[发明专利]在载体旋转条件下卫星的射频信号的生成方法和装置

权利要求书

1.一种在载体旋转条件下卫星的射频信号的生成方法，其特征在于，包括：

计算载体天线的旋转速度，根据所述载体天线的旋转速度计算载体旋转引起的多普勒频移；

建立载体的天线坐标系，根据所述天线坐标系计算载体旋转状态下载体天线的增益和接收信号功率；

根据所述多普勒频移和载体天线的天线增益和接收信号功率，生成卫星的射频信号。

2.根据权利要求1所述的载体旋转条件下卫星射频信号的生成方法，其特征在于，所述的计算载体天线的旋转速度，根据所述载体天线的旋转速度计算载体旋转引起的多普勒频移，包括：

设载体坐标系所在的平面为x_uoz_u平面，l′是卫星至载体坐标系的坐标原点之间的直线距离，l为l′在x_uoz_u平面的投影，ψ为l′与l之间的夹角，β为l与z_u轴的夹角，v_z为载体天线的旋转速度，v_z＝ω_zr，ω_z＝2πf_z为载体天线的旋转角频率，r为载体半径，f_z为频率，是天线转动周期的倒数；

设v为载体天线的旋转速度在l′方向上的速度分量，其计算方法为：

v＝v_zsin(β-ω_zt)cosψ

所述t表示某一时刻，v是该时刻的速度

由多普勒计算公式f_d＝v·f/c计算载体旋转引起的各个频点对应的多普勒频移为

f_d＝v_zsin(β-ω_zt)cosψ·f_c/c

  ＝2πrf_zsin(β-2πf_zt)cosψ·f_c/c

其中，f_c为载体所在的导航系统中的某频点的载波频率，c为光速。

3.根据权利要求1所述的载体旋转条件下卫星射频信号的生成方法，其特征在于，所述的建立载体的天线坐标系，根据所述天线坐标系计算载体旋转状态下载体天线的增益和接收信号功率，包括：

建立载体的天线坐标系，该天线坐标系包括：ε为卫星与坐标原点的连线在X_aOZ_a平面内的投影与X_a轴的夹角，取值范围是0～360°，η为卫星与坐标原点的连线与Y_a轴之间的夹角，取值范围是0～180°，设P_a为载体的天线增益，P_a＝G(ε，η)，G为ε和η的函数；

设P_r为计算载体天线的接收信号功率，其计算公式如下：

P_r＝P_s-P_w+P_a，其中P_s为卫星的发射信号功率，P_w为空间传播延迟，P_a为载体天线的天线增益。

4.根据权利要求1或2或3所述的载体旋转条件下卫星射频信号的生成方法，其特征在于，所述的根据所述多普勒频移和载体天线的天线增益和接收信号功率，生成卫星的射频信号，包括：

根据所述载体天线的接收信号功率P_r计算出载体天线的接收机前端接收到的卫星的射频信号的信号振幅A(t)，根据所述载体天线旋转引起的多普勒频移f_d＝v·f/c计算多普勒频移的角频率ω_d(t)，

设到达载体天线的接收机前端某卫星的射频信号为S(t)，S(t)的计算公式如下：

S(t)＝A(t)D(t-τ(t))C(t-τ(t))cos

     [(ω+ω_d(t))(t-τ(t))+φ(t)]+n(t)

其中，A(t)为接收机前端收到的信号振幅，D(t)为该卫星的导航电文，C(t)为扩频码，ω为射频角速度，ω_d(t)为频率偏移，ω_d(t)＝2πf_d(t)，τ(t)为卫星信号从发射到接收的时间延迟，φ(t)为载波相位，n(t)为接收机收到的热噪声。