本发明涉及通讯技术领域，具体涉及一种用于新体制卫星双向等效带宽合成信号的跟踪装置。
背景技术：
等效带宽合成信号是一种占用带宽小、时间测量精度高的新型卫星双向比对信号，等效带宽合成技术是把一个高频率正弦波信号作为调制过程中使用的子载波，在载波调制之前将此子载波与调制了低频率扩频码的信息数据进行二次调制的方法，可以使得信号频谱分成两部分，分别分布在主载波频率两边，实现了使用小带宽信号与子载波作用后合成一个大带宽信号的等效合成，实际占用物理带宽却非常小，并且可以通过调节子载波频率来灵活调节信号等效带宽。解决了为提升卫星双向时间比对精度而导致的带宽增加和租赁卫星频段不灵活的问题。
等效带宽合成信号在信号形式上的改进也伴随带来了相关峰多峰特性的出现，对信号的跟踪带来了极大的模糊性问题，极易锁在边锋上。由于目前在卫星双向领域等效带宽合成信号属于前沿技术，没有成熟的商用设备对跟踪算法进行有效灵活的验证，也不能在实际链接卫星链路真实环境下基于硬件平台对信号的跟踪性能进行测试。现亟需一种设备能够完成对实际链接卫星链路真实环境下基于硬件平台对信号的跟踪性能的测试。
技术实现要素：
为解决上述至少之一的技术问题，本发明提供一种用于新体制卫星双向等效带宽合成信号的跟踪装置。通过该装置灵活的参数计算和配置，基于硬件平台实现对不同频率子载波的等效带宽合成信号的跟踪算法的实际环境验证，该装置最终可作为后续新体制卫星双向调制解调设备的一部分集成使用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于新体制卫星双向等效带宽合成信号的跟踪装置，包括：
上位机软件模块，用于计算和配置各模块的参数；
模数转换模块，实时采集输入的等效带宽合成中频信号，并将其转换为数字信号；
可编程数字滤波器模块，用于滤除干扰信号和噪声；
本地载波模块，用于产生本地载波；
本地子载波模块，用于产生本地子载波；
本地码模块，用于产生本地码；
积分累加模块，用于对经过本地载波、本地子载波和本地码计算处理后的信号进行累积，并对数据进行平滑滤波；
鉴相环路滤波模块，用于对输入的中频信号载波与本地载波、中频信号子载波与本地子载波、中频信号码与本地码三对量进行鉴相处理，并对三个相位差数据进行数据平滑滤波；
所述等效带宽合成中频信号经模数转换模块转换为数字信号后，经所述可编程数字滤波器模块滤除干扰信号和噪声后，分别与所述本地载波、本地子载波和本地码进行相乘计算；再进入积分累加模块进行累加并平滑滤波，最后进入鉴相环路滤波模块计算三个相位差。
优选地，所述可编程数字滤波器模块包括带通滤波器和带阻滤波器。
更优选地，所述带通滤波器的通带完全覆盖带阻滤波器的阻带，组成一个M形状的滤波器。
优选地，经过所述鉴相环路滤波模块平滑滤波后的三个相位差数据实时反馈给所述本地载波模块、本地子载波模块和本地码模块；
所述本地载波模块可根据接受到的反馈对本地子相位进行调节，用于实时调节接收机本地子载波相位与输入中频子载波相位一致；
所述本地子载波模块可根据反馈对本地子相位进行调节，用于实时调节接收机本地子载波相位与输入中频子载波相位一致；
本地码模块可根据反馈对本地码相位进行调节，用于实时调节接收机本地码相位与输入中频码相位一致。
优选地，所述上位机软件模块根据测试系统需要配置模数转换模块的采样时钟频率。
优选地，所述上位机软件模块根据外部输入的等效带宽合成中频信号所占频带位置，在上位机软件模块中输入滤波器阶数和带宽频率，计算并配置所述可编程数字滤波器模块的参数。
优选地，所述上位机软件模块根据外部输入的等效带宽合成中频信号的载波频率、子载波频率和码频率对所述本地载波模块、本地子载波模块和本地码模块分别进行配置。
优选地，所述上位机软件模块根据外部输入的等效带宽合成中频信号的强弱程度，对所述积分累加模块的积分累加模式和积分时间进行配置。
优选地，所述上位机软件模块根据外部输入的等效带宽合成中频信号的信号动态、测量精度和系统收敛时间，配置鉴相环路滤波模块中载波环路、子载波环路和码环路的环路带宽、环路形式以及鉴相滤波模块中鉴相器的类型。
