CN115483958B - 微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统及方法，该系统包括：配置正交模耦合器OMT的天线、微波收发信道以及采样处理终端；微波收发信道包括：低噪声放大器LNA、正交混频器、滤波放大器；采样处理终端包括：模数转换器ADC模块、数控振荡器NCO模块、正交数字混频与镜频对消模块、积分清洗模块、环路滤波模块以及相位观察量生成器模块。本发明实现了发射信号干扰抑制与镜频噪声消除，解决了此类信号的高性能接收与高精度测相难题。

Description

微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统及方法
技术领域
本发明涉及一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统及方法,属于卫星星间测量技术领域。
背景技术
在以重力测量卫星微米级精度测距系统、导航卫星高精度信号处理以及其他科学测量领域，观测信号的低噪声接收与高精度相位测量十分重要，不仅要防止接收信号收到来自本星发射的微波信号干扰，而且也要抑制接收到的热噪声，需要针对性的方法实现。
针对低低跟踪重力测量卫星GRACE应用背景，美国喷气推进试验室(JPL)已研制的低低跟踪重力测量卫星微米级高精度微波测距系统也采用了微波双单向测距体制，但是公开文献都是对其微波双单向测距体制的原理介绍和测距性能的描述，没有对微波信号低噪声接收与高精度相位测量的系统及方法说明，而国内公开文献也有开展的相关关键技术研究，有提出采用圆极化正交模耦合器实现收发信号的隔离，而最后实现隔离度不超过40dB，也难以满足实现接收系统对发射干扰抑制需求。现有典型的微波测距信号接收系统采用双工器实现收发信号的高隔离，但是由于重力测量卫星微米级精度测距系统必须采用双单向测距体制，收发频率要求小于1.5MHz，已难以采用双工器实现所需的隔离度需求，而且现有技术也缺乏如何进一步在接收下变频中抑制镜频实现低噪声接收和高精度相位测量的方法。
分析现有方法可以总结出如下不足之处：
由于极高的测距精度对微波测距体制具有较大的约束，现有系统及方法不能满足测距系统对信号的低噪声接收与高精度相位测量的需求；已有的对发射信号抑制的收发隔离方法达不到本系统对隔离度的要求，微波下变频过程已有的如前端增加滤波器的镜频抑制方法已经不能适用，有些虽然在中频电路可以实现镜频抑制，但是会引起微波收发信道的复杂化，必然导致信号传输稳定性恶化，对高精度相位测量造成影响，因此已有的文献和专利没有一种抑制近频发射信号干扰，还可以抑制变频引入的镜频噪声的精密测相系统及方法。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种微波测距信号的低噪声接收与高精度相位测量系统及方法，实现发射信号干扰抑制与镜频噪声消除，解决了此类信号的高性能接收与高精度测相难题。
本发明的技术解决方案是：
一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，包括：配置正交模耦合器OMT的天线、微波收发信道以及采样处理终端；
所述微波收发信道包括：低噪声放大器LNA、正交混频器、滤波放大器；
所述采样处理终端包括：模数转换器ADC模块、数控振荡器NCO模块、正交数字混频与镜频对消模块、积分清洗模块、环路滤波模块以及相位观察量生成器模块；
外部微波信号馈入天线后，经过正交模耦合器OMT后输入到微波收发信道，经过微波收发信道的低噪声放大器LNA进行放大后，再通过正交混频器正交混频为I、Q两路中频信号，分别经过滤波放大器进行滤波放大后输出两路正交的中频信号到采样处理终端；
采样处理终端对接收的两路正交中频信号分别经过模数转换器ADC模块进行模数转换后形成双路采样数字信号，通过所述正交数字混频与镜频对消模块对双路采样数字信号进行双正交数字混频与镜频对消后，进行积分清洗与环路滤波处理获得频率误差，叠加初捕获多普勒频偏控制字与标称中频频率控制字后形成频率控制字给数控振荡器NCO模块，对信号长期稳定跟踪；
同时，所述频率控制字还送入相位观察量生成器模块，利用实时动态更新的频率控制字生成相位观察量，相位观察量按所需频率与初相等间隔输出，实现微波信号的低噪声接收和高精度测相。
进一步的，所述外部微波信号为另一个卫星发射的微波单频信号，其频率与本星发射信号频率接近，频率差Δf小于1.5MHz。
