[发明专利]快变载波多普勒频移捕获系统

权利要求书

1.一种快变载波多普勒频移捕获系统，包括：顺次串联的第一级滤波采样单元、第一级乒乓缓存单元、第一级频率补偿单元、第二级滤波采样单元、第二级乒乓缓存单元、第二级频率补偿单元、非线性变换单元、快速傅里叶变换单元、峰值搜索单元和频率解算单元，其特征在于：第一级滤波采样单元对接收信号进行第一级滤波采样，通过第一级乒乓缓存单元实现信号采样的准实时处理；第一级频率补偿单元根据载波多普勒频移范围、载波多普勒一阶变化率范围划分多个粗略频率子槽，采用粗略频率子槽对第一级乒乓缓存单元中的采样数据完成载波频率的粗略补偿，粗略补偿后的采样数据经过第二级滤波采样单元进行第二级滤波采样，并进入第二级乒乓缓存单元；第二级频率补偿单元根据第一级频率补偿单元中载波多普勒一阶变化率搜索步进和载波多普勒二阶变化率范围划分为多个精细频率子槽，采用精细频率子槽对第二级乒乓缓存单元中的采样数据完成载波频率的精细补偿，精细补偿后的采样数据经过非线性变换单元、快速傅里叶变换单元和峰值搜索单元完成非线性变换、快速傅里叶变换和峰值搜索，得到积分峰值及其所在轮次信息；频率解算单元根据积分峰值及其所在轮次信息进行频率解算，结合信号采样时间和数据处理时间，对频率解算单元输出的捕获结果进行校正，得到当前时刻接收信号的载波多普勒频移、载波多普勒一阶变化率和载波多普勒二阶变化率，完成快变载波多普勒频移的精确捕获。

2.如权利要求1所述的快变载波多普勒频移捕获系统，其特征在于：第一级滤波采样单元根据接收信号的数据频率f_ad和采样频率f_samp采用公式f_samp×2³²/f_ad进行数据转换，将得到的采样频率控制字K_samp1送入直接数字式频率合成器DDS，直接数字式频率合成器DDS产生清零脉冲，根据这个清零脉冲对输入数据进行积分清零，结合第二级滤波采样单元的积分点数M和快速傅里叶变换单元的快速傅里叶变换点数N，得到信号采样时间t_samp为M×N/f_samp。

3.如权利要求1所述的快变载波多普勒频移捕获系统，其特征在于：第一级频率补偿单元将载波多普勒频移范围划分为总数L_dopl+1个载波多普勒搜索子槽，并且载波多普勒频移搜索轮次l_dopl∈(0,1,…,L_dopl)，载波多普勒频移搜索步进粗略频率子槽内载波多普勒频移为并从最小载波多普勒频移顺次搜索至最大载波多普勒频移同时将载波多普勒一阶变化率范围划分成总数L_rate1+1个载波多普勒一阶变化率搜索子槽，载波多普勒一阶变化率搜索轮次l_rate1∈(0,1,…,L_rate1)，载波多普勒一阶变化率搜索步进粗略频率子槽内载波多普勒一阶变化率为并从最小载波多普勒一阶变化率顺次搜索至最大载波多普勒一阶变化率

4.如权利要求3所述的快变载波多普勒频移捕获系统，其特征在于：第一级频率补偿单元采用公式对粗略频率子槽内的载波多普勒频移进行数据转换，得到载波多普勒频移控制字再采用公式对粗略频率子槽内的载波多普勒一阶变化率进行数据转换，得到载波多普勒一阶变化率控制字最后对载波多普勒频移控制字进行一次累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒频移的本地载波，同时对载波多普勒一阶变化率控制字进行两次累加得到查询地址，通过地址映射、查表生成载波多普勒一阶变化率的本地载波，利用两路生成的本地载波进行复乘运算得到本地复合载波，本地复合载波与第一级乒乓缓存单元输出的采样数据进行复乘运算完成载波频率的粗略补偿。