[发明专利]一种基于正交数字包络检波的0/π调制测角方法

说明书

本发明提供了一种基于正交数字包络检波的0/π调制测角方法，通过时分开关分别实现两路差信号的0/π调制，降低测角性能对和差通道相位一致性的敏感度；总合成信号通过窄带滤波，将不同速率波形的下行通道通过一个通道实现，降低硬件成本；经过正交下变频得到I、Q两路基带信号，分别错开一个采样点做自相关，更准确地累计信号能量，解决工程实现中的残留载波问题；每个时隙内的首尾部分采样点不做相关运算，避免低频调制方波组在基带信号端与射频网络端的相位偏差影响。本发明和差通道相位一致性只需满足低频调制方波在跟踪接收机与射频网络前段允许出现可容忍的相差，本地载频与中频频率无需完全一致，利于硬件工程实现，系统自跟踪性能优异。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及通信与测控领域中的一种单脉冲单通道跟踪接收机技术，可用于对目标的捕获、跟踪。

背景技术

在超宽带通信系统中，通常设计一窄波束高增益定向天线，采用自跟踪雷达稳定地跟踪目标，确保接收信号的功率大小，保障数据的远距离可靠传输。针对目前常用的单脉冲单通道雷达跟踪系统，跟踪接收机分为0/π调制和四相调制两种调制方法，将射频馈源网络输出的和差信号采用不同调制方式合为一路信号，通过对应方法解调角度差信息，并将其传递给伺服系统，驱动天线对准目标。因此，对跟踪接收机测角精度的研究有重要意义。

Adams.Norman.H.、Sequeira.H.Brian和Bray.Matthew等人在“Monopulseautotrack methods using software-defined radios”(IEEE Aerospace Confere--nce,2015(3))中提出改进后的0/π调制方法，对正交合并后的差路信号进行0/π两相调制，利用锁相环技术实现相干检波解调角度差信息，跟踪性能优异，但不足之处在于该方法仅适用于单载波接收信号。

为了将0/π调制方法适用于任何形式的接收信号，李瑞榜早在“扩频信号跟踪测角技术研究”(无线电工程，2004(1))中提出了一种改进方法，该方法对两路差信号用一组正交的低频调制方波分别进行0/π两相调制，接收机通过时域相关完成信号能量累计，以解调角度差信息。但不足之处在于时域相关过程中引入噪声能量，使系统的应用局限于高信噪比环境中。

王小妹在“宽带雷达信号接收系统单脉冲单通道跟踪接收机技术研究”(西安电子科技大学论文，2011(10))中介绍了四相调制方法，对正交合并后的差路信号进行四相调制，通过移位相关运算获得包络幅度，解调角度差信息，适用于任何形式的接收信号，但不足之处在于跟踪性能较差。

此外，上述两种测角方法对和差通道的相位一致性(交叉耦合特性)要求很高，需满足使得硬件成本和难度大大增加。同时，低频调制方波无法在跟踪接收机与射频网络前段始终保持同相，随时间推移或外界环境改变，该相位偏差会导致系统测角性能下降。现有的宽带信号测角方法无法兼顾高精度测角及低硬件要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于正交移位一点相关包络检波技术的正交0/π调制方法，该方法和差通道相位一致性只需满足低频调制方波在跟踪接收机与射频网络前段允许出现可容忍的相差，本地载频与中频频率无需完全一致，利于硬件工程实现，系统自跟踪性能优异。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1)跟踪接收机接收到馈源网络输出的和信号、方位差和俯仰差三路信号，通过一对正交的低频调制方波，分别对方位差和俯仰差信号进行0/π调制；

2)调制后的两路差信号与和信号相加，合成单通道跟踪信号；

3)单通道跟踪信号进行带通滤波，通带大小为信号带宽的1/6；

4)滤波后的单通道跟踪信号经过正交下变频变为I、Q两路基带信号，分别通过低通滤波后进行下采样处理，每个符号的采样点数不小于4；