星载统一测控载波跟踪环相位噪声分析

为了保证测速和测距精度,有效手段之一是在星载统一测控应答机上采用嵌套环路结构的载波跟踪环完成相干载波提取。由于利用了相干本振补偿多普勒频移,必须考虑输入相位噪声对本振相位噪声的影响。为了准确预测环路输出相位噪声性能,对环路中各部件贡献的相位噪声进行了分析。针对不同噪声源,运用信号流图的分析方法建立了对应的环路相位噪声模型,通过仿真计算得到了不同输入信号功率条件下的环路输出相位噪声功率谱,与实际电路的测试结果对比,证明了该环路相位噪声模型的准确性。应用该模型能提高环路设计的准确性和效率。     

三阶数字锁相环环路参数的设计方法

为实现卫星移动环境下的精密测距、测速,分析了三阶数字锁相环跟踪卫星多普勒频率变化的能力.利用理想二阶锁相环构造了三阶环,对三阶环路的参数设计方法进行了数学推导和仿真研究,分析了三阶环的参数选择的原则,并给出了环路滤波器的数字实现框图.仿真结果表明,利用推导出的参数设计方法所设计的三阶数字环路,能很好地满足设计要求,且稳定性好.     

GNSS接收机锁相环最佳环路带宽的选取

锁相环环路带宽值的选取对于锁相环的跟踪误差性能有重要影响。基于全球卫星导航系统(GNSS）接收机中常用锁相环结构与数学模型,首先介绍了锁相环及其重要组成部分环路滤波器的结构和原理,然后分析了环路带宽的取值对锁相环两个最重要的误差源——环路热噪声误差和晶振阿伦偏差的影响,给出了低动态下使锁相环总的跟踪误差最小的最佳环路带宽的理论表达式。对基于由现场可编程门阵列（FPGA）芯片、温补晶振和模/数接口电路构建的实际硬件接收机平台进行了验证,结果表明：当根据最佳环路带宽的理论表达式取环路带宽值时,锁相环的跟踪误差最小。所推得的理论表达式不仅可以应用于GNSS接收机,也适用于一般的载波跟踪环设计。     

一种GNSS信号跟踪环路频相直调控制算法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机信号跟踪环路正确地锁定导航信号的频率、相位是提取测量值以及导航星历的基础。传统的接收机跟踪环路采用调整频率的方式来调整相位，不能及时消除跟踪误差，并且在弱信号条件下容易受到噪声影响，难以对信号进行精确跟踪。针对这一问题，提出了一种基于非相干预滤波器的频相直调环路控制算法，采用非相干预滤波器提取跟踪误差，并且在本地信号生成阶段直接将载波相位差、载波频率差、码相位差进行消除。实验表明，与传统环路相比，频相直调算法对载波相位、码相位迁入速度分别提高了90%和95%，高动态、弱信号下多普勒估计精度分别提高了69.25%和61.37%，并且频相直调算法能够有效抑制环路参数调整、载体突然机动对载波相位锁定带来的扰动。     

一种单片微机控制的锁相环频率合成器

本文报导我们研制的一种单片微机控制的锁相环频率合成器。它以大规模集成芯片ＭＣ１４５１４６为中心，配以参考振荡器、环路滤波器、直流放大器、压控振荡器、双模前置分频器以及单片机频率控制系统。     

X频段取样锁相频率合成器——PDRO

对取样锁相频率合成器的工作原理、技术特点等进行了描述,着重分析了其低相噪、低杂散特性,讨论了环路滤波器与环路扩捕的设计对环路稳定性的贡献,最后给出了X频段取样锁相频率合成器的电技指标.     

