航天器扩频测控应答机伪码跟踪环设计

为了满足直接序列扩频体制下航天器测控应答机的需求,对伪码跟踪环进行了研究. 提出了一种新的全数字伪码跟踪环：采用新的超前滞后鉴别器,再生伪码相位精确可控的伪码发生器,环路自适应调整相关间距和环路带宽,解决了伪码跟踪环的入锁时间、收敛范围与跟踪精度之间的矛盾,并采用分时复用的方式实现鉴别、滤波等计算功能. 仿真和实测结果均验证了研究的有效性,已成功应用于某航天工程.     

Research of Frequency Discriminator on Frequency Lock Loops

Frequency lock loops (FLL) discriminating algorithms for direct-sequence spread-spectrum are discussed. The existing algorithms can't solve the problem of data bit reversal during one pre-detection integral period. And when the initial frequency offset is large,the frequency discriminator can't work normally. To solve these problems,a new FLL discriminating algorithm is introduced. The least-squares discriminator is used in this new algorithm. As the least-squares discriminator has a short process unit period,the corresponding frequency discriminating range is large. And the data bit reversal just influence one process unit period,so the least-squares discriminated result will not be affected. Compared with traditional frequency discriminator,the least-squares algorithm can effectively solve the problem of data bit reversal and can endure larger initial frequency offset.     

载波相位误差对干涉仪的影响及纠正方法

提出了两种干涉仪解模糊算法,在同一角度不同误差水平和不同角度相同误差水平两种情况下,对两种解模糊算法分别进行了蒙特卡罗仿真,结果显示,算法二具有更好的解模糊性能.对算法二在大载波相位误差情况下出现的解模糊错误进行了纠正处理,它不仅可以误别出错误,而且能够重新恢复出正常误差范围内的入射角测量值,从而避免了卡尔曼滤波器发散.     

考虑调制不对称度的伽利略搜救信号参数估计算法

针对伽利略搜救系统中到达频率(FOA)、信息位宽和到达时间(TOA)高精度估计的需求,考虑到实际信号中信息位宽和调制不对称度未知的情况,给出了多维联合极大似然估计算法和体积重心算法相结合的FOA、信息位宽和TOA估计算法.首先简述了实际伽利略搜救信号模型,然后推导了算法原理,并给出了完整的参数估计实现步骤.优化关键参数后,MonteCarlo仿真结果表明,在34.8dBHz的处理门限下,该算法得到的FOA、信息位宽和TOA估计的均方根误差分别小于0.03 Hz、0.23 μs和12μs,信息位宽和TOA精度较以往算法分别提高约23％和12％.     

FPGA实现高速FFT处理器的设计

介绍了采用Xilinx公司的Virtex -II系列FPGA设计高速FFT处理器的实现方法及技巧。充分利用Virtex -II芯片的硬件资源 ,减少复杂逻辑 ,采用流水方式对复数数据实现了加窗、FFT、求模平方三种运算。整个设计采用流水与并行方式尽量避免瓶颈的出现 ,提高系统时钟频率 ,达到高速处理。实验表明此处理器既有专用ASIC电路的快速性 ,又有DSP器件的灵活性的特点 ,适合用于高速数字信号处理     

基于FPGA的任意时延伪码序列产生方法

在直扩信号接收机中,为了提高码跟踪环的相位跟踪精度,提出一种基于FPCA的新型伪码序列产生方法,生成不同时序关系的高精度伪码序列.该方法采用类似NCO的原理,以相位累加的方式控制伪码存储表输出伪码序列,并通过改变初始相位的设置产生不同延时的伪码序列,以满足伪码跟踪算法对伪码序列的时序要求.与现阶段应用的基于移位寄存器的伪码序列产生方法相比,本方法可以产生任意时延的伪码序列,降低了对采样率的要求,精确性高、复杂度低、易于扩展.文中给出了该方法的实现框图、资源分析,仿真结果验证了方法的有效性.     

距离跟踪环路的等效噪声带宽

环路等效噪声带宽决定了环路对热噪声跟踪误差的抑制特性,是距离跟踪环路的一个重要指标.对使用α-β滤波器距离跟踪环的等效噪声带宽的分析较为成熟,但对于使用α-β-γ滤波器的距离跟踪环路,相关的分析则存在通用性不强以及推导过程不严谨的缺点.因此文中对该问题进行了严格的理论推导,所得公式具有通用性,适合于所有参数情况.对于推导过程中所涉及的圆周积分,并未采用常用的查表法或留数定理,而是采用了另一种较为新颖的方法,将复杂的求解圆周积分问题转换为较为简单的求解线性方程组问题,得到了精确的等效噪声带宽闭式解.     

基于距离跟踪的矢量脱靶量测量方法

提出了一种基于纯距离跟踪的空间目标运动轨迹提取的矢量脱靶量参数估计新方法.该方法利用脉间频率步进体制的脱靶量测量系统获得较为精确的瞬时距离信息.通过建立目标运动模型,采用纯距离目标跟踪定位的有限差分扩展卡尔曼滤波算法,获得目标运动的精确轨迹.利用跟踪得到的空间位置点,时矢量脱靶量参数进行估计.仿真结果表明该方法可以得到满意的矢量脱靶量估计结果.     

引信体目标视频回波模拟器SDRAM控制器的FPGA设计

针对引信体目标视频回波模拟器中高速大数据量传输、下载和存储的需要,提出了用现场可编程门阵列(FPGA)设计SDRAM控制器的方案和方法.该控制器与常规SDRAM控制器不同,它以长度120个字为一组进行突发(Burst)的读写,内部操作也不同于整页的读、写操作机制,而是采用了内部计数器到固定周期数给出截断(Terminate)和预充电(Precharge)命令的一种操作方式.经验证,该控制器在片工作频率可达100MHz,满足了引信体目标视频回波模拟系统对引信与目标的相对运动参数预先产生回波数据的高速大数据量下载的要求.     

增强雷达目标信号的接收虚拟变极化仿真和工程化方法

利用正交天线双通道接收雷达回波,然后进行虚拟变极化处理来增强信号是改善目标信噪比的有效方法.本文介绍了虚拟接收变极化的原理,并通过对淹没在噪声中信号的仿真,得到直观的信噪比增强效果.最后,给出了虚拟变极化的工程实现方法和仿真实验结果.