进一步的，该测量系统还包括超稳晶振USO，微波收发信道还包括N倍锁相倍频放大模块、M倍锁相晶振模块；采样处理终端还包括L倍频模块；
所述的超稳晶振USO是所述测量系统的统一基准参考源，该统一基准参考源经过L倍频模块产生的L倍频信号作为模数转换器ADC模块采样频率和数字化处理的工作频率；该统一基准参考源通过M倍锁相晶振模块和N倍锁相倍频放大模块依次放大M倍和N倍后的频率信号输出给正交模耦合器OMT后经天线发射到另一个卫星。
进一步的，所述天线中配置的正交模耦合器OMT实现天线接收与发射端口间具有不低于60dB的高隔离度。
进一步的，微波收发信道内部低噪声放大器LNA的增益在20dB到30dB范围选择；M、N、L均为整数，且M与N的积等于发射频率fLO/参考源频率f1；参考源频率f1优选4MHz到10MHz范围内的频率；
M倍锁相晶振模块以输入的统一基准参考源频率为参考，内部配置压控晶体振荡器VCXO，输出频率锁定为M*f1，M的选择保证压控晶体振荡器VCXO输出相噪优于统一基准参考源直接M倍频的相噪；
N倍锁相倍频放大模块输出的相差为正交的两个信号分别给两个混频器，其中一个功分输出到天线发射端口；N倍锁相倍频放大模块按实际倍频需求再分解为N＝K*J，其中K，J均为整数，先用K倍锁相倍频后再J倍频放大后耦合分路输出。
进一步的，微波收发信道内部的滤波放大器用于直流和近零频率噪声抑制、高频噪声抑制。
进一步的，所述模数转换器ADC模块选用1位、8位或更多位ADC；数控振荡器NCO模块的位数选择不小于16位；相位观察量生成器模块将频率控制字积分生成相位观察量，相位观察量位数按需选择40或64位。
进一步的，采样处理终端中实现双正交数字混频与镜频对消处理具体为：
1)微波接收通道中进行的正交变频后得到的中频信号Iif(t)为经过滤波放大后的输出，经过滤波放大后的输出：
其中，
Iif(t)为微波收发信道输出的中频同相信号，Qif(t)为微波收发信号输出的中频正交信号；
ωlo为微波收发信道内部产生的下变频本阵信号角频率,即也是发射信号角频率；
ωrf，分别为接收信号的角频率与初相；
ωim，分别为接收信号的镜频信号的角频率与初相；
Vrf为中频信号Iif(t)中接收信号变频输出幅度；
A为信号放大倍数；
Vim为中频信号Iif(t)中镜频信号变频输出幅度；
2)经过AD变换后，对I、Q两路数字信号分别进行正交数字下变频；
由Iif(t)cos(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带i支路信号：
由Iif(t)sin(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带q支路信号：
由Qif(t)sin(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带i支路信号：
由Qif(t)cos(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带q支路信号：
其中，ωno为数字下变频的数控振荡器角频率；
3)通过式(3)与式(5)做差得到式(7)，通过式(4)与式(6)求和得到式(8)：
其中，ddc_iRF(t)为经过镜频抑制处理得到的基带i支路数字信号；ddc_qRF(t)为经过镜频抑制处理得到的基带q支路数字信号；
通过上述处理得到式(7)、(8)，实现了镜频信号的抑制。
进一步的，采样处理终端中环路滤波器用于实现三阶锁相环，设计为从最大带宽Fmax到最小带宽Fmin逐步自动缩小进入稳态精密跟踪模式；Fmax值按星间测量最大动态需求确定，Fmin值选择相位测量输出频率的1/2倍。
进一步的，本发明还提出一种低噪声接收与高精度相位测量方法，包括：
在初始或微波信号未捕获阶段：
所述测量系统向另一个卫星发送微波功率信号，同时接收来自另一个卫星的微波信号，测量系统利用正交模耦合器OMT进行收发信号隔离，抑制发射信号漏入低噪声放大器LNA的电平到可接受，与接收信号一同经过低噪声放大后，在正交下变频时干扰信号与具有固定相差的同频信号自混频对消，接收到的双路低中频信号经滤波放大，再输出到采样处理终端进行初始频率估计后形成初捕获频率控制字转入信号跟踪阶段；
在信号跟踪阶段：
