[發(fā)明專利]模擬濾波特性對(duì)微波著陸相位信號(hào)解算影響的分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611156664.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106597382A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米正衡;趙建偉;董加成;肖作民;高新國(guó);理會(huì);王皓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心61204
• 代理人: 顧潮琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)航領(lǐng)域，涉及微波著陸系統(tǒng)機(jī)載接收機(jī)相位信號(hào)的解算，特別是涉及一種模擬濾波器特性對(duì)微波著陸機(jī)載接收機(jī)相位解算影響的分析方法。

背景技術(shù)

時(shí)基掃描波束(TRSB)微波著陸系統(tǒng)(MLS)是一種較為先進(jìn)的地基導(dǎo)航著陸系統(tǒng)，采用空中導(dǎo)出數(shù)據(jù)的方式，為著陸飛機(jī)提供方位、仰角和距離信息。其中方位、仰角信息的格式中包含有相位信息和幅度信息，用于完成對(duì)方位和仰角角度的計(jì)算。相位信息中含有重要的時(shí)間基準(zhǔn)信息、功能碼等信息，過(guò)多的丟失或錯(cuò)誤會(huì)直接造成數(shù)據(jù)解算數(shù)據(jù)的無(wú)效，確保相位信息的正確傳輸是解算角度的基礎(chǔ)。相位信息經(jīng)過(guò)地面發(fā)射機(jī)的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)天線的發(fā)送、空間的傳播、接收機(jī)的處理和進(jìn)一步解算，眾多環(huán)節(jié)都會(huì)造成相位信息一定程度的畸變。對(duì)于接收機(jī)來(lái)講，從自身角度應(yīng)努力將接收到的相位信號(hào)的畸變影響降到最低，進(jìn)而為接收機(jī)的靈敏度指標(biāo)、解算精度等指標(biāo)提供良好的條件。實(shí)踐證明，MLS機(jī)載接收機(jī)中頻濾波器的特性對(duì)接收機(jī)解算相位信息的影響較大。

以往方法都是分離的對(duì)待模擬濾波器和系統(tǒng)相位信息的解算，獨(dú)立對(duì)其二者進(jìn)行分析，沒(méi)有從系統(tǒng)角度給出二者之間的聯(lián)系，相關(guān)文獻(xiàn)也分析了很多數(shù)字濾波器對(duì)相位解算信息的影響，很少說(shuō)明模擬濾波器對(duì)相位信息解算的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種在MLS機(jī)載設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)評(píng)估模擬濾波器的影響的方法，考慮信噪比的不同對(duì)誤碼的影響，建立起模擬中頻濾波特性與相位解算誤碼率影響的模型，解決微波著陸機(jī)載接收機(jī)中模擬濾波器與系統(tǒng)解算相位信息解算誤碼不能直接建立聯(lián)系的問(wèn)題，進(jìn)而指導(dǎo)模擬濾波器的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：

(1)建立微波著陸中頻調(diào)制信號(hào)源，已調(diào)制信號(hào)x(t)＝cos(2πf_ct+π·a(t))，其中，t為時(shí)間，a(t)為調(diào)相基帶信號(hào)，f_c為載波信號(hào)頻率；x(t)的數(shù)字采樣信號(hào)為x(i)＝cos(2πf_ct_i+π·a(t_i))，i＝0,1,2,…，t_i為采樣時(shí)間點(diǎn)，對(duì)x(i)進(jìn)行傅立葉變換，則已調(diào)信號(hào)N為傅立葉變換點(diǎn)數(shù)，ω_N＝e^(-2πi)/N，k＝0,1,2,…；

(2)獲取模擬中頻濾波器硬件實(shí)測(cè)或者仿真設(shè)計(jì)S參數(shù)的傳輸系統(tǒng)傳輸參數(shù)S21；

(3)將X(k)與S21相乘，乘積Y(k)＝X(k)*S21；

(4)求Y(k)的復(fù)共軛為Y(k)‘，輸出信號(hào)Z(k)＝Y(jié)(k)+Y(k)‘；

(5)對(duì)Z(k)進(jìn)行傅立葉反變換，時(shí)域信號(hào)

(6)對(duì)x(j)進(jìn)行DPSK解調(diào)；

(7)解調(diào)后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)a(t)對(duì)比，計(jì)算傳輸誤碼率。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)統(tǒng)一在頻域中數(shù)字處理的方式，直接建立了微波著陸模擬濾波特性和系統(tǒng)相位信息解算之間的關(guān)系，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和評(píng)估、濾波器設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)提供了一個(gè)良好的模型，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用性。

附圖說(shuō)明

圖1為兩組濾波器特性示意圖；

圖2為三種不同情況下DPSK解調(diào)誤碼率示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施例。

本發(fā)明包括以下步驟：

(1)建立微波著陸中頻調(diào)制信號(hào)源，用于對(duì)系統(tǒng)算法模型的激勵(lì)輸入，采用標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)相信號(hào)描述方法，方法如下：

建立已調(diào)制信x(t)＝cos(2πf_ct+π·a(t))，其中，t為時(shí)間，單位為秒，a(t)為調(diào)相基帶信號(hào)，f_c為載波信號(hào)頻率，x(t)的數(shù)字采樣信號(hào)為x(i),i＝0,1,2,…，按照一定采樣速率，采樣后的已調(diào)信號(hào)為x(i)＝cos(2πf_ct_i+π·a(t_i))，t_i為采樣時(shí)間點(diǎn)，對(duì)x(i)進(jìn)行傅立葉變換，則已調(diào)信號(hào)變換為：N為傅立葉變換點(diǎn)數(shù)，ω_N＝e^(-2πi)/N，k＝0,1,2,…；

(2)通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量模擬中頻濾波器參數(shù)、或者通過(guò)ADS仿真設(shè)計(jì)軟件獲取模擬中頻濾波器設(shè)計(jì)參數(shù)特性，得出濾波器幅相特性S21，S21為傳輸系統(tǒng)傳輸參數(shù)；