锁相环路频率捕获的研究

当本振正在扫描时,利用比例积分控制滤波器捕获带噪声信号锁相环路的能力,是根据这种系统的低频General Electric Electronic System Evaluator模型的经验决定的。本文研究自然频率和阻尼系数对线性环路(与中频信号受限幅的环路不同)的频率捕获性能的影响。此外,还讨论了中频信号受到严格限幅的环路,也讨论了对给足的信噪比在捕获概率等于或大于90％的情况下为使扫描率最大而设计的环路。对输出信号中的均方根相位抖动进行了测量,作为验证,预测相位抖动的标准分析的方法。研究端果如下: 1)阻尼系数在0.5～0.85的范围内有接近于最佳的捕获性能。 2)对给定的(S/N)_IF来说,虽然降低环路增益会减小相位抖动,但却降低了环路捕获和跟踪信号的总能力。 3)中频的“严格”限幅器能有效地作为增益控制,以提高环路的性能。 4)若给出(S/N)_IF和环路参数时,可用由试验结果推导出来的经验公式准确地预测捕获概率为90％的压控振荡器扫描率。     

锁相环的谐波锁定

本文研究输入波形为偶函数周期波,压控振荡器的输出波形为奇函数周期波情况下锁相环的谐波锁定。首先,假定环路具有一阶滤波器,由输入及压控振荡器输出波形的谐波频率和振幅,导出了谐波锁定时的锁相环模型,以及求解谐波锁定特性的关系式。其次,以输入和压控振荡器输出均是方波为例,阐明了在谐波锁定状态下,无论锁定谐波次数为多少,鉴相器的特性都是相同的;谐波锁定频率范围与压控振荡器的锁定谐波次数无关,而与输入的锁定谐波次数的平方成反比等等。最后,阐明了谐波锁定牵引频率范围的求解,以及对于波形的占空系数和环路阻尼系数的依赖关系。     

《电讯技术》专题资料《时间频率技术》题要（十八）

一种新的模拟环频率预置方法（赵海清） 主要介绍了一种新的模拟环频率预置方法。将该方法用到低噪声频综器中，既可以去掉传统模拟环频率预置电路中运算放大器及其外围电路对环路的噪声贡献，又可以使预置电路不会给环路参数带来影响，并能避免使用过高的预置电压。     

一种AD9371宽带无线同步定时模块简化方法

在满带宽100 MHz条件下,AD9371的收、发采样频偏问题严重,不采用精确的同步定时模块时,在高斯白噪声信道下测试,误码率较调制误差公式erf值偏高。传统的Gardner定时同步算法虽能降低采样频偏,但Gardner算法的实现复杂度太高。针对这对性能和复杂度间的矛盾,给出了一种同步定时模块的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)简化实现方法。简化后的Farrow滤波器的乘法器与原始的Farrow相比减少50%,环路滤波器占用FPGA资源和传输时延比原环路滤波器都减少了50%以上。将简化后的同步定时模块在AD9371板卡上进行测试,结果表明简化后的同步定时模块与传统的Gardner同步定时模块性能在-30 dBm时误码同时降低到零,性能完全一样,证明此种同步定时方法的等效简化切实有效。     

锁相调频中的噪声性能分析

<正> 按照国际承包工程惯例,承包商的所谓合同管理工作有它特定的内涵。它指的是那部分专由承包商常驻工地估价师具体组织、开展的工程项目中的经济事务。它的工作目标是:维护承包商自身的合同权益,最终实现其项目投标时预定的项目利润。需要特别指出的是,虽然承包商开展合同管理工作的主要依据是项目承包合同,但是,其它各项基础管理工作的优劣还必然密切制约着合同管理工作的质量。合同管理工作的主要内容一般应包括以下七个方面。     

S频段锁相频率合成器的设计

介绍了小数式锁相频率合成器的设计方法及相关理论,分析了影响锁相环相位噪声的主要因素并设计了环路滤波器和Wilkinson功率分配器。由实验结果可知,小数式锁相频率合成器具有很好的相位噪声和较高的频率分辨率。     

电离层色散效应对宽带BOC信号的影响

电离层色散特性导致宽带二进制偏移载波（Binary Offset Carrier,BOC）信号的码片时域波形和相关函数曲线产生畸变,影响BOC信号完好性和跟踪性能。为了评估电离层对BOC信号传输的影响,构建了宽带BOC信号的电离层影响分析框架,分析了电离层色散效应对码片时域波形和相关特性的影响,并评估了三类典型BOC信号的带内电离层色散效应在码跟踪环路和载波跟踪环路引入的偏差。研究结果表明,电离层色散效应会导致宽带BOC信号时域码片实部和虚部边缘产生抖动现象,色散信号与标准信号间的互相关函数会产生明显的相关损耗;在电离层活跃期间,电离层色散效应在码跟踪与载波相位跟踪中均引入明显的鉴别误差。该结果对BOC信号的电离层误差的评估与校正有一定的参考意义。     