所述测量系统向另一个卫星发送微波功率信号，同时接收来自另一个卫星的微波信号，测量系统利用正交模耦合器OMT进行收发信号隔离，抑制发射信号漏入低噪声放大器的电平到可接受，与接收信号一同经过低噪声放大后，在正交下变频时干扰信号与具有固定相差的同频信号自混频对消，接收到的双路低中频信号经带通滤波放大，再输出到采样处理终端进行信号跟踪处理；跟踪处理中先经过双正交数字混频与镜频对消处理，再通过信号动态跟踪环路，环路带宽由宽到窄逐步减小到最小环路带宽，实现信号高精度相位跟踪；在高精度相位跟踪状态下通过相位观察量生成器积分频率控制字，实现在抑制发射信号干扰和镜频噪声情况下，微波信号的低噪声接收和高精度相位测量，同时对I、Q两路合成中频信号进行高精度的载噪比估计、I路与Q路信号的相差估计，以及中频信号的功率估计，把估计结果作为接收信号质量状态随同高精度相位测量值打包格式化输出。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明接收的微波测距信号与发射的微波测距信号频率接近(频差小于1.5MHz)，频差远低于接收和发射的微波信号频率情况下，实现发射信号干扰抑制与镜频噪声消除，解决了此类信号的高性能接收与高精度测相难题。
(2)本发明提出采用高隔离线极化正交模耦合器结合正交混频实现发射对接收的干扰抑制，采用微波正交混频与双正交数字混频与镜频对消处理算法实现信号低噪声接收，并给出相应的相位跟踪测量方法，系统及方法不仅具备高分辨率的相位测量能力，而且保证了系统低复杂度和极高的设备时延稳定性，良好的满足了相关工程需求,经验证有效且性能优异。
(3)本发明不仅可以直接应用于低低跟踪重力场测量卫星领域的星间微波高精度测距载荷，而且其采用高隔离线极化模耦合器结合微波正交下变频干扰对消和模数混合降噪处理的测相系统及方法，对于解决在收发频率接近、共用天线情况下的发射对接收影响和镜频噪声影响问题具有一定通用性，该系统及方法可用于极高精度星间测量领域及相关微波信号低噪声接收相关领域，具有实用性和市场竞争力。
附图说明
图1为本发明低噪声接收与高精度相位测量系统示意图；
图2为双正交数字混频与镜频对消处理实现框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。
如图1所示为本发明实施例示意图。包括配置线极化OMT的喇叭天线、微波收发信道、超稳晶振、采样处理终端。
所述微波收发信道包括LNA、N倍锁相倍频放大、M倍锁相晶振、正交双路混频器、滤波放大器。
所述采样处理终端包括L倍频模块、ADC、NCO、双正交数字混频与镜频对消、积分清洗和环路滤波以及相位观察量生成器。
系统接收来自另一个卫星发射的微波单频信号，其频率与本星发射信号频率接近，频率差Δf小于1.5MHz，接收信号馈入喇叭天线后，经过正交模耦合器输入到微波收发信道，经过微波收发信道正交混频放大后输出两路正交的中频信号到采样处理终端，采样处理终端对接收的正交中频信号经过ADC变换后形成采样数字信号，通过对数字信号进行双正交数字混频与镜频对消后，进行积分清洗与环路滤波等处理再叠加初捕获多普勒频偏控制字与标称中频频率控制字形成频率控制字给NCO，对信号长期稳定跟踪，同时利用实时动态更新的频率控制字生成高分辨率的相位观察量，相位观察量输出可以按所需频率与初相等间隔输出，实现了微波信号的低噪声接收和高精度测相。
所述超稳晶振(USO)是系统统一基准参考源，它的L倍频信号作为所有ADC采样频率和数字化处理的工作频率。它的M倍后再N倍的频率信号放大后输出给OMT后经喇叭天线发射到另一个卫星。
所述喇叭天线中配置线极化正交模耦合器(OMT)实现天线接收与发射端口间具有不低于60dB的高隔离度。
所述微波收发信道内部低噪声放大器放大倍数选择范围在20dB到30dB，M、N、L均为整数，M与N的积等于发射频率fLO/参考源f1。f1频率的优选4MHz到10MHz的频率。锁相晶振以输入的USO频率为参考，内部包含压控晶体振荡器(VCXO)，输出频率锁定为M*f1，M的选择要保证VCXO输出相噪优于USO直接M倍频的相噪。N倍锁相倍频放大器输出的相差为正交(+90度或-90度)的两个信号分别给两个混频器，其中一个功分输出到天线OMT发射端口。
所述微波收发信道内部的滤波放大器具有直流和近直流频率噪声抑制和高频噪声抑制的带通滤波功能，通带选择一般适宜简化设计，保证通带平坦且在动态范围内保持线性增益变化。
