一种chirp信号功率的检测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卫星通讯技术领域，具体涉及一种chirp信号功率的检测方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 卫星导航系统具有大范围、全天候、全天时高精度定位、测速和提供定时服务的能 力，在国防和国民经济各个领域得到了广泛应用。随着民用和军事行动对卫星导航系统依 赖性的增强，卫星导航领域的竞争必然加剧。当天线没有对准卫星信号时，卫星信号接收到 的卫星信号功率就会减弱，这样，将会影响接收机的性能。正如导频信号的格式，有用的数 据信号只占小部分时间，在进行功率检测的过程中，由于比较难地知道帧头，那么将使得功 率检测的结果无法正确的反映实际天线与卫星信号的对准情况。如何能够准确地根据输入 的卫星信号的功率去判断是否天线已经对准了卫星是当前面临的一个巨大的挑战。因此， 对于每一帧数据开始的chirp信号进行捕获，找到其帧头与多普勒非常重要。
[0003] 然而传统的方法是根据FFT结果的门限去判断是否捕获成功，但传统方法的精度 很差，导致捕获的效果不明显，更重要的就是资源消耗极大。
【发明内容】
[0004] 有鉴如此，有必要提供一种捕获精度高、资源消耗低的chirp信号功率的检测方 法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0006] -种chirp信号功率的检测方法，包括下述步骤：
[0007] 步骤S110 :获取卫星的chirp数字信号；
[0008] 步骤S120 :对所述chirp的数字信号进行带通滤波；
[0009] 步骤S130 :将经带通滤波的信号搬移至基带并进行1/2倍抽取；
[0010] 步骤S140 :对经1/2倍抽取后信号进行6倍插值并进行低通滤波处理；
[0011] 步骤S150 :对经6倍插值后的信号进行下变频处理；
[0012] 步骤S160 :对经下变频处理后的信号进行捕获，找出帧头与多普勒；
[0013] 步骤S170 :根据所述帧头与多普勒进行基于交叉FFT的捕获的方式获取接收信号 的频偏与起始位置；
[0014] 步骤S180 :根据所述起始位置的chirp信号进行移相与功率检测。
[0015] 在一些实施例中，其中，步骤S110中，所述chirp的数字信号为采样频率是匕的 A/D序列AD_1_S0 与AD_2_S0 信号。
[0016] 在一些实施例中，其中，步骤S120中，带通滤波的中心频率为不包含多普勒的数 字中频f。，带宽大于chirp数字信号的带宽，经步骤S120后得到的信号序列为AD_1_S1与 AD_2_Sl〇
[0017] 在一些实施例中，步骤S130中，将经带通滤波的信号搬移至基带并进行1/2倍抽 取，具体包括下述步骤：
[0018] 步骤S131 :产生与数字中频为f。且采样频率为f3的本地同相载波与正交载波分 别与AD_1_S1与AD_2_S1进行混频；
[0019] 步骤S132 :对混频的结果分别进行低通滤波，所述低通滤波的带宽不小于所述 chirp数字信号带宽；
[0020] 步骤S133 :对滤波的结果进行1/2抽取，此时的采样频率f/表示如下：
[0021] fV=fs/2,分别得到AD_1_S2 与AD_2_S2。
[0022] 在一些实施例中，步骤S140中，对经1/2倍抽取后信号进行6倍插值并进行低通 滤波处理，具体包括下述步骤：
[0023] 对AD_1_S2与AD_2_S2序列进行6倍插值与低通滤波，此时的采样频率fs"表示 如下：fs" = 6fV，最终得到序列AD_1_S3与AD_2_S3。
[0024] 在一些实施例中，步骤S150中，对经6倍插值后的信号进行下变频处理，具体包括 下述步骤：
[0025] 采取4级级联形式的下变频方法，此时的采样频率fs"'与fs"的关系如下： fs"，=fs" /625,最终得到序列AD_1_S4 与AD_2_S4。
