專利名稱：一種多路相干信號(hào)提取時(shí)延差的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天測(cè)控或通信領(lǐng)域，涉及一種多路相干信號(hào)提取時(shí)延差的方法，其中信號(hào)包含PCM/PSK/PM，數(shù)傳(BPSK、QPSK、GMSK)等多種體制。
背景技術(shù)：
多路相干信號(hào)提取時(shí)延差可能在下行多天線組陣接收、VLBI觀測(cè)等多方面應(yīng)用。天線組陣就是利用分布的多個(gè)天線組成天線陣列，接收來自同一信號(hào)源發(fā)送的信號(hào)，并將各個(gè)天線的接收信號(hào)合成，從而獲得高信噪比接收信號(hào)。相比于大口徑的天線，天線組陣技術(shù)可以減小單個(gè)天線口徑，獲取更大口徑天線等效增益，增加系統(tǒng)的靈活性和可操作性，且天線陣的成本花費(fèi)要比制造單個(gè)大口徑天線小。天線組陣是國際上深空測(cè)控技術(shù)今后發(fā)展的一個(gè)重要方向。天線組陣技術(shù)主要有五種基本的信號(hào)合成處理方案全頻譜合成(FSC)、復(fù)符號(hào)合成(CSC)、符號(hào)流合成(SSC)、基帶合成(BC)、載波合成(CA)。在全頻譜合成中，來自每個(gè)天線的中頻信號(hào)被發(fā)送到合成地點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)合成。為了確保相干性，信號(hào)必須在合成前進(jìn)行延遲和相位調(diào)整。全頻譜合成的主要優(yōu)點(diǎn)是可以利用信號(hào)的頻譜特征，但并不依賴其頻譜。如果頻譜特征是已知的，可以對(duì)所接收信號(hào)的頻譜濾波；如果接收信號(hào)的頻譜是未知的或者類似噪聲，則可以將其作為一個(gè)整體來處理。當(dāng)載波信號(hào)非常微弱，以致不能被跟蹤或不可能被一個(gè)天線跟蹤時(shí)，可以使用全頻譜合成。此外，具有長(zhǎng)基線的天線組陣可以用來支持有關(guān)的科學(xué)應(yīng)用，如甚長(zhǎng)基線干涉 (VLBI)和射電天文等。假設(shè)(t)和f2 (t)為兩個(gè)功率信號(hào)，則互相關(guān)函數(shù)定義為
權(quán)利要求
1. 一種多路相干信號(hào)提取時(shí)延差的方法，其特征在于 當(dāng)信號(hào)體制為PCM/PSK/PM時(shí)，具體步驟如下(1)來自同一目標(biāo)源的參考信號(hào)sKro(t)和信號(hào)sKFi(t)，分別經(jīng)過下變頻變換為中頻信號(hào)S(l(t)和Si(t)，其中信號(hào)sKFi(t)為來自同一目標(biāo)源的多路相干信號(hào)中的第i路信號(hào)，i 為正整數(shù)；Si (t) = sin {2 π fx (t- Ti)+θ i+KPMd (t- τ ^ sin [2 π fsc (t_ τ ^ + θ J} S0 (t) = sin {2 π fx (t- τ 0) + θ 0+KPMd (t_ τ 0) sin [2 π fsc (t_ τ 0) + θ sJ} 其中，f^是中頻頻率，Ti是第i路信號(hào)的時(shí)延，τ C1參考信號(hào)的時(shí)延，Qi是第i路信號(hào)的載波相位，θ ^是參考信號(hào)的載波相位，Kpm是遙測(cè)信號(hào)的調(diào)制度，d(t)是遙測(cè)數(shù)據(jù)，fs。是遙測(cè)信號(hào)的副載波頻率，θ sc是遙測(cè)信號(hào)的副載波相位；(2)對(duì)信號(hào)Si(t)進(jìn)行兩組正交下變頻，并濾波后分別得到上邊帶信號(hào)Szupi (t)和下邊帶信號(hào)^dni α)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行兩組正交下變頻，并濾波后分別得到上邊帶信號(hào)Szuptl(t) 和下邊帶信號(hào)(t)；Szdni (t) = Si (t) Xexp[j2 3i (f' rf Ti+ei+23I Δ Tsct^JifscTi+θ J}Szupi (t) = SiW Xexp[j2 3i (f' x+f 1^+6,-(2^1 Δ fsct-2 JifscT^esc)]!:C)t] = J1 (Kpm) d(t-Jt] =J1 (Kpm) d(t-i c)t] = -J1 (Kpm) d(t-c)t] = -J1 (KpM) d(t-)exp {j [2 31 Δ fjt-2 π fx i) exp {j [2 π Δ fjt-2 π f ,)exp {j [2 π Δ fjt-2 π fx 0) exp {j [2 π Δ fjt-2 π fSzdn0 (t) = S0 (t) X exp [j2 π (f' rf τ 0+θ 0+2 π Afsct-2JifscTo+0 J}Szup0 (t) = S0 (t) X exp [j2 π (f' x+f1^0+0 0-(2^ Afsct-2JifscTo+0sc)]}其中f' ζ是本地混頻頻率，f' s。