[发明专利]一种采用双DDS在中频模拟射频信号频率动态的方法

说明书

技术领域

本发明属于航天测控通信领域，涉及一种用双DDS同时模拟伪码码钟和载波多普勒频偏的方法。

背景技术

基于扩频技术的航天测控通信系统的重要设备是中频数字接收机。卫星的射频信号由天线接收，经低噪声前置放大器，被本地振荡器综合产生的本振信号下变频到中频。在混频过程之后保留了信号的多普勒频偏和伪码信息，只是载频降低了，而多普勒频偏仍以原来射频信号上的多普勒频偏为准。中频信号经模数转换后进入数字接收机通道处理。中频数字接收机需要完成对卫星发射信号的捕获和跟踪，即完成对伪码和载波的恢复。卫星和接收机之间的相对运动会使接收信号的载波频率和伪码速率都带有多普勒频偏，为了测试和评估接收机在多普勒动态情况下对信号的捕获和跟踪能力，必须设法使输入接收机的信号具有多普勒特性(包括伪码和载波)，模拟真实的动态环境。

目前，关于多普勒动态模拟技术主要分为三大类。

一是通过将发射机和接收机装载到实际载体上，用载体间的相对运动进行频率动态模拟。此方法需要特殊的场地和运动载体，而且受实际载体运动控制精度的影响，无法模拟真实动态环境中的各种运动状态。

二是用信道模拟器将发射机和接收机相连来进行频率动态模拟。此方法受信道模拟器模拟精度的限制，无法精确模拟真实动态，且成本高。

三是公开号为CN101252398A的中国专利申请(公开于2008年8月27日)，名称为“具有多普勒模拟功能的扩频信号源”所公开的一种多普勒动态模拟方法。该扩频信号源包括多普勒动态模拟、数据组帧格式编排和中频信号调制发射三部分。多普勒动态模拟部分实现处理机运动状态的动态模拟，从相邻时刻的载波相位增量推导载波NCO频率控制字，经过查表结合D/A生成包含多普勒的载波；从相邻时刻的伪码相位增量推导码NCO的频率控制字，经过查表结合D/A产生包含多普勒的码钟信号。此设备中的中频信号频率和伪码速率都是固定值，无法灵活的产生其它频率的伪码信号和中频调制信号，也无法模拟应用对象任意射频频率/伪码速率组合条件的频率动态。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种仅根据应用对象的射频载波频率和中频载波频率的比例关系，就能通过对两个DDS的输出频率控制，在中频模拟射频信号频率动态的方法。

本发明的技术解决方案是：一种采用双DDS在中频模拟射频信号频率动态的方法，步骤如下：

(1)采用第一直接数字频率合成器产生包含伪码多普勒频偏的时钟信号，所述第一直接数字频率合成器的频率控制字为其中f₀为输入参考频率，f_dc为伪码的多普勒频偏，R_c为伪码速率，N为频率控制字的位数，f_s为第一直接数字频率合成器内的采样时钟频率；

(2)采用第二直接数字频率合成器产生包含射频载波多普勒频偏的时钟信号，所述第二直接数字频率合成器的频率控制字为其中f_r为射频载波频率，f_i为中频调制载波频率；

(3)将第一直接数字频率合成器的输出信号送至扩频发射机产生发射伪码，并利用所述发射伪码对信息数据扩频调制后得到基带扩频信号；

(4)将第二直接数字频率合成器的输出信号倍频后产生中频载波信号；

(5)采用步骤(4)的中频载波信号对步骤(4)的基带扩频信号进行直接调制，得到所要求的伪码和载波频率动态的中频信号。

所述的第一直接数字频率合成器的频率控制字或者第二直接数字频率合成器的频率控制字的输入参数包括控制频度f和频率控制精度S，且满足关系式ΔF_Dmax＝f×S，其中ΔF_Dmax为第一直接数字频率合成器或者第二直接数字频率合成器输出信号的最大频率多普勒变化率。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明采用双DDS在中频模拟射频信号频率动态的方法，将卫星发射信号中伪码与载波的多普勒频率特性简化为用于产生伪码码钟的时钟信号的DDS输出信号与用于产生调制载波的时钟信号的DDS输出信号频率的线性比例关系。模拟精度取决于DDS的频率控制精度，容易做高，设置参数简便，使用灵活，配合扩频发射机和中频调制器，就能根据应用对象要求，产生带有所要求的伪码和载波频率动态的中频调制信号。

附图说明

图1为本发明方法的原理框图；

图2为本发明射频载波频率多普勒模拟；

图3为本发明通过测距接收机跟踪接收的射频载波频率动态；