一種多路相干信號提取時延差的方法

2023-09-27 06:44:00

專利名稱：一種多路相干信號提取時延差的方法
技術領域：
本發明屬於航天測控或通信領域，涉及一種多路相干信號提取時延差的方法，其中信號包含PCM/PSK/PM，數傳(BPSK、QPSK、GMSK)等多種體制。
背景技術：
多路相干信號提取時延差可能在下行多天線組陣接收、VLBI觀測等多方面應用。天線組陣就是利用分布的多個天線組成天線陣列，接收來自同一信號源發送的信號，並將各個天線的接收信號合成，從而獲得高信噪比接收信號。相比於大口徑的天線，天線組陣技術可以減小單個天線口徑，獲取更大口徑天線等效增益，增加系統的靈活性和可操作性，且天線陣的成本花費要比製造單個大口徑天線小。天線組陣是國際上深空測控技術今後發展的一個重要方向。天線組陣技術主要有五種基本的信號合成處理方案全頻譜合成(FSC)、復符號合成(CSC)、符號流合成(SSC)、基帶合成(BC)、載波合成(CA)。在全頻譜合成中，來自每個天線的中頻信號被發送到合成地點進行信號合成。為了確保相干性，信號必須在合成前進行延遲和相位調整。全頻譜合成的主要優點是可以利用信號的頻譜特徵，但並不依賴其頻譜。如果頻譜特徵是已知的，可以對所接收信號的頻譜濾波；如果接收信號的頻譜是未知的或者類似噪聲，則可以將其作為一個整體來處理。當載波信號非常微弱，以致不能被跟蹤或不可能被一個天線跟蹤時，可以使用全頻譜合成。此外，具有長基線的天線組陣可以用來支持有關的科學應用，如甚長基線幹涉 (VLBI)和射電天文等。假設(t)和f2 (t)為兩個功率信號，則互相關函數定義為
權利要求
1. 一種多路相干信號提取時延差的方法，其特徵在於 當信號體制為PCM/PSK/PM時，具體步驟如下(1)來自同一目標源的參考信號sKro(t)和信號sKFi(t)，分別經過下變頻變換為中頻信號S(l(t)和Si(t)，其中信號sKFi(t)為來自同一目標源的多路相干信號中的第i路信號，i 為正整數；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路信號的時延，τ C1參考信號的時延，Qi是第i路信號的載波相位，θ ^是參考信號的載波相位，Kpm是遙測信號的調製度，d(t)是遙測數據，fs。是遙測信號的副載波頻率，θ sc是遙測信號的副載波相位；(2)對信號Si(t)進行兩組正交下變頻，並濾波後分別得到上邊帶信號Szupi (t)和下邊帶信號^dni α)，對信號進行兩組正交下變頻，並濾波後分別得到上邊帶信號Szuptl(t) 和下邊帶信號(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；(3)分別對信號Szupi(t)、Szdni (t)、Szuptl (t)和iw^t)進行積分清除濾波，得到四組信號 UpLpU0 和 L0 ；(4)對四組信號UpI^Utl和Ltl進行複數相關，得到上邊帶相關結果SU和下邊帶相關結果&，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)對上邊帶相關結果\和下邊帶相關結果&再次進行複數相關，得到相關結果S1^ 其中Sul =SuXSl= λ4 {KPU)txV{j[^fsc (r,-r0)]}；(6)對相關結果S皿進行積分清除濾波，得到信號和Si(t)的時延差τ廠τ Q ； 當信號體制為數傳時，具體步驟如下(7)來自同一目標源的參考信號S·'(t)和信號『 (t)，分別經過下變頻變換為中頻信號(t)和Si' (t)，其中信號『 (t)為來自同一目標源的多路相干信號中的第 i路信號，i為正整數；(8)對信號Si『 (t)進行兩組正交下變頻，並濾波後分別得到上邊帶信號Szupi 『 (t)和下邊帶信號^dni' (t)，對信號(t)進行兩組正交下變頻，並濾波後分別得到上邊帶信號Szup。『 (t)和下邊帶信號^n。『 (t)；
2.根據權利要求1所述的一種多路相干信號提取時延差的方法，其特徵在於所述步驟⑶中對信號Szupi (t)、^lni⑴、Szuptl⑴和^lntl⑴進行積分清除濾波，採用的濾波器單邊帶寬大於等於遙測碼速率。
3.根據權利要求1所述的一種多路相干信號提取時延差的方法，其特徵在於所述步驟(9)中對信號Szupi' (t), Szdni' (t)、s一'⑴和^^' (t)進行積分清除濾波，採用的濾波器單邊帶寬為i凡 +凡，其中&為信號的數據碼速率。
全文摘要
本發明涉及一種多路相干信號提取時延差的方法，該方法利用信號的上邊帶，下邊帶兩段頻譜分別與參考天線接收信號的同一部分進行兩次複數相關後，得到其中一路天線接收信號與參考天線接收信號的時延差，本發明獲取時延差的方法與VLBI相關處理機相比，相關方式為時域相關處理，省去了信號傅立葉變換的環節，得到的延遲用於修正天線中頻信號或供後處理使用，大大簡化了信號處理流程，更為方便且節省資源，並便於工程實現。
文檔編號H04L27/26GK102202034SQ20111015932
公開日2011年9月28日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者朱智勇, 李小梅, 殷科軍, 羅霞, 郝萬宏 申請人:北京遙測技術研究所