[发明专利]一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获方法及系统

权利要求书

1.一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获方法，其特征在于：根据扩跳频信号的时频特性表达式，基于扩跳频信号自相关峰值尖锐程度与跳频带宽成正比的特性，分跳频区间进行扩跳码相位和多普勒频偏搜索，确定接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏，具体步骤如下：

(1)利用本地跳频图案合成本地跳频载波，然后用该跳频载波对接收信号进行解跳，并对解跳后的信号进行低通滤波；

(2)对步骤(1)中低通滤波后的解跳信号幅值进行自动增益控制，使得低通滤波后的解跳信号幅值在有干扰环境和无干扰情况下保持一致；

(3)对解跳后的数据进行抽取；

(4)产生多路不同相位的本地直扩码字，并用所述的直扩码字与抽取后的数据进行相乘，然后对相乘后的数据在一跳的时间间隔内进行相加；

(5)采用相位旋转的方式对步骤(4)获得的数据进行跳频码相位搜索，相位旋转量为跳频码初相和多普勒引起的相位滑动量的和值；

(6)根据跳频图案将步骤(5)处理之后的数据分为不同的几个区间，在每个区间上分别进行二次累加和FFT运算，然后将不同区间上得到的FFT模值进行相加，最后通过比较找到最大峰值，最大峰值对应的本地扩跳码相位和频偏值即为接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述扩跳频信号的时频特性表达式如下：

式中，f₀为扩跳频信号中心频点的频率，f_d为中心频点对应的多普勒，f_di表示每一跳的跳频多普勒，T_c为直扩码片的间隔，τ为扩跳频信号在时间上移动间隔，T_h是1跳宽度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)中分区的原则为确保每个区间上的FFT输出信噪比不低于10dB。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中的本地直扩码的相位差不大于1/2个码片。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：步骤(5)中相位旋转的步进不大于其中f_H为单边跳频带宽。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中抽取的原则确保抽取之后的数据速率不小于直扩码速率的4倍。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中一次数据相加的时长不能大于1跳，即相加后的数据速率要大于或者等于跳频速率。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)中应先将每个区间上的FFT取模值之后再将多个区间的FFT模值相加。

9.一种大动态、强干扰条件下扩跳频信号的快速捕获系统，其特征在于：包括解跳模块、数字AGC、抽取模块、频偏搜索模块、跳频码相位搜索模块、直扩码相位搜索模块；

解跳模块，利用本地跳频图案合成本地跳频载波，然后用该跳频载波对接收信号进行解跳，并对解跳后的信号进行低通滤波，滤波后的解跳信号输出至数字AGC；

数字AGC，对低通滤波后的解跳信号幅值进行自动增益控制，使得低通滤波后的解跳信号幅值在有干扰环境和无干扰情况下保持一致，结果输出至抽取模块；

抽取模块，对输入的数据进行抽取；

直扩码相位搜索模块，产生多路不同相位的本地直扩码字，并用所述的直扩码字与抽取后的数据进行相乘，然后对相乘后的数据在一跳的时间间隔内进行相加，相关累加后的结果输出至跳频相位旋转模块；

跳频码相位搜索模块，通过相位旋转的方式对跳频码相位初相和多普勒引起的相位滑动量进行补偿，根据本地跳频图案将相位旋转处理之后的数据分为不同的几个区间；

频偏搜索模块，在每个区间上分别进行二次累加和FFT运算，然后将不同区间上得到的FFT模值进行相加，最后通过比较找到最大峰值，最大峰值对应的本地扩跳码相位和频偏值即为接收信号的扩跳码相位和多普勒频偏；最后将跳频码相位和多普勒频偏反馈至解跳模块，将直扩码相位反馈至直扩码相位搜索模块即可完成扩跳频信号的捕获。