn ；FFT地址addrN和FFT功率Psn分別輸出給均衡濾波器(9)和功率比較器(7);此外，所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6)在噪聲采集的時(shí)序內(nèi)，對(duì)采集的噪聲進(jìn)行FFT實(shí)時(shí)處理，得到噪聲功率PNX。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，其特征在于，所述噪聲采集模塊(8)控制噪聲信號(hào)通過(guò)接收通道，然后由有源定標(biāo)系統(tǒng)中的IQ正交解調(diào)器(14)做正交解調(diào)，由有源定標(biāo)系統(tǒng)中的低通濾波器(15)做低通濾波，接著由有源定標(biāo)系統(tǒng)中的AD數(shù)據(jù)采集模塊(4)做AD采集，最后由所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6)做實(shí)時(shí)FFT，得到噪聲功率PNx，所得到的噪聲功率PNx輸出給功率比較器(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，其特征在于，所述功率比較器(7)用于將從所述FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6)收到的FFT功率Psn以及噪聲功率卩隊(duì)進(jìn)行比較，如果Psn>10*PNxJU認(rèn)為所述粗捕獲模塊(5)粗捕獲成功，否則粗捕獲失??；所述功率比較器(7 )將比較操作的結(jié)果傳輸給所述精捕獲模塊(10 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，其特征在于，所述精捕獲模塊(10)根據(jù)功率比較模塊(7)所輸出的比較結(jié)果，決定是否啟動(dòng)精捕獲的過(guò)程；一旦啟動(dòng)精捕獲過(guò)程，該模塊對(duì)由均衡濾波器(9)接收的濾波后的FFT地址addr進(jìn)行篩選，得到精捕獲地址，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為時(shí)間ts，所述時(shí)間ts與從粗捕獲模塊(5)得到的延遲td一起控制所述DDS控制器(3 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，其特征在于，所述DDS控制器(3)在粗捕獲的過(guò)程中，以時(shí)間tN的上升沿或時(shí)間tN之后的每一個(gè)脈沖的上升沿為時(shí)間基準(zhǔn)，以”或“+滑動(dòng)搜索的改變值”為延時(shí)，設(shè)置接收去斜窗的位置，直到粗捕獲成功；在精捕獲的過(guò)程中，根據(jù)精捕獲模塊(10)所返回的延遲、與％之和不斷補(bǔ)償接收去斜窗的位置，使有源定標(biāo)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地接收星載雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)；最后，根據(jù)星載雷達(dá)接收和發(fā)射的時(shí)序關(guān)系，DDS控制模塊(3)生成有源定標(biāo)系統(tǒng)的發(fā)射時(shí)序，并控制有源定標(biāo)系統(tǒng)的發(fā)射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器，其特征在于，所述失鎖判別器(11)用于對(duì)數(shù)字捕獲跟蹤器是否發(fā)生跟蹤失鎖進(jìn)行判別，若所述精捕獲模塊(10)多次接收不能得到精捕獲地址addrj，或者所述功率比較器(7)多次功率比較的結(jié)果不符合Psn>10*PNx，則認(rèn)為發(fā)生跟蹤失鎖，需要對(duì)星載雷達(dá)信號(hào)重新捕獲跟蹤。
9.基于權(quán)利要求1-8之一所述的用于在軌有源定標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字捕獲跟蹤器所實(shí)現(xiàn)的捕獲跟蹤方法，包括: 步驟I)、在一獨(dú)立的噪聲采集過(guò)程中，有源定標(biāo)系統(tǒng)接收機(jī)前端(12)將接收的噪聲信號(hào)輸出給噪聲采集模塊(8)，所述噪聲采集模塊(8)控制噪聲信號(hào)通過(guò)接收通道，然后由IQ正交解調(diào)器(14)做正交解調(diào)，由低通濾波器(15)做低通濾波，接著由AD數(shù)據(jù)采集模塊(4)做AD采集，最后由FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6)做實(shí)時(shí)FFT，得到噪聲功率PNx，所得到的噪聲功率PNx輸出給功率比較器(7)； 步驟2)、有源定標(biāo)系統(tǒng)接收機(jī)前端(12)接收到星載雷達(dá)的射頻信號(hào)后，首先由檢波器(I)進(jìn)行檢波、由自適應(yīng)低通濾波`器(2)進(jìn)行自適應(yīng)低通濾波，然后由粗捕獲模塊(5)做粗捕獲過(guò)程；在粗捕獲過(guò)程中，粗捕獲模塊(5)不斷地向DDS控制器(3)輸出粗捕獲的延遲時(shí)間基準(zhǔn)，以調(diào)整去斜接收窗的位置，從而控制去斜混頻器13進(jìn)行去斜變頻操作，去斜后的信號(hào)由IQ正交解調(diào)器(14)做正交解調(diào)，由低通濾波器(15)做低通濾波，接著由AD數(shù)據(jù)采集模塊(4)做AD采集，最后由FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6)做實(shí)時(shí)FFT，得到信號(hào)功率Psn，將信號(hào)功率Psn輸出給功率比較器(7)； 步驟3)、所述功率比較器(7)判斷PNx與Psn的功率關(guān)系，確定粗捕獲是否成功，如果不成功，由粗捕獲模塊(5)繼續(xù)做滑動(dòng)搜索，重新執(zhí)行步驟2)，直到粗捕獲成功，如果成功，將延遲記為td并輸出給精捕獲模塊(10)，由精捕獲模塊(10)繼續(xù)做精捕獲操作； 步驟4)、精捕獲模塊(10)篩選均衡濾波器(9)得到的FFT地址，對(duì)符合條件的精捕獲地址進(jìn)行時(shí)頻變換，得到ts ;最后將ts與從粗捕獲模塊(5)得到的延遲td —起控制DDS控制器(3)，調(diào)整去斜接收窗的位置，控制去斜混頻器(13)進(jìn)行去斜變頻操作，去斜后的信號(hào)由IQ正交解調(diào)器(14)做正交解調(diào)，由低通濾波器(15)做低通濾波，接著由AD數(shù)據(jù)采集模塊(4)做AD采集，最后由FFT實(shí)時(shí)處理模塊(6)做實(shí)時(shí)FFT，得到跟蹤地址； 步驟5)、如果不失鎖，步驟4)的精捕獲過(guò)程一直重復(fù)，數(shù)字捕獲跟蹤器穩(wěn)定工作，如果失鎖，重新執(zhí)行步驟I)。
【文檔編號(hào)】G01S7/40GK103675779SQ201310728010
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】趙飛, 劉鵬, 郭偉, 王彩云, 萬(wàn)珺之, 蔡朋飛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心