CCPAZP-FFT捕获方法中频率估计算法研究.pdf

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1、102上海AEROSPACE航天SHANGHAI第34卷2017年第3期文章编号：1006-1630(2017)03—0102～06CCPAZP—FFT捕获方法中频率估计算法研究唐振刚1，徐云东1，李晓敏2，王瑞3，谢宝蓉2(1．上海卫星工程研究所，上海201109；2．上海电子技术研究所，上海201109；3．北京理工大学信息与电子学院，北京100081)摘要：针对航天测控系统中因飞行器高速运动造成的直扩信号多普勒频率捕获精度下降问题，对CCPAZP—FFT捕获方法中的频率估计算法进行了研究。结合M—Rife频率估计方法，通过频谱搬移将原始信号真实频率移动至量化频率中

2、·心，对获得的频谱的最大值与次大值进行插值，同时对捕获峰值的相邻相位维进行多普勒修正，提高多普勒频率的捕获精度。给出了算法的步骤，以及基于K7芯片的现场可编程逻辑阵列(FPGA)的实现流程。理论分析和仿真结果验证了算法的有效性，在接收信号载噪比38dB、多普勒动态一70～70kHz的环境中，多普勒捕获偏差由250Hz降至约10Hz，实测结果验证了算法的可行性。关键词：测控系统；高动态；直扩信号；捕获；多普勒精度；频率估计；相位修正；CcPAzP—FFT算法；M—Rife算法中图分类号：TN92文献标志码：ADoI：10．19328／j．cnki．1006—1630．20

3、17．03．014ResearchofFrequencyEstimationAlgorithminCCPAZP—FFTAcquisitionTechnologyTANGZhen—gan91，XUYun-don91，I。IXiao—min2，WANGRui3，XIEBao—ron92(1．ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai201109，China；2．ShanghaiAerospaceElectronicTechnologyInstitute，Shanghai201109，China；3．SchoolofInf

4、ormationandElectronics，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：AimingatacquisitionDopplerprecisiondecliningproblemofDSSSsignalinTT&csystemcausedbyhighspeedmotionofspacecraft，afrequencyestimationalgorithminCCPAZPFFTacquisitionwasstudiedinthispaper．Theoriginaltruefrequenc

5、ywasshiftedtOthequantifycenterfrequencybyM—Rifefrequencyestimationalgorithm．Thespectrumwasobtainedasthemaximumvalueandhighvalueswereinterpolated．Meanwhile，theadjacentphasedimensionofthepeakwasmodifiedbyDoppler，whichimprovedDopplerfrequencyacquisitionaccuracy．Thealgorithmprincipleandthefl

6、owchartrealizedbyK7FPGAchipweregivenout．Theoreticalanalysisandsimulationresultsverifiedtheeffectivenessoftheproposedalgorithm．Undertheenvironmentofthereceivedsignalcarriernoiseratio38dBandDopplerdynamic一70——+70kHz。theacquisitiondeviationfrom250Hzwasreducedtoabout10Hz．Theexperimentalresul

7、tsalsoverifiedthefeasibilityofthealgorithm．Keywords：TT&Csystem；highdynamic；DSSSsignal；acquisition；Doppleraccuracy；frequencyestimation；phasecorrection；CCPAZP—FFTalgorithm；M—Rifealgorithm0引言随着航天技术的进展，航天测控向深空探测及更高频段测控发展叫。由于飞行器与地面测控站相距甚远，径向飞行速度快且加速度大，使测控信号具牧稿日期：2016-08一】4；修回日