[发明专利]锁频环辅助锁相环快速锁定方法

权利要求书

1.一种锁频环辅助锁相环快速锁定的方法，其特征在于包括如下步骤：在低信噪比且高动态条件下，当Ka频段扩频模式测控系统的地面下行接收机信号通道从捕获切换到跟踪阶段时，快速地将中频输入信号牵入到锁频环FLL进行稳态跟踪，把捕获初值送入数字控制振荡器NCO，输出正弦表和余弦表，对分别送入锁频环路中的I、Q支路分别进行信号下变频、下抽取和积分滤波-清除，获得载波频率的偏差值，然后送入锁频环路鉴频器，锁频环路鉴频器把鉴频的值送入二阶环路滤波器滤波输出的频率锁频环路值，经锁频环路NCO调整载波输出接近真实的载波频率值，对载波频率值进行积分得到载波相位值和锁定后的载波频率值，作为锁相环PLL的载波频偏相位初始值；信号经下变频后，利用码环锁定同步后送过来的PN码进行解扩，解扩后的信号送入锁相环PLL中的I、Q支路，经C/A码发生器后再进行积分滤波-清除，然后送入锁相环路鉴相器进行鉴相，通过三阶环路滤波器输出精确地载波相位偏差被送入锁相环路NCO调整NCO输出新的正弦表和余弦表，得到下变频后的完全零中频信号；然后将零中频信号送入位环进行位同步，再进行译码、帧同步，完成信号的解调；锁相环路利用锁频环路锁定后的载波频率值，采用较窄的噪声带宽，紧密地跟踪信号，快速锁定输出精确的相位测量值。

2.根据权利要求1所述的锁频环辅助锁相环快速锁定的方法，其特征在于：锁频环FLL滤波器输出的频率差异值经过积分以后成为锁相环PLL滤波器输出的相位差异，使得当输入到锁相环PLL的相位差异值在一个较小的范围内，信号能够快速锁定。

3.根据权利要求1所述的锁频环辅助锁相环快速锁定的方法，其特征在于：当输入到锁频环FLL的信号为零时，环路就变成了纯粹的锁相环PLL，具有更好的动态适应性。

4.根据权利要求1所述的锁频环辅助锁相环快速锁定的方法，其特征在于：当载波环以锁频环FLL的形式闭合并锁定信号后，它就从纯锁频环FLL形式逐步进入锁频环FLL辅助下的锁相环PLL形式，以及直至最后的锁相环PLL形式，使载波环在锁定信号的前提下在尽可能多的时间内输出纯锁相环PLL的精确相位测量值。

5.根据权利要求1所述的锁频环辅助锁相环快速锁定的方法，其特征在于：高动态应力等因素使锁相环PLL对锁定信号发生困难时，载波环又从锁相环PLL变换为纯锁频环FLL形式，维持对信号的跟踪。

6.根据权利要求1所述的锁频环辅助锁相环快速锁定的方法，其特征在于：二阶环路滤波器的传递函数F₂(S)＝1/K(a₂w_n+w_n²/s)，通过调整传递函数F₂(S)的参数来适应不同的信号载波多普勒范围、变化率以及信噪比，其中K表示鉴频环路增益，a₂为二阶环路频率常数，w_n为自然谐振频率，w_n＝B_L/0.53，B_L为噪声环路带宽，S为环路积分器。

7.根据权利要求6所述的锁频环辅助锁相环快速锁定的方法，其特征在于：鉴频器输出的频率误差乘以二阶环路滤波器的传递函数F₂(S)，经过环路滤波，得到精确的频率差值。

8.根据权利要求7所述的锁频环辅助锁相环快速锁定的方法，其特征在于：F₂(S)函数在载波频偏±900KHz，频偏变化率±25KHz/s条件下，K取值100，a₂取值1.414，B_L取值1000，那么w_n取值1886.8。