所述采样处理终端中的L倍频模块的L整数一般从4、8、12、16选择。ADC一般选用1位或8位，实际使用中保证实现规定的距离变化引起的电平动态范围。NCO的位数选择不小于16位，保证获取的相位分辨率优于指标需求，位数越多相位分辨能力越高。相位观察量生成器将频率控制字积分生成相位观察量，相位观察量位数一般选择40或64位可以保证带相位反折的观察量可用。
所述采样处理终端中实现附图2双正交数字混频与镜频对消处理的算法为：
1)微波接收通道中进行的正交变频后得到的中频信号Iif(t)为经过滤波放大后的输出，Qif(t)为/>经过滤波放大后的输出：
其中，
Iif(t)为微波收发信道输出的中频同相信号，Qif(t)为微波收发信道输出的中频正交信号；
ωlo为微波收发信道内部产生的下变频本振信号角频率(也是发射信号角频率)；
ωrf，分别为接收信号的角频率与初相；
ωim，分别为接收信号的镜频信号(相对ωlo信号)的角频率与初相；
Vrf为中频信号Iif(t)中接收信号变频输出幅度(设计为与中频正交信号Qif(t)中接收信号变频输出幅度一致)；
A为信号放大倍数，不影响对消处理说明，后续式中已略去；
Vim为中频信号Iif(t)中镜频信号变频输出幅度(设计为与中频正交信号Qif(t)中镜频信号变频输出幅度一致)。
2)经过AD变换后，对I、Q两路数字信号分别进行正交数字下变频。
由Iif(t)cos(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带i支路信号：
由Iif(t)sin(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带q支路信号：
由Qif(t)sin(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带i支路信号：
由Qif(t)cos(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带q支路信号：
其中，新出现的ωno为数字下变频的数控振荡器角频率。
3)通过式(3)与式(5)做差得到式(7)，通过式(4)与式(6)求和得到式(8)：
其中，ddc_iRF(t)为经过镜频抑制处理得到的基带i支路数字信号；
ddc_qRF(t)为经过镜频抑制处理得到的基带q支路数字信号。
通过上述处理得到式(7)、(8)，实现了镜频信号的抑制。需要注意，在推导公式时，ωrf-ωlo-ωno＝ωim-ωlo+ωno对应低频分量，而ωrf-ωlo+ωno＝-(ωim-ωlo-ωno)对应高频分量，会被低通滤除。
所述采样处理终端中环路滤波器用于实现三阶锁相环，设计为100Hz、20Hz、10Hz、5Hz逐步自动缩小环路带宽的跟踪模式，环路失锁则环路带宽首先进入100Hz再锁定后再次逐步自动缩小环路带宽，若仍不可恢复锁定则自动进入重捕获状态。
微波测距信号频段可以选择K、Ka频段或更高频段，实施时可按需在单个频段或者在两个频段集成实施。
微波测距信号的低噪声接收与高精度相位测量方法包括以下步骤：
在初始或微波信号未捕获阶段：
所述系统向另一个卫星发送微波功率信号，同时接收来自另一个卫星的微波信号，所述系统利用线极化正交模耦合器OMT进行收发信号隔离，抑制发射信号漏入低噪声放大器的电平到可接受，与接收信号一同经过低噪声放大后，在正交下变频时的干扰信号与具有固定相差的同频信号自混频对消，接收到的双路低中频信号经滤波放大，再输出到采样处理终端进行初始频率估计后形成初捕获频率控制字转入信号跟踪阶段。
在信号跟踪阶段：
所述系统向另一个卫星发送微波功率信号，同时接收来自另一个卫星的微波信号，所述系统利用线极化正交模耦合器OMT进行收发信号隔离，抑制发射信号漏入低噪声放大器的电平到可接受，与接收信号一同经过低噪声放大后，在正交下变频时的干扰信号与具有固定相差得同频信号自混频对消，接收到的双路低中频信号经带通滤波放大，再输出到采样处理终端进行信号跟踪处理，跟踪处理中先经过双正交数字混频与镜频对消处理，再通过信号动态跟踪环路，环路带宽由宽到窄逐步减小到最小环路带宽，实现信号高精度相位跟踪，在高精度相位跟踪状态下通过相位观察量生成器积分频率控制字，实现了在抑制发射信号干扰和镜频噪声情况下，微波信号的低噪声接收和高精度相位测量，同时进行高精度的载噪比估计和双路中频信号相差及功率估计作为接收信号遥测状态与高精度相位测量值格式化输出。
实施例