[0026] 在一些实施例中，步骤S160中，对经下变频处理后的信号进行捕获，找出帧头与 多普勒，具体包括下述步骤：
[0027] 步骤S161 :用AD_1_S4分别与匕和hd相乘，并做快速傅里叶变换，分别得到AD_1_ S4_FFT_U与AD_1_S4_FFT_D，并寻找AD_1_S4_FFT_U的峰值F_U与AD_1_S4_FFT_D的峰值 F_D;产生本地上扫频信号4 :=与本地下扫频信号/? =e-心;
[0028] 步骤S162 :判断D=F_U-F_D，如果出现D〈T，其中，T>0表示一个门限值，则捕获成 功，跳出循环，使多普勒fd等于（F_U+F_D)/2 ;否则，执行c下一步；
[0029] 步骤S163 :将接收到的AD_1_S4进行向右循环移一个采样点，step=step+Ι，重 复步骤S161 ;
[0030] 其中，当按照如上的方式捕获成功之后，得到的滑动时间td表示为：td= (F_U_F_ D)/2u
[0031] 其中u等于 0· 48Λ2Τ2)，T为 62. 5X10 6。
[0032] 在一些实施例中，步骤S170中，根据所述帧头与多普勒进行基于交叉FFT的捕获 的方式获取接收信号的频偏与起始位置，具体包括下述步骤：
[0033]用滑动的时间td来找到接收信号中chirp信号出现的起始时刻，进行基于交叉 FFT的捕获的方式获取接收信号的起始位置；
[0034]用捕获得到的多普勒再进一步对本地信号进行下变频，将其包含的多普勒去除。
[0035] 在一些实施例中，步骤S180中，根据所述起始位置的chirp信号进行移相与功率 检测，具体包括下述步骤：
[0036] 步骤S181 :对两路信号分别右移固定相位，AD_1_S4移相后变为AD_l_S4_r，AD_2_ S4移相后变为AD_2_S4_r;
[0037] 步骤S182 :根据步骤S181中的两路信号，变换为下述三路信号：其中，左路输出 3_1^表示如下：5_1^ = 40_1_54+40_2_54_1;中路输出表示如下：5_5 = 40_1_54+六0_2_54;右 路输出表示为：S_R=AD_l_S4_r+AD_2_S4 ;
[0038] 步骤S183 :对上述三路信号进行求功率，其中，求功率的方法为用每个采样点进 行平方、求和及再平均，如果三路信号的功率一样，则表示卫星信号正对准天线，否则就必 须重新调整天线的夹角。
[0039] 此外，本发明还提供了一种chirp信号功率的检测系统，包括：
[0040] 信号采集模块，用于获取卫星的chirp数字信号；
[0041] 带通滤波模块，信号连接于所述信号采集模块，用于对所述chirp的数字信号进 行带通滤波；
[0042] 抽取模块，信号连接于所述带通滤波模块，用于将经带通滤波的信号搬移至基带 并进行1/2倍抽取；
[0043] 插值模块，信号连接于所述频谱搬移模块，用于对经1/2倍抽取后信号进行6倍插 值并进行低通滤波处理；
[0044] 下变频模块，信号连接于所述插值模块，用于对经6倍插值后的信号进行下变频 处理；
[0045] 捕获模块，信号连接于所述下变频模块，用于对经下变频处理后的信号进行捕获， 找出帧头与多普勒；
[0046] 校准模块，信号连接于所述捕获模块，用于根据所述帧头与多普勒进行基于交叉 FFT的捕获的方式获取接收信号的频偏与起始位置；
[0047] 检测模块，信号连接于所述校准模块，用于根据所述起始位置的chirp信号进行 移相与功率检测。
[0048] 本发明采用上述技术方案带来的技术效果在于：
[0049] 本发明提供的chirp信号功率的检测方法和系统，对chirp数字信号进行带通滤 波并搬移至基带后进行1/2倍抽取，再对1/2倍抽取的信号进行6倍插值，再进行下变频的 操作后进行基于交叉FFT的捕获的方式获取接收信号的频偏与起始位置，最后对找到起始 位置的chirp信号进行移相与功率检测，从而能够更快、更准确地找到chirp信号的帧头与 频偏，提高了工作效率及降低了FPGA的使用资源。
【附图说明】
[0050] 图1是本发明提供的chirp信号功率的