一种INS辅助GNSS高动态弱信号标量跟踪方法

为提高恶劣电磁环境下的高动态卫星导航接收机的干扰抑制能力,提出一种低成本INS自适应辅助标量跟踪环路方法。该方法以INS辅助二阶锁频环(IFLL2)算法为核心,采用INS/GNSS紧组合结果提高外部辅助跟踪环路的多普勒频率估计精度,以降低动态应力对跟踪环路的影响。建立了INS辅助锁相环和锁频环性能分析模型,基于该模型可知IFLL2对本地振荡器的抖动噪声抑制能力更强,可更多地降低跟踪环路带宽,故其性能优于INS辅助锁相环(IPLL)的性能。高动态仿真试验结果表明高动态环境下独立式三阶锁相环可跟踪载噪比为28dB Hz的GPS L1 C/A卫星信号,INS辅助最优带宽二阶锁频环算法可跟踪载噪比为19dB Hz的卫星信号,基于本算法的接收机的干扰抑制能力提高了9dB,与理论分析结果相当。     

变速率三阶软件锁相环研究

为了提高软件锁相环的运行效率,文章提出了一种变速率的软件锁相环结构。文章首先详细设计了三参数环路滤波器,并在此基础上构建了三阶软件锁相环的数学模型,然后为了降低信号处理的数据率,研究设计了软件锁相环的变速率结构,最后对三阶变速率软件锁相环进行了仿真分析。结果表明,变速率三阶软件锁相环在不影响性能的前提下,能够有效提高软件锁相环的运行效率,适应软件处理的要求。     

相干光通信系统光锁相环性能分析

文章基于costas OPLL工作原理和数学模型,研究分析了costas OPLL环路数学模型和环路相位噪声,并计算得到了costas环的环路带宽、线宽和90°光混频移相器输出光功率分配比等重要环路设计参数。分析计算结果为星载相干光通信系统光锁相环的设计提供了理论依据。     

基于可变带宽数字锁相环的快速载波同步

锁相环的环路带宽和捕获时间是两个相互制约的因素。提出一种基于最小均方误差准则的自适应调整环路带宽的数字锁相环,能将锁相环的入锁时间缩短为常规锁相环需要时间的1/10,同时在稳态下达到很小的环路带宽以抑制相位噪声。     

一种大频偏抗边带错锁的数字锁相环设计

在小卫星遥测系统中,地面站接收信号伴随着大多普勒频偏,副载波会落入主载波的多普勒频偏的范围之内,数字锁相环对主载波的跟踪必须避免边带错锁。提出一种新的数字锁相环结构,通过频谱分析辅助,初始频差和环路带宽被减小,副载波不会落入环路带宽之内;在环路中采用cic低通滤波下抽样滤除副载波分量,副载波对锁相环的影响得以消除。仿真结果表明,该锁相环在大频偏情况下能够很好地消除边带错锁。在实际的地面站遥测接收机中,该锁相环也能够很好地工作。     

三阶软件锁相环变带宽技术研究

锁相环是连续波测速雷达的核心部件,对测速精度有很大影响。为了提高测速精度,研究三阶软件锁相环的基本原理及变带宽技术。与带宽硬切换的方法不同,采用软切换的方法,对定步长和变步长两种方式进行研究。结果表明,采用合适的变步长方法可以避免带宽变化导致的环路波动,提高多普勒频率提取精度。     

高动态环境INS辅助GPS载波跟踪算法研究

载波跟踪技术是GPS软件接收机的关键技术之一,载波跟踪算法在很大程度上决定了GPS软件接收机的性能.本文基于一种典型载波跟踪环的结构,分析了锁相环(PLL)的工作原理及动态性能,并在此基础上设计了一种INS辅助的GPS载波跟踪算法.仿真结果表明和PLL相比.所设计的INS辅助GPS载波跟踪算法能够在保证GPS载波跟踪环路滤波器带宽足够窄的情况下,可以有效地增加环路带宽,从而加大了环路捕获带宽,提高了环路的捕获性能;所设计的INS辅助GPS载波跟踪算法适用于机动性较高的载体.     

