相控陣衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、相控陣天線具有掃描速度快、抗干擾能力強(qiáng)、波束指向靈活等特點(diǎn)，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(jī)等運(yùn)動(dòng)載體上，載體平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致天線波束偏離衛(wèi)星方向，從而影響信號(hào)的正常接收和通信。因此，如何自動(dòng)并穩(wěn)定地跟蹤衛(wèi)星是其中的一個(gè)關(guān)鍵問題。目前，機(jī)動(dòng)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(duì)少見。
　　本文就相控陣衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)中的信號(hào)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(jì)和跟蹤濾波模塊的原理，對(duì)常見的角度估計(jì)和跟蹤濾波算法性能做了對(duì)比，并以FPGA作為目標(biāo)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了直接比相測(cè)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(hào)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(duì)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(cè)角方法的原理，并對(duì)兩種測(cè)角方法的性能做了仿真對(duì)比。結(jié)論表明

3、在本系統(tǒng)中比相法具有更高的測(cè)角精度，選擇直接比相法作為跟蹤時(shí)的角度估計(jì)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(duì)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(cè)量誤差對(duì)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(cè)角算法的實(shí)現(xiàn)，主要包括接收信號(hào)預(yù)處理模塊、基