微波测距信号频率从大于24GHz的Ka频段选出两个频点作为发射和接收频率，频差约为670kHz，发射功率0.2W，喇叭天线波束角宽约5度；微波收发信道的LNA增益为25dB，M选择18，N选择376；采样处理终端选用8位ADC，L选择12，三阶锁相环设计为按100Hz、20Hz、10Hz、5Hz顺序逐步自动缩小环路带宽的跟踪模式，环路失锁则环路带宽首先进入100Hz再锁定后再次逐步自动缩小环路带宽，若仍不可恢复锁定则自动进入重捕获状态。
从设备的实现性能，天线接收信号EIRP为-117dBW条件下，接收信号载噪比实现84dBHz，信号接收整体噪声系数实现优于2.5dB，相位测量分辨率可优于10-5周。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (10)

1.一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，其特征在于包括：配置正交模耦合器OMT的天线、微波收发信道以及采样处理终端；
所述微波收发信道包括：低噪声放大器LNA、正交混频器、滤波放大器；
所述采样处理终端包括：模数转换器ADC模块、数控振荡器NCO模块、正交数字混频与镜频对消模块、积分清洗模块、环路滤波模块以及相位观察量生成器模块；
外部微波信号馈入天线后，经过正交模耦合器OMT后输入到微波收发信道，经过微波收发信道的低噪声放大器LNA进行放大后，再通过正交混频器正交混频为I、Q两路中频信号，分别经过滤波放大器进行滤波放大后输出两路正交的中频信号到采样处理终端；
采样处理终端对接收的两路正交中频信号分别经过模数转换器ADC模块进行模数转换后形成双路采样数字信号，通过所述正交数字混频与镜频对消模块对双路采样数字信号进行双正交数字混频与镜频对消后，进行积分清洗与环路滤波处理获得频率误差，叠加初捕获多普勒频偏控制字与标称中频频率控制字后形成频率控制字给数控振荡器NCO模块，对信号长期稳定跟踪；
同时，所述频率控制字还送入相位观察量生成器模块，利用实时动态更新的频率控制字生成相位观察量，相位观察量按所需频率与初相等间隔输出，实现微波信号的低噪声接收和高精度测相。
2.根据权利要求1所述的一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，其特征在于：所述外部微波信号为另一个卫星发射的微波单频信号，其频率与本星发射信号频率接近，频率差Δf小于1.5MHz。
3.根据权利要求1所述的一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，其特征在于：该测量系统还包括超稳晶振USO，微波收发信道还包括N倍锁相倍频放大模块、M倍锁相晶振模块；采样处理终端还包括L倍频模块；
所述的超稳晶振USO是所述测量系统的统一基准参考源，该统一基准参考源经过L倍频模块产生的L倍频信号作为模数转换器ADC模块采样频率和数字化处理的工作频率；该统一基准参考源通过M倍锁相晶振模块和N倍锁相倍频放大模块依次放大M倍和N倍后的频率信号输出给正交模耦合器OMT后经天线发射到另一个卫星。
4.根据权利要求1或3所述的一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，其特征在于：所述天线中配置的正交模耦合器OMT实现天线接收与发射端口间具有不低于60dB的高隔离度。
5.根据权利要求3所述的一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，其特征在于：微波收发信道内部低噪声放大器LNA的增益在20dB到30dB范围选择；M、N、L均为整数，且M与N的积等于发射频率fLO/参考源频率f1；参考源频率f1为4MHz到10MHz范围内的频率；
M倍锁相晶振模块以输入的统一基准参考源频率为参考，内部配置压控晶体振荡器VCXO，输出频率锁定为M*f1，M的选择保证压控晶体振荡器VCXO输出相噪优于统一基准参考源直接M倍频的相噪；
N倍锁相倍频放大模块输出的相差为正交的两个信号分别给两个混频器，其中一个功分输出到天线发射端口；N倍锁相倍频放大模块按实际倍频需求再分解为N＝K*J，其中K，J均为整数，先用K倍锁相倍频后再J倍频放大后耦合分路输出。
6.根据权利要求1所述的一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，其特征在于：微波收发信道内部的滤波放大器用于直流和近零频率噪声抑制、高频噪声抑制。
