探讨信道临近空间高动态测控信号捕获跟踪技术

论文导读：
摘要：临近空间是人类奔赴太空的途经之地，是人类亟待开发的重要战略空间。测控系统是临近空间飞行器信息保障的核心，而实现高动态测控信号的快速捕获跟踪是测控系统有效可靠工作的关键。本论文先对临近空间测控信道和信道模型进行了探讨，然后针对临近空间飞行器的高动态特点，以测控信号捕获和跟踪两方面展开重点探讨。本论文首先浅析了临近空间低仰角测控信道的传输特性，建立了低仰角测控信道建模，包括多径时延谱模型和多普勒功率谱模型，并对信道模型进行了仿真实现；然后详细介绍并仿真了传统的扩频信号捕获算法，在此基础上针对临近空间高动态这一特点，探讨了一种适用于高动态的基于FFT码快速捕获算法，仿真结果验证了算法的可行性与优越性；最后探讨了扩频信号的码跟踪和载波跟踪技术，其中码跟踪环路采取的是延迟锁定环（DLL），载波跟踪环路采取的是叉积自动频率跟踪环（CPAFC）和科斯塔斯环（Costas）相结合的载波跟踪算法，Matlab仿真结果表明该算法在高动态条件下依然可以跟踪到信号。关键词：临近空间论文高动态论文信道建模论文捕获论文跟踪论文
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Abstract4-7
第一章 绪论7-13

1.1 论文的探讨背景及作用7-8

1.2 国内外探讨近况与进展走势浅析8-11

1.3 论文的主要工作和结构安排11-13

第二章 临近空间测控通信信道13-27

2.1 低仰角测控信道传输特性浅析13-15

2.

1.1 大气折射效应13-14

2.

1.2 多径效应14

2.

1.3 多普勒效应14-15

2.2 低仰角测控信道模型15-17

2.1 多径时延谱模型15-16

2.2 多普勒功率谱模型16-17

2.3 测控信道仿真实现17-25

2.3.1 多径时延差 t n(t)的求解18-21

2.3.2 衰落因子 z ( t)的仿真实现21-25

2.3 本章小结25-27

第三章 伪码和载波的捕获27-49

3.1 传统的信号捕获策略27-33

3.

1.1 滑动相关捕获算法27-29

3.

1.2 基于 FFT 快速捕获算法29-33

3.2 基于传统策略改善的捕获算法33-44
3.

2.1 部分匹配滤波算法33-38

3.

2.2 采样平均捕获算法38-42

3.

2.3 频域多普勒搜索捕获算法42-44

3.3 一种高动态测控信号捕获案例44-48

3.1 算法描述44-45

3.2 频偏估计精度和运算量浅析45-48

3.4 本章小结48-49

第四章 伪码和载波的跟踪49-67

4.1 锁相环基本原理49-52

4.2 伪码跟踪52-57

4.

2.1 延迟锁定环（DLL）52-54

4.

2.2 相关间隔和环路滤波器的浅析54-56

4.

2.3 仿真浅析56-57

4.3 载波跟踪57-62
4.

3.1 叉积自动频率制约环算法（CPAFC）57-58

4.

3.2 基于科斯塔斯环的载波相位跟踪环58-59

4.

3.3 环路滤波器的设计59-62

4.4 高动态测控信号跟踪案例62-66

4.1 二阶 CPAFC 和三阶 Costas 环的切换机制62-63

4.2 二阶 FLL 辅助的三阶 PLL 滤波器63

4.3 仿真浅析63-66

4.5 本章小结66-67

第五章 总结与展望67-69
致谢69-71
参考文献71-74