CN107888187B - 基于能量判断的大动态锁频跟踪环路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，包括：能量判断单元，用于对输入信号进行能量判断，并将该能量判断结果输入至鉴频单元；鉴频单元，基于该能量判断结果输出鉴频误差；环路滤波单元，基于该鉴频误差以及与该鉴频误差对应的增益进行滤波调整，以抑制噪声和高频分量；NCO单元，对滤波调整的信号进行查表，获得查表结果；混频单元，基于所述查表结果和所述输入信号进行混频处理；第一低通滤波单元，用于混频处理后的信号进行低通滤波处理；第一下采样单元，用于基于所述低通滤波处理的结果进行下采样处理并输出。本发明的大动态锁频跟踪环路根据信号的强弱程度锁频环路采取相应不同的增益进行调整，提高了锁频环路的动态适应能力。

Description

基于能量判断的大动态锁频跟踪环路
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及针对不同测控应答机射频通道输出的基带中频信号幅度有差异的大动态锁频跟踪环路。
背景技术
测控应答机作为测控分系统的重要组成部分，它在卫星与测控地面站之间提供双向射频传输信道，配合测控地面站共同完成对卫星的跟踪、测量、遥控、遥测等任务，一般由射频通道和信号处理基带等几大单元组成，而信号处理基带是测控应答机的核心部分。
信号处理基带主要实现载波的捕获跟踪、遥控解调、测量解调以及遥测调制等功能，锁频环由于其动态性能好、灵敏度高的特性一般用来进行载波捕获跟踪的第一步。锁频环通过复现信号的近似频率以完成载波剥离。
由于不同测控应答机射频通道输出的基带中频信号幅度有差异，因此要求信号处理基带能够适应不同幅度的基带中频输入信号，即要求锁频环跟踪环路具有大动态适应能力。
发明内容
本发明解决的问题是提供了一种基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，采用信号能量判断信号强弱来分段调整环路增益，提高了锁频环路的动态适应能力。
为了解决上述问题，本发明提供一种基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，包括：
能量判断单元，用于对输入信号进行能量判断，并将该能量判断结果输入至鉴频单元；
鉴频单元，基于该能量判断结果输出鉴频误差；
环路滤波单元，基于该鉴频误差以及与该鉴频误差对应的增益进行滤波调整，以抑制噪声和高频分量；
NCO单元，对滤波调整的信号进行查表，获得查表结果；
混频单元，基于所述查表结果和所述输入信号进行混频处理；
第一低通滤波单元，用于混频处理后的信号进行低通滤波处理；
第一下采样单元，用于基于所述低通滤波处理的结果进行下采样处理并输出。
可选地，还包括：鉴频预处理单元，用于基于第一下采样单元的输出结果进行预处理，并提供给鉴频单元，所述鉴频单元基于鉴频预处理结果和能量判断结果进行鉴频处理。
可选地，鉴频预处理单元包括：
抗混叠滤波单元，用于对第一下采样单元的输出信号进行限带处理，以防止下采样处理后获得的输出信号发生频谱混叠；
第二下采样单元，用于对限带处理后的信号进行下采样处理；
鉴频滤波单元，用于将来自第二下采样单元的输出信号滤除副载波信号，提供给鉴频单元。
可选地，所述抗混叠滤波单元利用FIR低通滤波器实现，所述滤波带宽基于第一下采样单元的下采样倍数设计。
可选地，下采样倍数越高，所述抗混叠滤波单元的带宽越窄，采用的FIR低通滤波器的设计阶数越高；对应的鉴频滤波单元的设计阶数越低；下采样倍数越低，所述抗混叠滤波单元的带宽越宽，采用的FIR低通滤波器的设计阶数越低；对应的鉴频滤波单元的设计阶数越高。
可选地，所述环路滤波单元采用二阶二型环。
可选地，所述NCO单元采用1/4正弦表进行查表。
可选地，所述能量判断输出结果为三态结果，即：强信号，中间信号和弱信号，其中，大于高门限值若干次指示为强信号，小于低门限值若干值若干次指示为低信号，其他则为中间强度信号。
可选地，所述能量判断基于多个能量值的平均值进行。
可选地， 所述鉴频单元采用差积鉴频算法，根据能量判断结果 乘以不同增益的鉴频误差。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过能量判断输出强弱指示，鉴频根据强弱指示信号，输出乘以不同增益的鉴频误差至环路滤波器进行调整。一般的锁频环路只采取同一增益进行调整，所能适应的基带输入中频信号范围较窄，采用能量判断调整锁频环路增益的方法后，能够根据信号强度的不同选择不同的增益进行调整，有效提高了锁频环路的动态适应能力。