是本地混頻副載波頻率，Af1 = fff' Afsc = fsc"f' s。，J1為第一類第一階貝塞爾函數(shù)；(3)分別對(duì)信號(hào)Szupi(t)、Szdni (t)、Szuptl (t)和iw^t)進(jìn)行積分清除濾波，得到四組信號(hào) UpLpU0 和 L0 ；(4)對(duì)四組信號(hào)UpI^Utl和Ltl進(jìn)行復(fù)數(shù)相關(guān)，得到上邊帶相關(guān)結(jié)果SU和下邊帶相關(guān)結(jié)果&，其中Su=UlX U； = J\ (KPM) exp {y I-Inf1 (r,.-r0) + Qi-θ0-Infsc (τ,. - τ0)]} Sl=LiXL]= J2x (Kpm ) exp{y [-2π/, {τ,-τ0) +Oi-G0+ Infsc (τ-τ,)]}；(5)對(duì)上邊帶相關(guān)結(jié)果\和下邊帶相關(guān)結(jié)果&再次進(jìn)行復(fù)數(shù)相關(guān)，得到相關(guān)結(jié)果S1^ 其中Sul =SuXSl= λ4 {KPU)txV{j[^fsc (r,-r0)]}；(6)對(duì)相關(guān)結(jié)果S皿進(jìn)行積分清除濾波，得到信號(hào)和Si(t)的時(shí)延差τ廠τ Q ； 當(dāng)信號(hào)體制為數(shù)傳時(shí)，具體步驟如下(7)來自同一目標(biāo)源的參考信號(hào)S·'(t)和信號(hào)‘ (t)，分別經(jīng)過下變頻變換為中頻信號(hào)(t)和Si' (t)，其中信號(hào)‘ (t)為來自同一目標(biāo)源的多路相干信號(hào)中的第 i路信號(hào)，i為正整數(shù)；(8)對(duì)信號(hào)Si‘ (t)進(jìn)行兩組正交下變頻，并濾波后分別得到上邊帶信號(hào)Szupi ‘ (t)和下邊帶信號(hào)^dni' (t)，對(duì)信號(hào)(t)進(jìn)行兩組正交下變頻，并濾波后分別得到上邊帶信號(hào)Szup。‘ (t)和下邊帶信號(hào)^n。‘ (t)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路相干信號(hào)提取時(shí)延差的方法，其特征在于所述步驟⑶中對(duì)信號(hào)Szupi (t)、^lni⑴、Szuptl⑴和^lntl⑴進(jìn)行積分清除濾波，采用的濾波器單邊帶寬大于等于遙測(cè)碼速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路相干信號(hào)提取時(shí)延差的方法，其特征在于所述步驟(9)中對(duì)信號(hào)Szupi' (t), Szdni' (t)、s一'⑴和^^' (t)進(jìn)行積分清除濾波，采用的濾波器單邊帶寬為i凡 +凡，其中&為信號(hào)的數(shù)據(jù)碼速率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多路相干信號(hào)提取時(shí)延差的方法，該方法利用信號(hào)的上邊帶，下邊帶兩段頻譜分別與參考天線接收信號(hào)的同一部分進(jìn)行兩次復(fù)數(shù)相關(guān)后，得到其中一路天線接收信號(hào)與參考天線接收信號(hào)的時(shí)延差，本發(fā)明獲取時(shí)延差的方法與VLBI相關(guān)處理機(jī)相比，相關(guān)方式為時(shí)域相關(guān)處理，省去了信號(hào)傅里葉變換的環(huán)節(jié)，得到的延遲用于修正天線中頻信號(hào)或供后處理使用，大大簡(jiǎn)化了信號(hào)處理流程，更為方便且節(jié)省資源，并便于工程實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102202034SQ20111015932
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者朱智勇, 李小梅, 殷科軍, 羅霞, 郝萬宏 申請(qǐng)人:北京遙測(cè)技術(shù)研究所