DS-FFH-MSK混合擴(kuò)頻測(cè)控系統(tǒng)測(cè)速的研究.pdf

1、混合擴(kuò)頻測(cè)控系統(tǒng)具有低信噪比、大多普勒頻移(S頻段載波多普勒頻率達(dá)±150KHz以上)的特點(diǎn),與普通混合擴(kuò)頻通信系統(tǒng)相比,測(cè)控系統(tǒng)需要承擔(dān)測(cè)速與測(cè)距的任務(wù)。深空測(cè)速任務(wù)中,信號(hào)微弱、空間傳輸時(shí)延長(zhǎng),若進(jìn)行相干測(cè)速,就需要中繼衛(wèi)星能夠進(jìn)行相干轉(zhuǎn)發(fā),這無疑會(huì)增加中繼衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的設(shè)計(jì)難度,在這種形勢(shì)下,研究非相干高精度多普勒測(cè)速的方法顯得日益重要。本文主要針對(duì)低信噪比、大多普勒頻移下DS-FFH／MSK混合擴(kuò)頻測(cè)控系統(tǒng)的多普勒頻率高精度測(cè)速問

2、題進(jìn)行研究和仿真。
　　 首先,在研究和分析了多普勒頻率測(cè)速基本原理的基礎(chǔ)上,分析了DS—FFH／MSK混合擴(kuò)頻測(cè)控系統(tǒng)高精度測(cè)速面臨的低信噪比、大多普勒頻移的問題；搭建了SystemVue軟件下的仿真平臺(tái),對(duì)直擴(kuò)(DS)、跳頻(FFH)模塊、MSK調(diào)制解調(diào)模塊進(jìn)行了分析與仿真,結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的模塊能正常工作,滿足要求。
　　 其次,詳細(xì)分析了跳頻(FFH)時(shí)刻相位畸變導(dǎo)致信噪比下降的原因,推導(dǎo)出相應(yīng)的表達(dá)式,給出了不同

3、參數(shù)下頻率合成器的相位畸變情況。在這個(gè)基礎(chǔ)上,給出了解跳后的信號(hào)因?yàn)橄辔欢秳?dòng)的存在而造成的信噪比的損失,給出了仿真結(jié)果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析,給出了抑制跳頻相位畸變對(duì)測(cè)速性能影響的方法,在不增加系統(tǒng)額外開銷的情況能有效抑制跳頻相位畸變對(duì)測(cè)速性能的影響。
　　 最后,分析了存在大多普勒頻移和不存在大多普勒頻移情況下,對(duì)FFT分析性能的影響；分析了目前基于FFT多普勒頻移估計(jì)的直擴(kuò)(DS)二維搜索算法,指出了二維搜索算法的局限性:

4、在頻域受符號(hào)跳變的影響造成的幅度衰減以及頻點(diǎn)偏移。設(shè)計(jì)了基于FFT的多普勒頻移測(cè)速的方法:通過加大I,Q兩路信號(hào)的運(yùn)算量,構(gòu)造不受符號(hào)跳變影響的信號(hào),對(duì)該信號(hào)作FFT,通過峰值所在點(diǎn)數(shù)求出多普勒頻率估計(jì)值,完成速度測(cè)量；對(duì)多普勒頻移測(cè)量過程中幾個(gè)關(guān)鍵的問題,碼相位跳變、信號(hào)長(zhǎng)度、FFT譜的損失等進(jìn)行了詳細(xì)分析并給出了改善方法,對(duì)仿真結(jié)果和能夠達(dá)到的測(cè)量精度進(jìn)行了詳細(xì)說明。仿真結(jié)果表明,這種方法能有效解決低信噪比、大多普勒頻移條件下DS—