DS-FFH-MSK混合擴頻測控系統(tǒng)測速的研究.pdf

1、混合擴頻測控系統(tǒng)具有低信噪比、大多普勒頻移(S頻段載波多普勒頻率達±150KHz以上)的特點,與普通混合擴頻通信系統(tǒng)相比,測控系統(tǒng)需要承擔測速與測距的任務。深空測速任務中,信號微弱、空間傳輸時延長,若進行相干測速,就需要中繼衛(wèi)星能夠進行相干轉發(fā),這無疑會增加中繼衛(wèi)星轉發(fā)器的設計難度,在這種形勢下,研究非相干高精度多普勒測速的方法顯得日益重要。本文主要針對低信噪比、大多普勒頻移下DS-FFH／MSK混合擴頻測控系統(tǒng)的多普勒頻率高精度測速問

2、題進行研究和仿真。
　　 首先,在研究和分析了多普勒頻率測速基本原理的基礎上,分析了DS—FFH／MSK混合擴頻測控系統(tǒng)高精度測速面臨的低信噪比、大多普勒頻移的問題；搭建了SystemVue軟件下的仿真平臺,對直擴(DS)、跳頻(FFH)模塊、MSK調制解調模塊進行了分析與仿真,結果表明所設計的模塊能正常工作,滿足要求。
　　 其次,詳細分析了跳頻(FFH)時刻相位畸變導致信噪比下降的原因,推導出相應的表達式,給出了不同

3、參數(shù)下頻率合成器的相位畸變情況。在這個基礎上,給出了解跳后的信號因為相位抖動的存在而造成的信噪比的損失,給出了仿真結果,并對結果進行了詳細分析,給出了抑制跳頻相位畸變對測速性能影響的方法,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測速性能的影響。
　　 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FFT分析性能的影響；分析了目前基于FFT多普勒頻移估計的直擴(DS)二維搜索算法,指出了二維搜索算法的局限性:

4、在頻域受符號跳變的影響造成的幅度衰減以及頻點偏移。設計了基于FFT的多普勒頻移測速的方法:通過加大I,Q兩路信號的運算量,構造不受符號跳變影響的信號,對該信號作FFT,通過峰值所在點數(shù)求出多普勒頻率估計值,完成速度測量；對多普勒頻移測量過程中幾個關鍵的問題,碼相位跳變、信號長度、FFT譜的損失等進行了詳細分析并給出了改善方法,對仿真結果和能夠達到的測量精度進行了詳細說明。仿真結果表明,這種方法能有效解決低信噪比、大多普勒頻移條件下DS—