附图说明
图1是本发明一个实施例的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路。
具体实施方式
本发明的大动态锁频跟踪环路，采用根据信号能量判断信号强弱来分段调整环路增益，有效的提高了锁频环路的动态适应能力。
参考图1所示的图1是本发明一个实施例的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路。本发明提供的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路的输入信号为数字中频信号，该数字中频信号与NCO单元提供的查表结果在混频单元中进行混频处理，获得正交的I路信号和Q路信号。为了滤除I路信号和Q路信号中的高频分量，低通滤波单元对混频处理后的信号（即I路信号和Q路信号）进行低通滤波处理。经过低通滤波处理后的信号经过第一下采样单元进行下采样处理并输出，以减少后续处理的复杂程度和难度。下采样倍数必须保证数据在频域不会发生混叠。
能量判断单元对输入信号进行能量判断，并将该能量判断结果输入至鉴频单元。所述能量判断基于多个能量值的平均值进行。所述能量判断输出结果为三态结果，即：强信号，中间信号和弱信号，其中，大于高门限值若干次指示为强信号，小于低门限值若干值若干次指示为低信号，其他则为中间强度信号。
作为一个实施例，鉴频单元，基于该能量判断结果以及鉴频预处理单元的结果输出鉴频误差。所述鉴频单元采用差积鉴频算法，根据能量判断结果 乘以不同增益的鉴频误差。环路滤波单元基于该鉴频误差以及与该鉴频误差对应的增益进行滤波调整，以抑制噪声和高频分量，所述环路滤波单元采用二阶二型环。NCO单元用于对滤波调整的信号进行查表，获得查表结果。所述NCO单元采用1/4正弦表进行查表。
鉴频预处理单元用于基于第一下采样单元的输出结果进行预处理，并提供给鉴频单元，所述鉴频单元基于鉴频预处理结果和能量判断结果进行鉴频处理。在一个实施例中，鉴频预处理单元包括：抗混叠滤波单元，用于对第一下采样单元的输出信号进行限带处理，以防止下采样处理后获得的输出信号发生频谱混叠；第二下采样单元，用于对限带处理后的信号进行下采样处理；鉴频滤波单元，用于将来自第二下采样单元的输出信号滤除副载波信号，提供给鉴频单元。所述抗混叠滤波单元利用FIR低通滤波器实现，所述滤波带宽基于第一下采样单元的下采样倍数设计。下采样倍数越高，所述抗混叠滤波单元的带宽越窄，采用的FIR低通滤波器的设计阶数越高；对应的鉴频滤波单元的设计阶数越低；下采样倍数越低，所述抗混叠滤波单元的带宽越宽，采用的FIR低通滤波器的设计阶数越低；对应的鉴频滤波单元的设计阶数越高。
综上，本发明通过能量判断输出强弱指示，鉴频根据强弱指示信号，输出乘以不同增益的鉴频误差至环路滤波器进行调整。一般的锁频环路只采取同一增益进行调整，所能适应的基带输入中频信号范围较窄，采用能量判断调整锁频环路增益的方法后，能够根据信号强度的不同选择不同的增益进行调整，有效提高了锁频环路的动态适应能力。
因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于，包括：
能量判断单元，用于对输入信号进行能量判断，并将该能量判断结果输入至鉴频单元；
鉴频单元，基于该能量判断结果输出鉴频误差；
环路滤波单元，基于该鉴频误差以及与该鉴频误差对应的增益进行滤波调整，以抑制噪声和高频分量；
NCO单元，对滤波调整的信号进行查表，获得查表结果；
混频单元，基于所述查表结果和所述输入信号进行混频处理；
第一低通滤波单元，用于混频处理后的信号进行低通滤波处理；
第一下采样单元，用于基于所述低通滤波处理的结果进行下采样处理并输出。
2.如权利要求1所述的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于，还包括：鉴频预处理单元，用于基于第一下采样单元的输出结果进行预处理，并提供给鉴频单元，所述鉴频单元基于鉴频预处理结果和能量判断结果进行鉴频处理。
3.如权利要求2所述的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于，鉴频预处理单元包括：
抗混叠滤波单元，用于对第一下采样单元的输出信号进行限带处理，以防止下采样处理后获得的输出信号发生频谱混叠；
第二下采样单元，用于对限带处理后的信号进行下采样处理；
鉴频滤波单元，用于将来自第二下采样单元的输出信号滤除副载波信号，提供给鉴频单元。
