專利名稱：提高雙通道跟蹤接收機解調性能的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種航天航空領域，在高動態(tài)、極低信噪比條件下雙通道單脈沖體制跟蹤接收機實現角誤差信號解調的方法。
背景技術：
深空探測已經成為各航天大國21世紀航天領域的發(fā)展重點。其中，深空測控與傳統(tǒng)航天測控相比，顯示出極大的特殊性，其技術要求更為苛刻。深空測控地面站要接收幾億公里以外發(fā)來的信號，巨大的路徑損失使得信號到達地球時已十分微弱，信噪比達到 OdBHz 20dBHz，傳統(tǒng)測控信噪比最低為43dBHz。接收信號多普勒動態(tài)范圍也大大提高， 達到士MOOKHz，傳統(tǒng)測控接收信號多普勒動態(tài)范圍通常為士 180KHZ。在如此高的多普勒動態(tài)范圍，如此低的信噪比條件下，為了獲得較好的角誤差解調性能，實現天線對目標自跟蹤，必須對角跟蹤技術進行創(chuàng)新，以保證深空站的正常跟蹤?，F有技術跟蹤接收機實現時，通常對接收的和、差通道信號直接進行采樣，完成和信號捕獲后，與差信號相關、濾波解調輸出角誤差信號。在深空測控中，如果繼續(xù)沿用上述傳統(tǒng)設計方法，將面臨至少兩個方面的問題一，由于接收信號的高動態(tài)，對信號直接采樣處理，數字采樣時，接收信號的信噪比極低，難以保證信號的正常采樣；二，接收信號的高動態(tài)、極低信噪比給和信號的捕獲帶來很大的設計難度。

發(fā)明內容
為了在高動態(tài)極低信噪比條件下獲得更好的角誤差解調性能，本發(fā)明提供一種能有效提高跟蹤接收機輸入信號信噪比，降低跟蹤接收機設計難度，提高跟蹤接收機解調性能的處理方法。本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達到一種提高跟蹤接收機解調性能的方法，其特征在于包括如下步驟首先主接收機完成和信號的捕獲、鎖定，鎖定后將實時反映接收信號多普勒頻率的本振信號(S_D。。)及反映接收信號電平的自動增益控制(AGC)信號送入到跟蹤接收機的中頻信道盒內。在中頻信道盒內，本振信號(S_DJ經帶通濾波器BPF2 濾波后，與同步在IOMHz頻率基準上的中心頻率為&的信號相混頻，得到S_Dro'信號，完成本振信號(S』co)與IOMHz頻率基準的同步。跟蹤接收機和、差輸入信號(SE、SJ經帶通濾波器BPFl后的信號(S, , S/ )混頻與S_Dro'信號相混頻，去除和、差信號的多普勒頻率，通過窄帶濾波器進行極窄帶濾波，得到信號(Ssdk/、S邏')，實現和、差通道信號信噪比的提升；隨后AGC控制信號對(SSDa/ ,S.DC0')信號進行幅度歸一化得到信號(SsAre、
，送跟蹤接收機信號處理板完成角誤差提取。本發(fā)明相比于現有技術具有如下有益效果本發(fā)明在主接收機完成和信號捕獲、鎖定后，送出反映接收信號多普勒頻率的本振信號及反映接收信號電平的AGC控制信號，在跟蹤接收機中頻信道盒內，利用主接收機送來的本振信號與和、差輸入信號混頻，去除了信號多普勒頻率，在保證信號正常接收的前提下，最大限度地濾除帶外噪聲，可以極大地提高跟蹤接收機信號處理板的輸入信噪比，降低跟蹤接收機后端處理的難度，提高跟蹤接收機在極低信噪比條件下的角誤差解調輸出性能。本發(fā)明利用主接收機送來的AGC控制信號可以很方便的完成跟蹤接收機和、差信號的幅度歸一化處理，減小跟蹤接收機設計難度，大大簡化了跟蹤接收機的設計。


下面結合附圖和實施例對發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明提高跟蹤接收機解調性能的實現框圖。
具體實施例方式參閱圖1。在以下實施例中，本發(fā)明提供的在高動態(tài)、極低信噪比條件下雙通道單脈沖跟蹤體制的角誤差解調技術，是由跟蹤接收機中頻信道盒、信號處理板，在主接收機的協(xié)作下聯合實現的。主接收機首先完成和信號的捕獲和鎖定，鎖定后實時將反映接收信號多普勒頻率的本振信號(S_Dro)及接收信號電平的自動增益控制(AGC)信號送入到跟蹤接收機的中頻
信道盒內。在中頻信道盒，本振信號經帶通濾波器BPF2濾波，與同步在IOMHz頻率基準上的中心頻率為&的信號相混頻，通過帶通濾波器BPF3得到‘信號，完成本振信號與 IOMHz頻率基準的同步。跟蹤接收機和、差輸入信號(Ss、S,)經帶通濾波器BPFl后的信號 (Se' ,S/ )與S_DC0'信號相混頻，去除和、差信號的多普勒頻率，通過窄帶濾波器BPF4 進行極窄帶濾波，得到信號(Ssdk/ >S.DC0')，實現和、差通道信號信噪比的提升；隨后AGC 控制信號對(Ssra' >S.DC0')信號進行幅度歸一化控制得到信號(SSAe。、S,A(;。)，送跟蹤接收機信號處理板完成角誤差提取。