高動態(tài)下微弱信號的快速捕獲.pdf

1、航天測控系統(tǒng)中，衛(wèi)星及其它航天器距地面測控設(shè)備的距離十分遙遠，發(fā)射信號的衛(wèi)星與接收機之間存在著高速的徑向相對運動，必然導(dǎo)致載波信號存在高達幾十K甚至上百K的多普勒頻移，同時測控設(shè)備所接收的信號非常微弱的，通常信噪比只有不到-20dB左右，并且有用信號淹沒在強噪聲中。因此，在實時性要求很高的情況下，要完成擴頻偽碼的快速捕獲十分困難。同時，信號捕獲的精度又直接影響到該擴頻系統(tǒng)的優(yōu)劣性能。因此，高動態(tài)下微弱信號的快速捕獲成為一個亟待解決的重要

2、難題。 本文分析和研究了大量近年來國內(nèi)外關(guān)于高動態(tài)下微弱信號快速捕獲的學(xué)術(shù)論文及文獻資料，針對高動態(tài)下微弱信號的快速捕獲技術(shù)進行了深入研究，并設(shè)計實現(xiàn)了一種新的信號快速捕獲方法，主要的研究工作可以概括為以下幾個方面： 第一，分析研究擴頻通信的基本原理、信號捕獲及跟蹤原理等。在此基礎(chǔ)上引入擴展復(fù)制重疊捕獲技術(shù)(Extended Replica Folding Acquisition SearchTechnique，XFAS

3、T)。 第二，將擴展復(fù)制重疊技術(shù)(XFAST)應(yīng)用到高動態(tài)下微弱信號的快速捕獲中，并從理論和實踐兩方面分析比較了XFAST較之傳統(tǒng)FFT捕獲算法在偽碼捕獲中的異同及優(yōu)勢。 第三，基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)硬件平臺完成對高動態(tài)下微弱信號快速捕獲XFAST模塊的硬件實現(xiàn)，包括設(shè)計實現(xiàn)本地偽碼數(shù)據(jù)處理模塊、三階信號源設(shè)計模塊、接收信號數(shù)據(jù)處理模塊、復(fù)數(shù)乘法器模塊、FFT/IFFT模塊、峰值檢測模塊等。 本文提出的