[发明专利]一种统一载波体制信号相干转发实现方法及系统

说明书

一种统一载波体制信号相干转发实现方法及系统，可以满足深空探测对数字化统一载波体制应答机的需求，其方法步骤为：将上行信号Fr与本振PSL1混频后产生接收中频信号F_IF1，将上述信号F_IF1转换为数字采样序列；对数字采样序列进行载波捕获跟踪，通过控制捕获跟踪过程中NCO的频率得到上行信号的多普勒频移和晶振时钟偏差量fd，fd由晶振频率乘一个偏移倍数X来表示；将上行信号的多普勒频移和晶振时钟偏差量fd按转发比K转发至下行，并与静态DDS频率Fs相加，得到DDS最终输出频率Fs’；将DDS最终输出频率Fs’信号通过数模转换成发射中频信号，并进一步与本振PLS2混频后产生最终的下行信号Ft’。

技术领域

本发明涉及一种基于数字化实现统一载波体制信号相干转发的方法，属于卫星测量控制技术领域。

背景技术

近年来，我国持续对月球、火星开展了一系列深空探测活动，对于深空测控应答机的数字化要求越来越高。但是目前还没有用数字化的方法解决统一载波体制信号相干转发问题，导致应答机无法实现测速功能，补充作法是仍用模拟应答机分频后再倍频的方法来实现，这就导致应答机设计复杂，重量、体积和功耗大幅增加，难以满足深空探测对应答机的数字化要求。针对该任务特点，本文提出了一种数字化的统一载波体制信号相干转发实现方法，在满足数字化应答机测速功能的同时，简化了应答机设计，实现了产品的小型化设计要求。按照上述方法完成了数字化S频段统一载波应答机的研制，并已随卫星已在Halo轨道正常运行，证明了该应答机设计的有效性和可行性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种数字化方法解决统一载波体制信号相干转发问题。

本发明的技术方案是：一种统一载波体制信号相干转发实现方法，其特征在于：采用数字化方式来实现统一载波体制信号相干转发。具体通过下述方式实现：

将上行信号Fr与本振PSL1混频后产生接收中频信号F_IF1，将上述信号F_IF1转换为数字采样序列；

对数字采样序列进行载波捕获跟踪，通过控制捕获跟踪过程中NCO的频率得到上行信号的多普勒频移和晶振时钟偏差量fd，fd由晶振频率乘一个偏移倍数X来表示；

将上行信号的多普勒频移和晶振时钟偏差量fd按转发比K转发至下行，并与静态DDS频率Fs相加，得到DDS最终输出频率Fs’

将DDS最终输出频率Fs’信号通过数模转换成发射中频信号，并进一步与本振PLS2混频后产生最终的下行信号Ft’。

进一步的，本振PSL1、本振PLS2、NCO以及DDS共用一个晶振频率Ftcxo作为参考信号。

进一步的，所述晶振频率Ftcxo可为任意值，可选温补或者恒温类型。

进一步的，PLS1＝N*Ftcxo，N为本振PSL1倍频次数，Ftcxo为晶振频率；PLS2＝M*Ftcxo，M为本振PSL2倍频次数。

进一步的，PLS1作为下边频器的低本振的同时PLS2作为上变频器的低本振进行变频处理，或者PLS1作为下边频器的高本振的同时PLS2作为上变频器的高本振进行变频处理。

进一步的，当载波处于静态标称频率时，NCO的频率Fnco＝P*Ftcxo＝F_IF1；对载波进行捕获跟踪的过程中，控制Fnco＝(P+X)*Ftcxo＝F_IF1+fd；

其中，P为固定倍数；X为锁定上行信号NCO产生的偏移倍数。

进一步的，DDS静态频率为Fs，Fs＝Q*Ftcxo，当应答机锁定上行信号进行相干转发时，控制DDS的频率Fs’＝Fs+fd*K，即Fs’＝(Q+X*K)*Ftcxo；