7.根据权利要求1所述的一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，其特征在于：所述模数转换器ADC模块选用1位、8位或更多位ADC；数控振荡器NCO模块的位数选择不小于16位；相位观察量生成器模块将频率控制字积分生成相位观察量，相位观察量位数按需选择40位或64位。
8.根据权利要求1所述的一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，其特征在于：采样处理终端中实现双正交数字混频与镜频对消处理具体为：
1)微波接收通道中进行的正交变频后得到的中频信号Iif(t)为经过滤波放大后的输出，Qif(t)为/>经过滤波放大后的输出：
其中，
Iif(t)为微波收发信道输出的中频同相信号，Qif(t)为微波收发信号输出的中频正交信号；
ωlo为微波收发信道内部产生的下变频本阵信号角频率,即也是发射信号角频率；
ωrf，分别为接收信号的角频率与初相；
ωim，分别为接收信号的镜频信号的角频率与初相；
Vrf为中频信号Iif(t)中接收信号变频输出幅度；
A为信号放大倍数；
Vim为中频信号Iif(t)中镜频信号变频输出幅度；
2)经过AD变换后，对I、Q两路数字信号分别进行正交数字下变频；
由Iif(t)cos(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带i支路信号：
由Iif(t)sin(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带q支路信号：
由Qif(t)sin(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带i支路信号：
由Qif(t)cos(ωnot)滤除高频分量后得到的数字下变频后基带q支路信号：
其中，ωno为数字下变频的数控振荡器角频率；
3)通过式(3)与式(5)做差得到式(7)，通过式(4)与式(6)求和得到式(8)：
其中，ddc_iRF(t)为经过镜频抑制处理得到的基带i支路数字信号；ddc_qRF(t)为经过镜频抑制处理得到的基带q支路数字信号；
通过上述处理得到式(7)、(8)，实现了镜频信号的抑制。
9.根据权利要求1所述的一种微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统，其特征在于：采样处理终端中环路滤波器用于实现三阶锁相环，设计为从最大带宽Fmax到最小带宽Fmin逐步自动缩小进入稳态精密跟踪模式；Fmax值按星间测量最大动态需求确定，Fmin值选择相位测量输出频率的1/2倍。
10.一种基于权利要求1～9中任一项所述微波测距信号的低噪声接收高精度相位测量系统实现的低噪声接收与高精度相位测量方法，其特征在于包括：
在初始或微波信号未捕获阶段：
所述测量系统向另一个卫星发送微波功率信号，同时接收来自另一个卫星的微波信号，测量系统利用正交模耦合器OMT进行收发信号隔离，抑制发射信号漏入低噪声放大器LNA的电平到可接受，与接收信号一同经过低噪声放大后，在正交下变频时干扰信号与具有固定相差的同频信号自混频对消，接收到的双路低中频信号经滤波放大，再输出到采样处理终端进行初始频率估计后形成初捕获频率控制字转入信号跟踪阶段；
在信号跟踪阶段：
所述测量系统向另一个卫星发送微波功率信号，同时接收来自另一个卫星的微波信号，测量系统利用正交模耦合器OMT进行收发信号隔离，抑制发射信号漏入低噪声放大器的电平到可接受，与接收信号一同经过低噪声放大后，在正交下变频时干扰信号与具有固定相差得同频信号自混频对消，接收到的双路低中频信号经带通滤波放大，再输出到采样处理终端进行信号跟踪处理；跟踪处理中先经过双正交数字混频与镜频对消处理，再通过信号动态跟踪环路，环路带宽由宽到窄逐步减小到最小环路带宽，实现信号高精度相位跟踪；在高精度相位跟踪状态下通过相位观察量生成器积分频率控制字，实现在抑制发射信号干扰和镜频噪声情况下，微波信号的低噪声接收和高精度相位测量，同时对I、Q两路合成中频信号进行高精度的载噪比估计、I路与Q路信号的相差估计，以及中频信号的功率估计，把估计结果作为接收信号质量状态随同高精度相位测量值打包格式化输出。
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