高動態(tài)飛行器信號捕獲算法研究.pdf

1、高動態(tài)飛行器在近幾年來成為各國研究的熱點(diǎn)，通信是飛信器發(fā)展的重要保障，而信號捕獲則是通信系統(tǒng)的第一步工作，能否實現(xiàn)信號的快速準(zhǔn)確捕獲，將會影響到整個通信系統(tǒng)的性能。飛行器的高動態(tài)包括高速度和高加速度等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致了通信信號的多普勒效應(yīng)，引起信號中包含多普勒頻率偏移和多普勒變化率等畸變，與其他通信方式有較大差別。本文對受到多普勒效應(yīng)影響的信號快速捕獲問題進(jìn)行了研究。
　　首先，介紹了高動態(tài)飛行器的發(fā)展背景，分析了高動態(tài)飛行器的

2、物理模型，根據(jù)其物理模型討論了多普勒效應(yīng)對信號的影響，并對高動態(tài)飛行器的通信信號進(jìn)行了建模。
　　然后，介紹并比較了當(dāng)前對于存在多普勒頻移的擴(kuò)頻信號的常用捕獲算法，包括滑動相關(guān)法、匹配濾波法以及基于FFT的快速捕獲算法等。利用離散傅里葉變換的移位性質(zhì)，推導(dǎo)了以頻譜移位代替?zhèn)鹘y(tǒng)載波相乘的快速算法，通過仿真驗證了該算法和傳統(tǒng)方法具有相同捕獲效果的同時，提高了捕獲速度。提出了利用兩級FFT級聯(lián)的捕獲算法，對信號頻譜進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，直接捕獲

3、信號的多普勒頻移，以實現(xiàn)擴(kuò)頻信號的快速捕獲，并將該分析了算法特點(diǎn)，通過仿真與傳統(tǒng)的捕獲算法在捕獲性能和速度等方面進(jìn)行比較。
　　最后，介紹了分?jǐn)?shù)階傅里葉變換原理以及其離散變換的快速實現(xiàn)方法。介紹了傳統(tǒng)的載波捕獲方法中，基于多普勒變化率搜索的二維FFT算法。討論了利用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換對存在多普勒變化率的載波信號進(jìn)行捕獲，從原理上分析了和傳統(tǒng)方法的異同點(diǎn)，并對捕獲效果進(jìn)行比較。提出對分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的兩種改進(jìn)策略，一種是將二維FFT和