天线组阵信号处理的研究.docVIP

 n 天线组阵信号处理的研究 周玉勇，杨宜康** （电子科技大学空天科学技术研究，成都 611731） 5 10 15 20 摘要：天线组阵技术是提高深空微弱信号接收信噪比（SNR）的一种有效途径，也是未来深 空通信中的重要发展方向之一，本文介绍天线组阵信号的基本合成方案，用 matlab 软件对 合成方案进行了仿真比较，重点研究各合成方案性能恶化跟调制指数、载波恶化、副载波恶 化、符号恶化的关系。 关键词：天线组阵；合成方案；性能恶化 中图分类号：TP391.9 Simulation Stdudy on Signal Processing of Antenna Arraying ZHOU Yuyong, yang xikang (Institute of Aeronautics and Astornautics,University of Electronic Science and Technology of China,ChengDu 611731) Abstract: Antenna arraying techniques is an effective way to improve weak signal reception deep space noise ratio (SNR), and deep-space communication is one important direction of development in the future, this paper introduces the basic antenna arraying signal combining schemes,and performance of various arraying signal combining schemes was simulated by using matlab tools,focusing on efficiency deterioration of the combining schemes with modulation index, carrier degradation, sub-carrier degradation, symbol deterioration of relations. Key words: antenna arraying; combining schemes; efficiency deterioration 25 0 引言 深空探测是继载人航天之后航天的一个重要研究方向,通过深空探测可以进一步的开发 和利用空间资源，发展空间技术，扩展人类的生存空间，深空探测集中体现了一个国家的科 技水平和综合实力，具有重要的科学、经济和军事意义。由于深空探测的通信距离非常远， 30 35 上百亿公里以外发回的信号已经十分微弱，所以弱信号的接受成为深空探测的主要难题之一 [1] 提高弱信号接受信噪比的一种有效方法是天线组阵，即利用多个天线组成天线列阵，接 受来自同一个深空信号源的信号，并将各个天线的接受信号进行合成，得到信噪比增益。天 线组阵信号合成的核心就是通过信号相关来确定阵列中天线间信号的相位和延时差，从而达 到合成后信号的 SNR 最大需求。深空测控通信信号一般采用 USB 信号体制，目前组阵的基本 合成方案有全频谱（FSC）、符号流合成（SSC）、基带合成(BC)、复符号合成（CSC）和 载波组阵合成（CA），天线组阵相比于其他提高接受信噪比的技术，具有明显的优势：更 好的性能、更好的稳健性、建设费用的节省、更好的灵活性[2]。 作者简介：周玉勇 1985 出生，男，在读硕士，主要研究方向：深空信号探测 通信联系人：杨宜康（1974）男，教授，载人航天/探月工程的测控通信与导航新体制新技术研究、机动多 目标跟踪与参数估计理论/算法研究、IPN/DTN 系统体制与技术研究、融合导航系统与新型导航体制的理论 与算法研究、编队卫星星间精密测量与授时理论及算法研究. E-mail: yangyk74@ -1- 1 天线组阵信号模型  n 40  1.1  遥测信号 遥测信号体制 PCM/PSK/PM 和 PCM/PM 调制体制调制信号 s(t ) 可以统一表示为[3]： s(t)?? 2P sin???ct?? mP(t)d (t)?  (1) 其中： PT --信号总功率；??c --载频； m --调制指数，决定了总功率在载波和信号间 2 2 45  1.2  单台接收机模型 测控通信中使用如图 1 所示的载波跟踪环、副载波跟踪环和符号同步环来解调接收到的 信号。 符号