數(shù)字跟蹤接收機的設計與實現(xiàn).pdf

1、自動跟蹤接收機作為遙感衛(wèi)星地球站的一個重要組成部分，接收來自天線的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，經(jīng)變頻、濾波、放大、檢波、解調后為伺服系統(tǒng)提供所需要的俯仰誤差角和方位誤差角度信息，由伺服系統(tǒng)動態(tài)調整天線的方位軸和俯仰軸，使其軸向著誤差減小的方向轉動，直到天線對準目標為止，從而實現(xiàn)對目標的自動跟蹤。其中中頻接收機完成對中頻目標信號中的有用信息提取，并配合伺服系統(tǒng)完成自動跟蹤。傳統(tǒng)的中頻自動跟蹤接收機主要由模擬電路實現(xiàn)，存在成本高，穩(wěn)定性差等固有缺點。近年來隨

2、著大規(guī)模集成電路和軟件無線電技術的迅猛發(fā)展，數(shù)字化已成為各種電子應用系統(tǒng)的主流，跟蹤接收機的數(shù)字化已成為大勢所趨，并逐漸替代傳統(tǒng)模擬跟蹤接收機，成為跟蹤接收機的主流發(fā)展方向。
　　本文首先介紹跟蹤接收機在航天測控系統(tǒng)中的主要功能以及工程中常見的跟蹤接收機種類以及各自相應的工作方式，并對各種類型接收機的工作特點做分析比較。其中單通道單脈沖接收機因其具有很多優(yōu)點，在工程中廣泛應用，具有重要的研究意義，是本文討論的重點。通過分析模擬單通

3、道單脈沖跟蹤接收機的工作原理及性能特點，結合現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術，提出單通道單脈沖跟蹤接收機的數(shù)字化實現(xiàn)方案。為了驗證方案的可行性，建立MATLAB模型，進行原理性仿真。在此基礎上進行實際工程驗證，具體做法就是在通用數(shù)字信號處理平臺上完成數(shù)字跟蹤接收機的軟件設計，最后設計專用數(shù)字信號處理平臺，并進行程序移植工作，并對樣機性能進行優(yōu)化，最終完成硬件和軟件設計工作，實測指標滿足設計要求，已在某通訊站試運行。其中主要的算法在FPGA中實現(xiàn)：首

4、先對中頻模擬信號進行濾波放大，F(xiàn)PGA控制AD直接進行中頻欠采樣，進入FPGA的高速數(shù)據(jù)流經(jīng)過由頻率估計模塊、DDS模塊、FIR濾波器模塊、環(huán)路濾波器模塊、混頻器模塊等組成的全數(shù)字鎖相環(huán)后，由鎖相環(huán)完成信號載頻提取和相位同步。自動增益控制以及信號解調工作由DSP來實現(xiàn)。樣機最初的功能實現(xiàn)并不困難，但是鎖相環(huán)的提取能力卻一直很難提高，強大的噪聲信號造成鎖相環(huán)鎖定不穩(wěn)定，時不時出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象，導致樣機無法穩(wěn)定工作。通過查閱相關文獻資料，對最初