一种弹载扩频接收机时分单通道码相位鉴别方法

技术领域

本发明属于扩频接收机领域，特别涉及一种弹载扩频接收机时分单通道码相位鉴别方法。

背景技术

弹载扩频接收机工作时，接收地面雷达发射的差分相移键控直扩信号并处理。所述处理过程分为两个阶段：捕获阶段和同步保持阶段。其中，同步保持阶段也称为跟踪，具体包括频率跟踪和码相位跟踪两种方式。频率跟踪通过采用锁相技术实现，而实现码相位跟踪时采用了类似于实现频率跟踪所采用的相位锁定技术，它们的主要差别在于码相位的鉴别，码相位跟踪时所使用的码相位鉴别方法要使得定时误差(也称为同步误差)要小。

扩频通信中传统的码相位鉴别方法常使用超前-滞后跟踪环路实现，此方法应用广泛，但跟踪环路结构中超前和滞后通道很难达到精确平衡，从而引起失配误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种弹载扩频接收机时分单通道码相位鉴别方法。

本发明提供的弹载扩频接收机时分单通道码相位鉴别方法，包括步骤：

A、使用开关信号对超前的和滞后的本地PN码进行调制，得到本地PN码调制信号；

B、对所述本地PN码调制信号与接收信号进行单通道相关运算；

C、对所述单通道相关运算的结果进行平方包络检波、低通滤波，得到基带分量；

D、将所述基带分量与开关信号相乘，得到码相位鉴别值。

进一步，

所述步骤A包括：

记所述开关信号为q(n)，本地PN码调制信号为χ

其中，

ω

χ

所述开关信号q(n)是取值±1的频率为f

n为码序列索引值，n＝1～N，N为所述接收信号的离散数据的长度；

N

进一步，

所述步骤B中，对所述接收信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据r(n)，

所述单通道相关运算为：y(n)＝w(n)×r(n)×χ

其中，

w(n)为加权函数且满足w(n)＝w(n-1)+2μ×pct[r(n)]×q(n)；

μ为收敛速度参数；

pct[·]为极性转换函数，pct[r(n)]表示的含义为：当χ

进一步，

w(n)从n＝2开始计算，初始值w(1)＝0。

进一步，

取μ＝0.632。

进一步，

记所述基带分量为z(n)，所述平方包络检波、低通滤波为：

z(n)＝LPF{|y(n)

其中，

LPF{·}表示低通滤波；

|·|表示复数取模运算。

进一步，

进行所述低通滤波时，截至频率设置为10MHz。

进一步，

设所述码相位鉴别值为ε(n)，满足ε(n)＝z(n)·q(n)。

进一步，

所述步骤A由PN码调制模块实现；

所述步骤B由单通道相关运算模块实现；

所述步骤C由平方滤波模块实现；

所述步骤D由鉴别输出模块实现。

进一步，

所述PN码调制模块、单通道相关运算模块、平方滤波模块和鉴别输出模块用于搭建时分单通道码相位鉴别平台。

本发明解决了传统扩频通信码相位鉴别方法由于双通道不平衡而引起失配误差的问题，研究人员经过各种试验测试，均认为本发明有效、可行。目前，本发明已在弹载扩频接收机试验样机中得到验证，验证结果表明：弹载扩频接收机试验样机可以对码相位有效地鉴别，且没有引起失配误差。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的弹载扩频接收机时分单通道码相位鉴别方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1为本发明提供的弹载扩频接收机时分单通道码相位鉴别方法流程图。参见图1，本发明提供的弹载扩频接收机时分单通道码相位鉴别方法，包括如下步骤：

第一步、搭建时分单通道码相位鉴别平台。

时分单通道码相位鉴别平台，包括：PN码调制模块、单通道相关运算模块、平方滤波模块和鉴别输出模块。其中，所述PN码调制模块的功能为：使用开关信号对超前的和滞后的本地PN码进行调制；单通道相关运算模块的功能为：对本地PN码调制信号与接收信号进行单通道相关运算；平方滤波模块的功能为：对单通道相关运算结果进行平方包络检波、低通滤波，最后得到基带分量；鉴别输出模块的功能为：将所述基带分量与开关信号相乘，得到码相位鉴别值。

上述各模块是在FPGA芯片中运行。

第二步、PN码调制模块使用开关信号对超前的和滞后的本地PN码进行调制。

PN码调制模块使用开关信号q(n)对超前的本地PN码和滞后的本地PN码进行如下调制：

通过上式的调制可得到单通道的本地PN码调制信号χ

第三步、单通道相关运算模块对本地PN码调制信号与接收信号进行单通道相关运算。

单通道相关运算模块对接收信号的离散数据进行缓存，形成缓存数据r(n)，然后进行单通道相关运算：y(n)＝w(n)×r(n)×χ

w(n)＝w(n-1)+2μ×pct[r(n)]×q(n)，w(n)从n＝2开始计算，初始值w(1)＝0；μ为收敛速度参数，取μ＝0.632；pct[·]为极性转换函数，pct[r(n)]表示的含义为：当χ

第四步、平方滤波模块对单通道相关运算结果进行平方包络检波、低通滤波。

平方滤波模块对单通道相关运算结果y(n)进行如下平方包络检波、低通滤波处理：z(n)＝LPF{|y(n)

第五步、鉴别输出模块将基带分量与开关信号相乘，得到码相位鉴别值。

鉴别输出模块将基带分量z(n)与开关信号q(n)相乘：ε(n)＝z(n)·q(n)，从而得到码相位鉴别值ε(n)。

至此实现了弹载扩频接收机时分单通道码相位的鉴别。

本发明解决了传统扩频通信码相位鉴别方法由于双通道不平衡而引起失配误差的问题，研究人员经过各种试验测试，均认为本发明有效、可行。目前，本发明已在弹载扩频接收机试验样机中得到验证，验证结果表明：弹载扩频接收机试验样机可以对码相位有效地鉴别，且没有引起失配误差。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。