基于FPGA的数字锁相环的设计

介绍数字锁相环的基本结构,详细分析基于FPGA的数字锁相环的鉴相器、环路滤波器、压控振荡器各部分的实现方法,并给出整个数字锁相环的实现原理图。仿真结果表明,分析合理,设计正确。     

位同步提取环路带宽的自适应控制初探

本课题着重研究数字匹配滤波器的性能及在位同步提取环路带宽控制中的应用.先从理论上分析数字匹配滤波器的性能,并与模拟匹配滤波器的性能进行比较。继之,又用计算机模拟数字匹配滤波器的实现过程,重点研究了数字匹配滤波器参数对其性能的影响,模拟结果与理论上定量分析一致。随后,用电路实现了易于工程应用的数字匹配滤波器,并针对误码性能及数字匹配滤波器输出的各种状态进行了测试,实验结果与理论分析及计算机模拟结果相符。最后,该数字匹配滤波器在位同步提取锁相环路带宽的控制中,成功地实现环路带宽的自适应控制。     

GPS/INS超紧耦合方法及其应用分析

超紧耦合是GPS/INS组合导航系统的最新研究方向,它采用INS测得的载体动态信息辅助GPS接收机跟踪环路,消除卫星信号中由于载体与卫星之间相对运动所产生的频率偏移,提高接收机在高动态环境下载波跟踪性能,同时还可以压缩带宽,有效增强接收机抗干扰性能。介绍GPS/INS超紧耦合技术,给出INS辅助GPS载波跟踪环路结构图和相应的数学模型,分析INS辅助GPS跟踪环路在动态环境下的动态残留及其对环路相位误差的影响,并进行了模型仿真,最后对仿真结果进行了验证分析。仿真结果显示,辅助动态残留及其导致的环路相位误差的大小与加加速度、环路辅助时间间隔成正比。     

遥控PSK解调数字锁相环设计

锁相环电路是星上遥控 PSK 解调器中的关键部分。数字锁相环是整个遥控 PSK 解调器实现全数字化的关键技术。文章针对卫星遥控副载波信号特点,提出一种适合卫星工程实现的数字锁相环设计方法,并进行数学仿真,给出了数字锁相环关键参数工程设计的参考值。     

ADC性能对宽带数字阵列遥测系统接收通道增益设计的影响分析

针对数字阵列在大带宽、高动态、多目标遥测系统上的应用,分析宽带数字阵列遥测系统与传统高增益天线遥测系统在设计上的区别,详细分析影响接收通道增益设计的主要因素,重点就ADC器件性能对通道增益设计的影响进行了分析。通过计算仿真信号在经过ADC以及数字波束形成的过程中,ADC器件自身信噪比SNR和无杂散动态范围SFDR两个重要参数给接收信号信噪比带来的恶化,给出了数字阵列遥测系统中通道增益设计的门限值。     

大动态大带宽数字接收机设计实现

大动态数字接收机是机场场面监视雷达的重要组成部分。论证了大动态、大带宽系统参数的选取,数字滤波器的MATLAB仿真设计,采用16位模数转换器,大容量FPGA构建数字接收机平台,解决了大动态、大带宽采样及其数字下变频处理问题,并高速光纤传输数据,给出设计分析及测试结果,该结果表明,信噪比满足系统动态范围的要求。该电路相对于模拟接收机有较高的性能,为现代雷达提供了一种高性能的数字接收机的解决方案,具有广泛的应用前景。     

数字锁相环在频分制遥测中的应用

FM/FM频分制是常用的遥测体制之一。而FM遥测数据直接数字解调以便和计算机输入口相兼容更是今后的发展方向之一。本文介绍了使用数字锁相环来实现模拟FM信号直接数字解调的设计思想,讨论了环路几个主要参数的设计方法。由于数字锁相环性能良好,且实现也较容易,因此可望在数字式FM解调器中得到广泛的应用。     

