星载DBF扩频接收机测试信号建模与合成

作     者：苏亮 

作者单位：国防科学技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王跃科;乔纯捷

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：DBF 扩频 接收机测试 信号建模 信号合成 

摘      要：在星载DBF扩频接收机的研制与调试过程中,需要模拟接收机的实际工作状态输入测试信号,以对其相关功能和性能进行测试。合成与接收机实际接收信号一致的测试信号是保证测试精确、有效的关键。在实际工作中,接收机接收到的信号为地面发射的且经过长距离传输后的信号。但由于多种因素影响,例如多普勒效应、幅度衰减、噪声、电离层延时、对流层延时等,发射信号在传输过程中会产生复杂的变化。除此之外,DBF接收机采用阵列天线接收信号,测试时也应输入多通道阵列信号。针对星载DBF扩频接收机测试,本文研究的基本问题为,怎样建立星载DBF扩频接收机的测试信号模型以及怎样合成测试信号?围绕基本问题,论文重点研究了以下关键技术问题:(1)测试信号数学建模。测试信号数学建模是指对接收机在实际工作状态下的接收信号进行数学解析,建立其模型。其内容不仅包括发射信号的结构解析,还包括传输信道对信号传输影响的数学解析,最终完成接收信号的数学解析与建模。测试信号数学建模是准确合成测试信号的前提条件,因此是论文研究的关键问题。(2)测试信号合成方法。基于建立的测试信号的数学模型,可以采用多种方法对测试信号进行合成。但不同合成方法所能实现的测试信号合成精度、算法的复杂程度和实现代价不同。针对星载DBF扩频接收机测试特点,设计合理的测试信号合成方法也是论文研究的关键问题。(3)测试信号合成系统设计与实现。星载接收机采用阵列天线接收多个地面发射源上传信号,因此相比于单发射源、单接收天线条件下的测试信号,星载DBF扩频接收机的测试信号合成实现难度更大。结合该特点,基于信号合成算法设计合理的测试信号合成系统,是实现测试信号合成的客观需求。因此也是论文研究的关键问题。为解决上述关键技术问题,论文分析了发射信号传输过程中受不同因素的影响情况,建立了多发射源、阵列天线条件下测试信号的数学模型;设计了基于脉冲拼接技术和直接数字式频率合成技术的测试信号合成方法。基于上述研究成果,本课题组构建了合成测试信号的实际物理系统。本文通过DBF扩频接收机测试等手段,验证了测试信号模型的准确性,合成算法的可行性和有效性。