[发明专利]一种抗单音干扰的统一载波测控信号捕获方法

说明书

本发明提供一种抗单音干扰的统一载波测控信号捕获方法，包括以下步骤：计算基带信号能量中心坐标k_c，根据基带信号的正弦副载波的调相指数m_f，计算基带信号的对称中心k_c'；若k_c'≠k_c，进行如下判断：当1.4≤m_f＜2时，选取出信号频谱幅值的平方E(k)最大的6根谱线；当m_f＜1.4时，则选出最大的4根谱线；剔除疑似单音干扰，直至剔除后的谱线满足对称性为止；频谱对称中心的频率值即为载波频率，实现信号捕获。发明利能够实现单音干扰下目标信号主载波的成功捕获，相比传统能量中心算法，提高了捕获方法抗单音干扰性能。

技术领域

本发明涉及一种抗单音干扰的统一载波测控信号捕获方法，特别适用于有抗单音干扰要求的捕获，属于航天测控通信技术领域。

背景技术

统一载波测控体制由于具有在一个主载波上通过调相调制多个测控通信副载波的特点，实现了跟踪测轨、遥测、遥控、测速和测距等通信功能，完成了多种测控使命，在航天测控通信中被广泛应用。信号的同步是实现信号解调的基础，而信号的捕获则是信号的粗同步过程，是实现信号精确同步的前提。根据信号调制特点，统一载波测控系统信号捕获的关键是对主载波进行捕获。

早期比较成熟的统一载波测控系统如美国的Apollo登月系统和我国的统一S波段(USB)测控系统采用的是频率扫描捕获方法，该捕获方法对多普勒进行搜索，搜索步进受限于环路滤波器带宽，扫描速度慢，捕获时间长。随着数字信号处理技术发展，信号的频谱特性得到更多关注，用来提高信号捕获性能。统一载波测控信号的频谱特性有两方面：一是调制度决定了信号能量的分配，调制度越大主载波能量越小，副载波能量越大；二是副载波信号都关于主载波呈对称分布。调制度小于1.4时调制信号的谱峰位于主载波处，可利用判最大值法对主载波进行捕获，但在大调制度下时不再适用。基于判频谱对称性的伪对称点最小误差判定法可以不受调制度的影响，但是算法需要对多普勒范围内的频点逐一判定对称性，计算量巨大，不利于工程实现。基于频谱能量中心的捕获方法计算量适中，但是只有在载波能量中心和频谱对称中心一致的前提下适用，当存在干扰时该前提不成立。

目前统一载波测控体制处于军、商共用状态，技术体制公开，大部分卫星不具备抗干扰能力；且采用统一载波测控体制航天器的测控天线采用宽波束天线，无法实现空间过滤，极易受到干扰，造成信号捕获的误捕。其中人为的单音干扰是一种易于产生、干扰性强的压制式干扰。一旦单音干扰信号功率大于系统的抗干扰容限，系统捕获性能会急剧恶化，捕获时间延长、虚警概率增加，无法正确捕获到信号。所以研究具有单音干扰抑制功能的捕获算法很具实际意义。

发明内容

本发明提供一种抗单音干扰的统一载波测控系统捕获方法，该方法利用了能量中心和对称中心的位置关系确认单音干扰是否存在，在单音干扰存在的情况下，充分考虑测控信号调制度、幅值特性，依次对疑似单音干扰存在的频点进行判决和剔除，在判定单音干扰同时得到残余载波频点位置，进而实现主载波的捕获。

实现本发明的技术方案如下：

一种抗单音干扰的统一载波测控信号捕获方法，包括以下步骤：

步骤一：对输入的基带信号做N点快速傅里叶变换，再进行模平方得到信号频谱幅值的平方E(k)，其中k为频点的坐标；然后计算信号能量中心坐标k_c；

步骤二：对基带信号的正弦副载波的调相指数m_f进行判断，当1.4＜m_f＜2时，直接选取出E(k)最大的2根谱线的坐标k₁和k₂，计算对称中心k_c'＝(k₁+k₂)/2；当m_f＜1.4时，则选出最大的1根谱线的坐标作为k_c'；