MLE辅助PLL的高动态GPS载波跟踪

针对传统锁频环（FLL）鉴别器存在一步延迟效应和近似误差的问题,提出一种基于极大似然估计器（MLE）辅助锁相环（PLL）的高动态载波跟踪环路。该方法从极大似然估计理论入手,构造多普勒频移的非相干极大似然代价函数,采用非迭代估计方法求取各通道多普勒频移偏差的极大似然估计,与PLL进行融合滤波并计算频率修正量,进而控制本地数控振荡器（NCO）完成载波跟踪。仿真结果表明：在同等环路阶数和滤波器带宽条件下,新方法的响应速度、动态忍受力优于基于FLL辅助PLL的方法,可以跟踪加加速度达到100 g/s的超高动态 信号。     

一种软件科斯塔斯环的模型建立与实现

文章通过双线性变换法建立了科斯塔斯环的Z域模型，分析了Z域模型下环路各项性能指标和环路参数之间的关系，系统总结了设计步骤和参数的选择方法。试验仿真结果证明捕获与跟踪性能符合理论分析。最后给出了科斯塔斯环在FPGA中的硬件实现结构。     

基于卡尔曼滤波的抗电离层闪烁跟踪算法研究

针对电离层闪烁可引起星载GPS接收机传统锁相环(PLL)跟踪环路测量误差增大从而降低接收机定位及测速精度的问题,引入自适应带宽环路,提出一种基于卡尔曼滤波的抗电离层闪烁载波跟踪环路,给出了卡尔曼滤波跟踪环路结构与建模过程,主要包括系统模型与观测模型的建模过程。采用AJ-Stanford电离层闪烁模型生成闪烁数据,仿真分析不同强度的幅度闪烁,比较基于卡尔曼滤波的跟踪环路与传统PLL跟踪环路的性能,卡尔曼环路的鉴相值标准差与载波相位误差均比传统PLL环路小。仿真结果表明:当幅度闪烁时,基于卡尔曼滤波的跟踪环路鲁棒性与跟踪精度均优于传统的PLL环路。     

DDS+PLL可编程全数字锁相环及其应用

提出一种采用 DDS+ PL L可编程全数字锁相环的设计方案 ,并介绍这种全数字锁相环的工作原理和应用。其中 ,锁相环采用数字控制频率综合器芯片 NCO作为环路振荡器 ,锁相环路的相位误差调整期望值存放在 RAM中 ,锁相环的工作状态和参数由计算机处理和控制。硬件电路采用大规模集成电路 EPL D集成。锁相环路具有快捕、量化精度高、抗干扰性强 ,任意可编程的特点。     

数字化宽捕捉带载波锁相环的研制

在卫星应用系统中，锁相环有着广泛的用途。经典的模拟方法体积大，稳定性差，调试困难。目前数字电路及集成组件的发展为我们的设计工作提供了有益的选择。本文阐述了用数字电路及组件设计而成的性能优越、具有宽的捕捉带及大的ＡＧＣ范围的载波跟踪环的电路方案和设计原理，对环路参数设计做了具体说明，并给出了锁相环的指标测试结果。     

一种新型的多级量化全数字锁相环

提出了一种新型的多级量化全数字锁相环的设计方案。并阐述了多级量化全数字锁相坏的原理和应用情况。这种多级量化全数字锁相环采用二进制多级量化鉴相器,可变复位徘徊滤波器和可控置位式快速DCO,用MCS-51单片机对环路状态进行控制,有效地克服了环路同步时间与量化相位误差精度的矛盾。环路具有快捕、量化精度高,抗干扰性强,任意编程的特点,已应用在某卫星测控遥测系统中。成功地完成了航天试验任务。