和、差輸入信號(Ss、SJ的中心頻率為fIF，通過中心頻率為fIF，通帶帶寬為B的帶通濾波器BPFl進行濾波，得到信號(S,、S,‘ )，B的選擇依據是接收信號的帶寬及多普勒動態(tài)范圍，在保證信號正常接收的前提下最大限度的濾除帶外噪聲；本振信號的中心頻率為fd，通過中心頻率為fd，通帶帶寬為B'的帶通濾波器BPF2進行濾波，B'的選擇依據是接收信號的多普勒動態(tài)范圍，在保證信號正常接收的前提下最大限度的濾除帶外諧波。本振信號經帶通濾波器BPF2濾波后，再與中心頻率為&的信號相混頻的信號，通過中心頻率為fdcl(fdtl = f0+fd或fd(l = f0-fd)，帶寬為B'的帶通濾波器BPF3，濾除帶外諧波。S_DC0'信號與和、差通道S, ,S/信號混頻，去除和、差信號的多普勒頻率，通過中心頻率為fIF' (fIF' = fIF-fd0或fd(rfIF)，通帶帶寬為B1，B1 << B的窄帶濾波器進行極窄帶濾波，得到Ssdk/ ,S.DC0'信號。AGC信號是由主接收機通過內部或外部連線送來，該控制信號對和、差通道 Sedco' >S.DC0'信號進行幅度歸一化得到Ss Ae。、S,Ae。信號，和差信號的幅度歸一化處理是雙通道跟蹤接收機必須的處理過程，使得角誤差解調輸出僅反應天線偏離目標的角度，而與距離目標的遠近無關。跟蹤接收機信號處理板接收經中頻信道盒處理后的和、差信號，完成角誤差解調算法的實現，具體的解調算法需要根據相應的信號類型選擇相應的通用解調算法，不是本技術發(fā)明的重點關注內容，在此不再詳述。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些變更和改變應視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種提高雙通道跟蹤接收機解調性能的方法，其特征在于包括如下步驟首先主接收機完成和信號的捕獲、鎖定，鎖定后將實時反映接收信號多普勒頻率的本振信號(s_Dro) 及反映接收信號電平的自動增益控制(AGC)信號，送入到跟蹤接收機的中頻信道盒內；在中頻信道盒內，本振信號經帶通濾波器BPF2濾波，與同步在IOMHz頻率基準上的中心頻率為fo的信號相混頻，通過帶通濾波器BPF3得到S DC0'信號，完成本振信號與IOMHz頻率基準的同步。跟蹤接收機和、差輸入信號(SE、SJ經帶通濾波器BPFl后的信號(S, ,S/ ) 與S_Da/信號相混頻，去除和、差信號的多普勒頻率，通過窄帶濾波器BPF4進行極窄帶濾波，得到信號(SSDa/ > S.DC0')，實現和、差通道信號信噪比的提升；隨后AGC控制信號對 (Sedco'、S邏')信號進行幅度歸一化，得到信號(SSAe。、S,Ae。)，送跟蹤接收機信號處理板完成角誤差提取。
2.如權利要求1所述的提高雙通道跟蹤接收機解調性能的方法，其特征在于，和、差輸入信號的中心頻率為fIF，通過中心頻率為fIF，通帶帶寬為B的帶通濾波器BPFl進行濾波， B的選擇依據是接收信號的帶寬及多普勒動態(tài)范圍，在保證信號正常接收的前提下最大限度的濾除帶外噪聲。
3.如權利要求1所述的提高雙通道跟蹤接收機解調性能的方法，其特征在于，本振信號的中心頻率為fd，通過中心頻率為fd、通帶帶寬為B'的帶通濾波器BPF2進行濾波，B' 的選擇依據是接收信號的多普勒動態(tài)范圍，在保證信號正常接收的前提下最大限度的濾除帶外諧波。
4.如權利要求1所述的提高雙通道跟蹤接收機解調性能的方法，其特征在于，本振信號經帶通濾波器BPF2濾波，再與中心頻率為&的信號相混頻，得到的信號通過中心頻率為 fd0(fd0 = f。+fd或fd。= fcrfd)，帶寬為B'的帶通濾波器BPF3，濾除帶外諧波。
5.如權利要求1所述的提高雙通道跟蹤接收機解調性能的方法，其特征在于，極窄帶濾波器BPF4的中心頻率為fIF' (fIF' = fIF-fd0或fdQ-fIF)，通帶帶寬為Bi，Bl << B。
6.如權利要求1所述的提高雙通道跟蹤接收機解調性能的方法，其特征在于，AGC信號是由主接收機通過內部或外部連線送來，該控制信號對和差通道Ssra' , S.DC0'信號進行幅度歸一化，得到S Σ AGC, S.AGC信號。
全文摘要
本發(fā)明提出一種提高雙通道跟蹤接收機解調性能的方法，可以提高跟蹤接收機的輸出信噪比，降低設計難度。本發(fā)明通過下述技術方案予以實現首先主接收機完成和信號的捕獲、鎖定，鎖定后將實時反映接收信號多普勒信息的本振信號(S_DCO)及自動增益控制(AGC)信號送入跟蹤接收機中頻信道盒，本振信號按照設計的頻率關系同步在10MHz頻率基準上，同步后的信號(S_DCO′)與跟蹤接收機和、差輸入信號混頻，去除和、差信號的多普勒頻率，并進行極窄帶濾波，AGC信號對和、差通道信號進行幅度歸一化得到信號(S∑AGC、S△AGC)，送跟蹤接收機信號處理板完成角誤差提取。極窄帶濾波極大地提高了跟蹤接收機信號處理板輸入端的信噪比，有助于提高角誤差解調性能。
文檔編號H04B1/7077GK102332934SQ20111015016
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權日2011年6月3日
發(fā)明者仇三山 申請人:中國電子科技集團公司第十研究所