本发明的有益效果
本发明提供的一种用于新体制卫星双向等效带宽合成信号的跟踪装置，能够通过该装置灵活的参数计算和配置，基于硬件平台实现对不同频率子载波的等效带宽合成信号的跟踪算法的实际环境验证，该装置最终可作为后续新体制卫星双向调制解调设备的一部分集成使用。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于新体制卫星双向等效带宽合成信号的跟踪装置的功能框架。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据以上发明的内容做出一些非本质的改进和调整。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明公开了一种用于新体制卫星双向等效带宽合成信号的跟踪装置，该装置包括上位机软件模块1、模数转换(ADC)模块2、可编程数字滤波器模块5、本地载波模块6、本地子载波模块7、本地码模块8、积分累加模块9和鉴相环路滤波模块10；
上位机软件模块1根据测试系统需要配置模数转换模块2的采样时钟频率，模数转换模块2接收外部输入的卫星双向等效带宽合成中频信号(图1中的中频信号)，并将其转换为数字芯片可以处理的数字信号，模数转换器2输出端与数字芯片11连接；所述可编程数字滤波器模块5、本地载波模块6、本地子载波模块7、本地码模块8、积分累加模块9和鉴相环路滤波模块10均编程负载于所述数字芯片11上实现。
经数模转换后的数字信号输入到可编程数字滤波器5，可编程数字滤波器5包括带通滤波器3和带阻滤波器4，根据外部输入的卫星双向等效带宽合成信号所占频带位置，在上位机软件模块1中输入滤波器阶数和3dB带宽频率，计算带通滤波器3和带阻滤波器4的参数，产生两个浮点数的滤波器参数，再通过放大截位产生数字滤波器所需的定点滤波器参数，通过串口数据线下发配置给带通滤波器3和带阻滤波器4；这里需要注意的是，为了保证等效带宽合成信号的有效信息完全通过，带通滤波器3的通带必须完全覆盖带阻滤波器4的阻带，组成一个M形状的滤波器。
上位机软件模块1根据外部输入的等效带宽合成中频信号的载波频率、子载波频率和码频率对本地载波模块6、本地子载波模块7和本地码模块8分别进行配置，经过滤波后的信号分别与本地载波模块6产生的本地载波、本地子载波模块7产生的本地子载波和本地码模块8产生的本地码进行相乘计算。
上位机软件模块1根据外部输入的等效带宽合成中频信号的信号强弱程度，对积分累加模块9的积分累加模式和积分时间进行配置，可任意设置成相干累加和非相干累加复合的工作模式，并可配置累加时长来提高信号接收的信噪比，把淹没在噪声中的信号提取出来。经过相乘计算的数据输入到积分累加器9，积分累加器9对数据进行累积并进行平滑滤波。
上位机软件模块1根据外部输入的等效带宽合成中频信号的的信号动态、测量精度和系统收敛时间的需要，灵活配置鉴相环路滤波模块中载波环路、子载波环路和码环路的环路带宽、环路形式以及鉴相滤波模块中鉴相器的类型。经过累加后的数据输入给鉴相环路滤波模块10，鉴相环路滤波模块10对输入的中频信号载波与本地载波、中频信号子载波与本地子载波和中频信号码与本地码三个量进行鉴相处理，并对三个相位差数据进行数据平滑滤波。
经过平滑滤波后的三个相位差数据实时反馈给本地载波模块6、本地子载波模块7和本地码模块8，本地载波模块6可根据接受到的反馈对本地子相位进行调节，用于实时调节本地子载波相位与输入中频子载波相位一致；本地子载波模块7可根据反馈对本地子相位进行调节，用于实时调节本地子载波相位与输入中频子载波相位一致；本地码模块8可根据反馈对本地码相位进行调节，用于实时调节本地码相位与输入中频码相位一致。本地载波模块6、本地子载波模块7和本地码模块8产生控制后的本地载波、本地子载波和本地码后，再次与可编程滤波器5输出的信号进行相乘计算，如此循环形成跟踪环路。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。