四相鉴频器辅助的高动态BOC信号载波跟踪

叉积鉴频器的输出频率范围比较窄,捕获信号以后的多普勒频偏可能不在其跟踪范围内。针对此问题,提出了使用四相鉴频器（FQFD）算法辅助已经成型的二阶锁频环加三阶锁相环模型。首先,利用四相鉴频器的非线性特性将接收信号频偏大步长牵引到较低范围,然后使用锁频环消除其大部分动态性,最后利用锁相环跟踪精度高的特点实现高动态二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)信号载波的快速准确跟踪。在分析各跟踪模块算法的基础上,讨论了其本身的热噪声误差、动态适应力以及最优带宽等相关问题,理论分析和仿真结果验证了该方法比原有跟踪算法提高了300 Hz左右的鉴频范围,并且跟踪效果良好。     

X频段机载雷达频率合成器的设计

介绍一种机载合成孔径雷达(SAR)频率合成器的试验研究。该合成器采用了数字锁相环与模拟环相结合的方法,以及谐波混频和减振技术,实现了频率合成器的低功率、轻重量、小体积和低相位噪声等技术指标。     

深空测控系统1 Hz低相噪频率合成技术

针对深空测控系统高精度测量对于信道附加相噪的要求,采用直接数字频率合成（DDS）正交调制方法设计频率综合器。通过巧妙的试验和外推方法,择优选取电压型鉴相器,在锁相环相噪模型的基础上,全面分析各部分相噪的贡献,综合设计环路带宽,有效控制附加相噪,实现低相噪频综器最理想的目标,即环路带内的相噪完全由参考决定,带外的相噪由压控振荡器（VCO）决定,并采用两源互比的方法完成1 Hz极低相位噪声的测试,测试结果为-73 dBc/Hz,与设计结果完全一致。该方法对于测控站极低相噪的设计具有一定参考价值。     

一种针对压缩域信号的新型锁相环技术

针对通信信号压缩采样获得的压缩域信号频率、相位提取问题,提出了一种基于压缩感知的新型锁相环技术。通过深入研究压缩域的信号估计问题,提出了压缩域锁相环路,可以直接在压缩域同步跟踪信号频率和相位变化,不再需要高复杂度的信号重构处理。分析了环路模型及其估计性能,并针对该锁相环可行性和性能分别进行了仿真实验。仿真结果不仅验证了压缩域锁相环的可行性,同时表明该环路能够实现高动态信号的高精度频率提取。压缩域锁相环的应用潜力较大,例如可以作为压缩感知通信接收机的同步解调方法。     

3RR测量系统的高精度新型应答机设计

介绍了一种基于3R■测量系统的三通道高精度新型应答机,该应答机采用一路相参、两路非相参的方案。比较了中频调制转发(中转调)和中频混频转发(中转发)两种方案的特点,并对特殊环路设计、多路信道带宽设计和强弱信号增益线性设计等关键技术进行了详细论述。     

一种加快频率合成器跳频速度的新方法

<正> 目前,欧共体单一市场的建立正紧锣密鼓地展开,为促成单一市场而提出的279项法规已通过过半。针对1992年后的欧共体单一市场,无论是发达国家还是发展中国家都在积极准备,寻求对策。激烈的竞争态势已经呈现。我国对欧共体出口也面临严峻形势。如何在未来的欧洲统一大市场中占有一席之地,已成为一项迫切需要研究的课题。     

基于变长观察法载波同步的OQPSK全数字解调器

在应用于非协同通信的自适应盲接收机系统中,OQPSK信号的解调是一个难点。本文通过对数字同步技术的研究,提出了一种新的OQPSK全数字解调器。该解调器能够在恶劣信号条件下对OQPSK信号进行解调,对Eb/N0、载波频偏、时钟偏差等有很大的宽容度。本文在解调器数字锁相环的研究中提出了“变长观察法”,很好地解决了数字锁相环频率捕捉范围和相位稳定度对观察长度不同要求之间的矛盾,从而显著扩大了低Eb/N0 条件下数字锁相环的频率捕捉范围。