一种适用于遥测测距信号的新型码跟踪环

发布时间：2021-12-30 21:32

　　遥测测距技术采用再生伪码作为上行链路信号。针对飞行器现有码跟踪环结构复杂、低信噪比条件下环路跟踪性能差的问题,提出了一种新的基于锁相环的码跟踪环结构,推导了环路的信号处理流程。该结构降低了环路实现的复杂度,改善了低信噪比条件下的相位测量精度,仿真进一步验证了方法的有效性和稳定性,较现有方法在信噪比为-10 dB时能提高1. 5×10^-3个码片的精度,适合遥测测距技术。 

【文章来源】：电讯技术. 2020,60(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

遥测测距原理图

式中:Pr为测距信号功率，Pc为载波功率，两者的和为总发射功率;d"PN(t)为地面发射信号dPN(t)的延迟表示形式，，其中dk为±1伪码，p(t)为周期为T的滤波成形信号;Δθ(t)为上行信号的载波跟踪误差;n(t)为双边功率谱密度为N0/2的高斯白噪声。传统DTTL将中相积分器的输出和同相积分器输出的时钟信号相乘获得误差信号，考虑两个噪声干扰信号相乘存在平方损失，且信噪比越低平方损失越大;又因为再生伪码时钟为±1交替的已知序列[4],BepiColombo探测器将该±1时钟码元代替同相积分器的输出值，与中相积分器的输出值γk相乘获得误差信号，文献[11]指出该替换的误差可以忽略不计。CTL将误差信号做累加处理并输入环路滤波器，从而对整个系统的定时进行相应调整直至跟踪到码片定时。

图3给出了本文提出的伪码同步系统结构框图，该系统由同相积分支路和CTL构成。同相支路的结构和功能保持不变，通过CTL反馈的时延信号实时调整积分区间，恢复上行PN序列vk;新型的CTL实质上采用发展成熟的锁相环结构，该新型CTL结构利用了伪码信号?PN(t)与时钟信号?RC(t)高度相关的特性[13]，将载波跟踪环路的Q路输出与一测距时钟频率的复信号珟ω(t)相乘，经低通滤波器滤除高频部分，送入锁相环中对码片定时进行跟踪。由于取代了DTTL结构，因此，理论上同样不存在平方损失的问题，且误差信号不在相邻码片之间提取。2.3 码跟踪环信号处理流程分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]CCSDS建议的再生伪码测距性能分析[J]. 丁溯泉,李海涛.  宇航学报. 2011(10)
[2]用于再生伪码测距时钟恢复的新型码片跟踪环性能分析(英文)[J]. 张朝杰,金小军,郁发新,金仲和.  Journal of Southeast University. 2007(02)
[3]孙子定理在复合伪码测距中的应用[J]. 王彬.  无线电工程. 2004(08)

博士论文
[1]星载高精度测距与时间同步技术研究[D]. 王竹刚.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2017
[2]再生伪码测距技术及实现研究[D]. 金小军.浙江大学 2007



本文编号：3558998