4.如权利要求3所述的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于，所述抗混叠滤波单元利用FIR低通滤波器实现，所述滤波带宽基于第一下采样单元的下采样倍数设计。
5.如权利要求4所述的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于，下采样倍数越高，所述抗混叠滤波单元的带宽越窄，采用的FIR低通滤波器的设计阶数越高；对应的鉴频滤波单元的设计阶数越低；下采样倍数越低，所述抗混叠滤波单元的带宽越宽，采用的FIR低通滤波器的设计阶数越低；对应的鉴频滤波单元的设计阶数越高。
6.如权利要求1所述的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于，所述环路滤波单元采用二阶二型环。
7.如权利要求1所述的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于，所述NCO单元采用1/4正弦表进行查表。
8.如权利要求1所述的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于，所述能量判断输出结果为三态结果，即：强信号，中间信号和弱信号，其中，大于高门限值若干次指示为强信号，小于低门限值若干值若干次指示为低信号，其他则为中间强度信号。
9.如权利要求1所述的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于，所述能量判断基于多个能量值的平均值进行。
10.如权利要求1所述的基于能量判断的大动态锁频跟踪环路，其特征在于， 所述鉴频单元采用差积鉴频算法，根据能量判断结果 乘以不同增益的鉴频误差。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108802771B (zh) * 2018-08-24 2020-12-25 武汉导航与位置服务工业技术研究院有限责任公司 导航卫星信号跟踪方法、设备、系统及存储介质
CN109714047A (zh) * 2018-12-17 2019-05-03 上海航天电子有限公司 一种实现简单的大动态的锁频跟踪环路增益的方法
CN114236578B (zh) * 2021-11-24 2024-06-14 北方雷科(安徽)科技有限公司 一种非全向单天线旋转条件下卫星导航信号跟踪方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104320201A (zh) * 2014-09-23 2015-01-28 西安空间无线电技术研究所 一种空间相干光通信高动态载波捕获跟踪环路
CN105388500A (zh) * 2015-10-18 2016-03-09 中国电子科技集团公司第十研究所 Cpfsk信号载波跟踪精度的提高方法
CN105871372A (zh) * 2016-03-24 2016-08-17 中国电子科技集团公司第二十四研究所 防止带内噪声被放大至分频比的平方倍的下采样锁相环
CN106526625A (zh) * 2015-09-11 2017-03-22 北京大学 一种基于能量的频率鉴别方法和装置
CN107040488A (zh) * 2016-11-11 2017-08-11 上海航天测控通信研究所 基于fpga的极低信噪比的载波跟踪方法及跟踪装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104320201A (zh) * 2014-09-23 2015-01-28 西安空间无线电技术研究所 一种空间相干光通信高动态载波捕获跟踪环路
CN106526625A (zh) * 2015-09-11 2017-03-22 北京大学 一种基于能量的频率鉴别方法和装置
CN105388500A (zh) * 2015-10-18 2016-03-09 中国电子科技集团公司第十研究所 Cpfsk信号载波跟踪精度的提高方法
CN105871372A (zh) * 2016-03-24 2016-08-17 中国电子科技集团公司第二十四研究所 防止带内噪声被放大至分频比的平方倍的下采样锁相环
CN107040488A (zh) * 2016-11-11 2017-08-11 上海航天测控通信研究所 基于fpga的极低信噪比的载波跟踪方法及跟踪装置

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