[发明专利]微弱扩频信号角跟踪方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线电测控领域一种微弱扩频信号角跟踪技术，特别适合无线电测控领域对飞行器的隐蔽测角跟踪。

背景技术

目前在无线电测控领域中对飞行器的跟踪主要采用单通道单脉冲体制，下行数据采用非扩频的正交相移键控调制方式，信号很容易被截获和干扰。扩频系统可以工作在负信噪比下，信号淹没在噪声中，因此具有很高的隐蔽性、抗干扰性、抗多径和抗截获的能力。而如何直接利用扩频信息实现角度误差信号的提取，准确、及时地完成对飞行目标的测角跟踪，成为飞行器测控系统必须要解决的一个问题。

发明内容

本发明避免了上述背景技术中的不足之处，同时又使得跟踪系统能够工作在负信噪比下，且可以充分利用当前的测控信道而无需额外增加设备量，具有算法简单、灵敏度高、精度高、设备简单等特点。

本发明所要解决的技术问题由以下技术方案实现：

一种微弱扩频信号角跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

①单通道单脉冲微弱扩频角跟踪射频信号的合成：

对地面跟踪天线和差网络输出的角误差信号ΔA和ΔE分别用互为正交的低频方波进行0/π调制，两路调制的信号相加后再与和信号Σ耦合，合成为单通道单脉冲微弱扩频角跟踪射频信号；

②地面数字跟踪接收机对输入的微弱扩频信号实现快速解扩：

地面数字跟踪接收机对输入的中频微弱扩频信号采用伪码相位并行搜索的方式，极大地降低了解扩搜索阶段的处理时间，同时为了能够在低信噪比的条件下完成解扩，采用多倍视频累积，可以实现微弱扩频信号条件下的快速解扩，以适应对飞行器的快速、大动态、隐蔽性角跟踪；

③地面数字跟踪接收机对解扩后的信号通过运算，解算出误差电压并输出到伺服设备，实现闭环跟踪：

地面数字跟踪接收机对解扩后的数据，通过运算、带通滤波、与本地的低频方波同步检波、低通滤波、解算出误差电压，组帧输出给伺服设备，完成对飞行器的闭环跟踪。

一种实施所述的微弱扩频信号角跟踪方法的系统，其特征在于，包括耦合器、射频带通滤波器、低噪放大器LNA、本振、下变频器、中频带通滤波器、伪码快速解扩器、第一乘法器、第二乘法器、第一0/π调制器、第二0/π调制器、加法器、自动增益控制AGC、中频放大器、T/4移相器和低频方波发生器，地面跟踪天线输出的和信号Σ依次通过耦合器、射频带通滤波器、低噪放大器LNA、下变频器、中频带通滤波器后与伪码快速解扩器的输入端连接，伪码快速解扩器的两个输出端分别与一个乘法器的一个输入端连接；在低噪放大器LNA与下变频器之间还连接有本振，中频带通滤波器的另一输入端还与中频放大器的输出端连接，该中频放大器设有自动增益控制回路AGC；第一0/π调制器的输入端和调制端分别与方位信号ΔA和T/4移相器的输出端连接，后者的输入端与低频方波发生器的输出端连接；第二0/π调制器的输入端和调制端分别与俯仰误差信号ΔE和低频方波发生器的输出端连接；第一0/π调制器和第二0/π调制器的输出端经过加法器后与耦合器的另一输入端连接；两个所述的乘法器的另一输入端分别与T/4移相器和低频方波发生器的输出端连接。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

1. 本发明极大的利用了当前测控系统的现有信道设备，在单通道单脉冲信号合成时几乎没有什么变动，同时又避免了原有跟踪体制中隐蔽性差，容易被干扰的缺点。

2. 本发明信号处理部分，数字解扩采用了伪码的并行搜索和多倍视频累积策略，即保持了原有解扩的灵敏度指标，又缩短了解扩锁定的时间。同时将误差电压的解算部分与解扩算法统一起来，继承和发展原有成熟算法。

3. 本发明的核心部分主要在数字信号处理方面，信号处理的硬件平台借用原有硬件资源，所采用的算法实现灵活、简单、性能可靠，有利于工程应用。

附图说明

图1是本发明微弱扩频角跟踪系统组成框图。

图2是本发明伪码并行搜索捕获原理框图。

图1中：Σ为地面跟踪天线输出的和信号、ΔA和ΔE分别为方位和俯仰误差信号、LNA为低噪放、AGC为自动增益控制、UA和UE分别为地面数字跟踪接收机解算输出的角误差电压。

图2中：I和Q为地面数字跟踪接收机解扩后的对准支路数据、PN0…PNn为伪码的不同相位。

具体实施方式