相控陣衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)信號處理模塊設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、相控陣天線具有掃描速度快、抗干擾能力強、波束指向靈活等特點，因而采用相控陣的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)越來越受到關(guān)注。衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中的陣列天線通常是安裝在車、船、飛機等運動載體上，載體平臺的運動將導(dǎo)致天線波束偏離衛(wèi)星方向，從而影響信號的正常接收和通信。因此，如何自動并穩(wěn)定地跟蹤衛(wèi)星是其中的一個關(guān)鍵問題。目前，機動目標(biāo)的自跟蹤技術(shù)在雷達(dá)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，但有關(guān)衛(wèi)星自跟蹤系統(tǒng)的文獻(xiàn)等研究成果則相對少見。
　　本文就相控陣衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)中的信號處理模塊

2、展開研究，分析了和波束形成與中頻輸出、角度估計和跟蹤濾波模塊的原理，對常見的角度估計和跟蹤濾波算法性能做了對比，并以FPGA作為目標(biāo)平臺，實現(xiàn)了直接比相測角算法。
　　首先介紹了相控陣天線的基本組成和原理，給出了系統(tǒng)整體架構(gòu)，并介紹了系統(tǒng)主要信號處理模塊的基本原理及處理流程，為后文的研究奠定基礎(chǔ)。
　　然后針對系統(tǒng)采用的均勻面陣，介紹了波束形成與中頻輸出、比幅與比相測角方法的原理，并對兩種測角方法的性能做了仿真對比。結(jié)論表明

3、在本系統(tǒng)中比相法具有更高的測角精度，選擇直接比相法作為跟蹤時的角度估計方法。
　　此外論文還研究了相控陣衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)中的跟蹤濾波技術(shù)。介紹了三種基本的跟蹤濾波算法原理，通過對比選擇α-β濾波作為系統(tǒng)跟蹤濾波方案。并通過仿真討論了信噪比、通道幅相誤差、波束指向誤差和載體姿態(tài)測量誤差對跟蹤濾波性能的影響。為跟蹤濾波算法的工程應(yīng)用提供了理論參考。
　　最后研究了基于 FPGA的直接比相測角算法的實現(xiàn)，主要包括接收信號預(yù)處理模塊、基