數(shù)字跟蹤接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、自動(dòng)跟蹤接收機(jī)作為遙感衛(wèi)星地球站的一個(gè)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(diào)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(dòng)態(tài)調(diào)整天線的方位軸和俯仰軸，使其軸向著誤差減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到天線對準(zhǔn)目標(biāo)為止，從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤。其中中頻接收機(jī)完成對中頻目標(biāo)信號中的有用信息提取，并配合伺服系統(tǒng)完成自動(dòng)跟蹤。傳統(tǒng)的中頻自動(dòng)跟蹤接收機(jī)主要由模擬電路實(shí)現(xiàn)，存在成本高，穩(wěn)定性差等固有缺點(diǎn)。近年來隨

2、著大規(guī)模集成電路和軟件無線電技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字化已成為各種電子應(yīng)用系統(tǒng)的主流，跟蹤接收機(jī)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(jī)，成為跟蹤接收機(jī)的主流發(fā)展方向。
　　本文首先介紹跟蹤接收機(jī)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(jī)種類以及各自相應(yīng)的工作方式，并對各種類型接收機(jī)的工作特點(diǎn)做分析比較。其中單通道單脈沖接收機(jī)因其具有很多優(yōu)點(diǎn)，在工程中廣泛應(yīng)用，具有重要的研究意義，是本文討論的重點(diǎn)。通過分析模擬單通

3、道單脈沖跟蹤接收機(jī)的工作原理及性能特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)，提出單通道單脈沖跟蹤接收機(jī)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方案。為了驗(yàn)證方案的可行性，建立MATLAB模型，進(jìn)行原理性仿真。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際工程驗(yàn)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(jī)的軟件設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)專用數(shù)字信號處理平臺，并進(jìn)行程序移植工作，并對樣機(jī)性能進(jìn)行優(yōu)化，最終完成硬件和軟件設(shè)計(jì)工作，實(shí)測指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，已在某通訊站試運(yùn)行。其中主要的算法在FPGA中實(shí)現(xiàn)：首

4、先對中頻模擬信號進(jìn)行濾波放大，F(xiàn)PGA控制AD直接進(jìn)行中頻欠采樣，進(jìn)入FPGA的高速數(shù)據(jù)流經(jīng)過由頻率估計(jì)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(dòng)增益控制以及信號解調(diào)工作由DSP來實(shí)現(xiàn)。樣機(jī)最初的功能實(shí)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(qiáng)大的噪聲信號造成鎖相環(huán)鎖定不穩(wěn)定，時(shí)不時(shí)出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象，導(dǎo)致樣機(jī)無法穩(wěn)定工作。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，對最初