极低载噪比高动态信号的捕获策略研究与仿真

针对深空探测时极低载噪比下高动态信号的捕获问题,提出了分区间并行搜索的捕获策略,把一段时间内的接收信号看作LFM信号,采用一种可用于极低载噪比下LFM信号参数估计的算法,对该LFM信号的起始频率和频率变化率进行分段并行搜索,并提取搜索中得到的特征量,基于恒虚警率(CFAR)检测思想进行目标检测判决.该捕获策略充分考虑了工程可实现性,仿真结果表明它可用于极低载噪比的接收信号,在较短的时间内能完成对大多普勒动态的捕获.     

一种低信噪比下LFM信号参数快速估计算法

为了对线性调频(LFM)信号参数进行快速、准确的估计,提出了一种新算法.该算法根据LFM信号当能量一定时在相同时宽范围内频谱幅度平方与调频斜率成反比的特点,通过对若干组快速傅里叶变换(FFT)结果进行模值选大,同时给出了起始频率和调频斜率的估计.仿真结果表明,通过合理设置算法参数,算法可以用于信噪比低至-38dB的LFM信号的参数估计.     

极低信噪比高动态信号的载波跟踪锁频环鉴别器

提出一种新的锁频环(FLL)鉴别器设计思路.在回波信号多普勒变化率较小的前提下,将正交解调后的差信号视为线性调频(LFM)信号,同时提取其起始频率和频率变化率作为FLL误差控制量,增强了FLL容忍高动态信号的能力. FFT鉴别算法和点积叉积鉴频算法在频率跟踪的不同阶段相互配合构成鉴别器,既获得了宽的鉴别范围又获得了高的鉴别精度. 针对极低信噪比情况下偶发鉴别野值的问题,提出了行之有效且实现简单的野值识别与剔除算法. 仿真结果表明上述思路可行,采用该鉴别器的FLL在信噪比低至-40 dB时能够容忍较高动态变化,且频率跟踪精度达0.2 Hz.