PMF-FFT测控信号捕获装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112910498A(43)申请公布日2021.06.04(21)申请号202110101490.4(22)申请日2021.01.25(71)申请人上海航天电子通讯设备研究所地址201109上海市闵行区中春路1777号(72)发明人张瀚青石云墀彭一文陈龙李上彦(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人胡晶(51)Int.Cl.H04B1/7075(2011.01)H04B1/7077(2011.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称PMF-FFT测控信号捕获装置和方法(57)摘要本发明提供了一种PMF‑FFT测控信号捕获装置和方法，该装置包括：数字下变频模块、PMF模块、FFT模块、峰值检测模块、码生成模块、码相位补偿模块、循环控制模块和唐检测模块。本发明采用全并行流水的方式加快捕获速度，利用同样的相关器结构通过控制不同的循环次数来实现粗捕和精捕的过程，以尽可能节省硬件资源，对不同调制速率数据采用可变阶数的窗函数FIR滤波器对频谱进行平滑滤波，以提高多普勒频率的捕获精度。采用同样的相关器结构通过控制循环次数来调节码相位的搜索范围，从而实现粗捕和精捕，降低了设计复杂度，提高了适配灵活性。CN112910498ACN112910498A权利要求书1/2页1.一种PMF‑FFT测控信号捕获装置，其特征在于，包括：数字下变频模块、PMF模块、FFT模块、峰值检测模块、码生成模块、码相位补偿模块、循环控制模块和唐检测模块，其中：所述数字下变频模块，用于将接收到的中频信号分为I路和Q路；所述PMF模块，用于将n组不同相位的本地码分别与I路和Q路数据做相关运算，并进行匹配滤波处理，得到滤波数据；所述FFT模块，用于对所述滤波数据进行FFT运算处理和平滑处理，得到平滑处理后的数据；所述峰值检测模块，用于计算所述平滑处理后的数据的最大值，并记录当前码相位和FFT输出数据地址；所述码生成模块，用于根据当前码相位和FFT输出数据地址，生成与中频信号相同构造的码；所述码相位补偿模块，用于在每次数字下变频模块输出数据更新时，根据所述码生成模块生成的码的相位补偿数据更换后的码相位，以及本地码滑动相关运算时移动的码相位；所述循环控制模块，用于控制整个捕获流程的状态转移，以执行对全部码相位的搜索，得到粗捕结果；当所述粗捕结果超过第一预设阈值，则执行精捕流程；所述唐检测模块，用于对精捕流程得到的捕获结果进行检测。2.根据权利要求1所述的PMF‑FFT测控信号捕获装置，其特征在于，所述数字下变频模块，具体用于：对BPSK信号调制中频信号进行抽样处理，利用两路正交的正弦信号与中频信号相乘，以剥离中频信号载波并将信号分为I路和Q路。3.根据权利要求1所述的PMF‑FFT测控信号捕获装置，其特征在于，所述FFT模块，具体用于：对PMF输出结果做N点FFT处理，并将输出结果的实部和虚部做模平方，利用可变阶数矩形窗FIR滤波器对模平方和做平滑处理，得到平滑处理后的数据；其中，N为大于0的自然数。4.根据权利要求1所述的PMF‑FFT测控信号捕获装置，其特征在于，所述峰值检测模块，具体用于：检测FFT模块平滑后的输出数据中最大值的位置，计算最大值是否超过第二预设阈值，若超过第二预设阈值，则记录当前FFT输出最大值地址，以及当前的码多普勒频率和码相位。5.根据权利要求1所述的PMF‑FFT测控信号捕获装置，其特征在于，所述码生成模块，具体用于：根据当前码相位和FFT输出数据地址，在本地产生与中频信号相同构造的码，利用NCO技术将码速率与抽样后的信号码速率保持一致，并能通过赋值控制输出伪码的码初相。6.根据权利要求1所述的PMF‑FFT测控信号捕获装置，其特征在于，所述循环控制模块，具体用于：通过设置循环次数来确定当前的本地伪码相位；根据当前的本地码相位，控制当前的捕获状态；当对伪码全部相位的相关运算结束后，得到粗捕结果；2CN112910498A权利要求书2/2页若所述粗捕结果超过第一预设阈值，则执行精捕流程；若所述粗捕结果不超过第一预设阈值，则判定捕获失败。7.根据权利要求1所述的PMF‑FFT测控信号捕获装置，其特征在于，所述唐检测模块，具体用于：缩小码相位的搜索范围，执行精捕流程，得到精捕结果，若所述精捕结果超过第三预设阈值，则确定捕获成功，若所述精捕结果不超过第三预设阈值，则判定捕获失败。8.一种PMF‑FFT测控信号捕获方法，其特征在于，应用于权利要求1‑7中任一项所述的PMF‑FFT测控信号捕获装置中，所述方法包括：步骤S1：对中频信号进行降速处理，并乘以两路正交的载波信号后，将所述中频信号分成I路和Q路；步骤S2：读取各路中频信号与本地伪码做相关运