[实用新型]一种用于卫星通信系统的超低码速率PSK解调器

摘要

一种用于卫星通信系统的超低码速率PSK解调器，它由前端模数转换A/D、数字下变频模块、载波同步模块和位同步模块组成；前端模数转换A/D用现成产品，数字下变频模块、载波同步模块和位同步模块在FPGA中实现；其连结关系是前端模数转换A/D的输出连接到数字下变频模块，数字下变频模块的输出连接到载波同步模块、载波同步模块的输出连接到位同步模块；信号走向是输入的信号，经过调理后进入前端模数转换A/D，前端模数转换A/D采样后的信号进入数字下变频模块进行处理，经过数字下变频模块处理后的信号进入载波同步模块进行载波同步处理，载波同步模块处理后的信号进入位同步模块进行位同步处理，位同步模块处理后输出的信号即为解调器的输出；它有实用价值和应用前景。

主权项

一种用于卫星通信系统的超低码速率PSK解调器，其特征在于：它由前端模数转换A/D(10)、数字下变频模块(11)、载波同步模块(12)和位同步模块(13)组成；它们之间的连接关系是：前端模数转换A/D(10)的输出连接到数字下变频模块(11)，数字下变频模块(11)的输出连接到载波同步模块(12)、载波同步模块(12)的输出连接到位同步模块(13)；所述的前端模数转换A/D(10)使用现成的产品即可；所述的数字下变频模块(11)包括数字下变频模块数控振荡器即数字下变频模块NCO(40)、同相支路乘法器(20)、同相支路采样率变换模块(21)、同相支路FIR低通滤波器(22)、正交支路乘法器(30)、正交支路采样率变换模块(31)、正交支路FIR低通滤波器(32)和数字自动增益控制模块即数字AGC模块(41)；，数字下变频模块NCO(40)的输出和前端模数转换A/D(10)输出的本地载波作为同相支路乘法器(20)和正交支路乘法器(30)的输入；同相支路乘法器(20)和正交支路乘法器(30)输出的结果分别进入同相支路采样率变换模块(21)和正交支路采样率变换模块(31)；同相支路采样率变换模块(21)和正交支路采样率变换模块(31)，由抽取和内插倍数可程控的积分梳状码速率变换滤波器和有限频率响应抽取滤波器即FIR抽取滤波器级联而成，同相支路采样率变换模块(21)和正交支路采样率变换模块(31)的输出分别进入结构相同的同相支路FIR低通滤波器(22)和正交支路FIR低通滤波器(32)；同相支路FIR低通滤波器(22)和正交支路FIR低通滤波器(32)使用FIR滤波器，低通滤波后的结果进入数字AGC模块(41)，数字AGC模块(41)的输出的两路信号作为载波同步模块(12)的输入；所述的载波同步模块包括复数乘法器(50)、硬限幅器(51)、载波同步模块乘法器(52)、载波同步模块环路滤波器(53)和载波同步模块NCO(54)；复数乘法器(50)输出的实部即同相支路输入到硬限幅器(51)进行硬限幅，虚部即正交支路输入到载波同步模块乘法器(52)；硬限幅器(51)的输出一方面输入到载波同步模块乘法器(52)进行鉴相，另一方面作为载波同步模块(12)输出，输出给位同步模块(13)；载波同步模块乘法器(52)，将同相支路信号硬限幅后的输出和正交支路信号进行相乘，载波同步模块乘法器(52)的输出接入载波同步模块环路滤波器(53)；载波同步模块环路滤波器(53)使用理想一阶滤波器，由两个支路：直通支路和积分支路组成，直通支路只含有一个直通支路放大器(100)，积分支路包括积分支路放大器(110)、积分支路延时单元(112)和积分支路加法器(111)组成，输入的信号通过积分支路的放大器放大后和经过积分支路延时单元(112)延时后的结果，相加后一方面作为积分支路延时单元(112)的输入，另一方面作为积分支路的输出，和直通支路的输出通过环路滤波器加法器(101)相加，两个支路相加后的结果作为载波同步模块环路滤波器(53)的输出，载波同步模块环路滤波器(53)的输出作为载波同步模块NCO(54)的输入；载波同步模块环路滤波器(53)的输出作为载波同步模块NCO(54)调节端的输入，输出的跟踪载波进入复数乘法器(50)和输入信号相乘；所述的位同步模块(13)，包括同相积分清零器(60)、中相积分清零器(70)、位同步模块鉴相器(80)、位同步模块环路滤波器(81)和位同步模块NCO(82)；载波同步模块(12)的输出同时输入给同相积分清零器(60)和中相积分清零器(70)，同相积分清零器(60)，输出一方面作为位同步模块鉴相器(80)的输入，同时可以作为PCM数据输出；中相积分清零器(70)的输出作为位同步模块鉴相器(80)的输入；同相积分清零器(60)和中相积分清零器(70)输出的积分结果进入位同步模块鉴相器(80)，位同步模块鉴相器(80)的输出作为位同步模块环路滤波器(81)的输入；位同步模块环路滤波器(81)的结构和载波同步模块环路滤波器(53)的结构完全相同，位同步模块环路滤波器(81)的输出作为位同步模块NCO(82)的输入；位同步模块NCO(82)的输出一方面作为跟踪后的PCM时钟输出，另一方面作为同相积分清零器和中相积分清零器清零端的输入。