一种基于相位误差限幅处理的载波相位周跳抑制方法

摘要

本发明提供一种基于相位误差限幅处理的载波相位周跳抑制方法。根据引起载波相位周跳的主要因素，当跟踪环路在短时间内出现大幅度的相位抖动或集中出现的多个符号相同的相位偏差时，载波跟踪环路容易发生相位跳变。根据这些引起相位周跳的因素，可以在载波跟踪环路中对鉴相器输出的相位误差进行处理。通过对瞬时鉴相误差和鉴相误差的累积值进行限幅，可以避免大的相位抖动和连续同符号的相位偏差，从而降低环路发生相位相位周跳的概率。相比传统的载波跟踪方法，本发明在不考虑环路动态的情况下，使载波跟踪环路发生相位周跳的概率降低67％；在输入信号多普勒频率恒定的情况下，使载波跟踪环路发生相位周跳的概率降低38％。

主权项

一种基于相位误差限幅处理的载波相位周跳抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，构建载波跟踪环路所述载波跟踪环路包括鉴相器、瞬时相位误差限幅器、相位误差累积值限幅器、环路滤波器和压控振荡器，鉴相器的输入端为载波跟踪环路的信号输入端，鉴相器的输出端连接到瞬时相位误差限幅器，瞬时相位误差限幅器的输出端连接相位误差累积值限幅器，相位误差累积值限幅器的输出端连接环路滤波器，环路滤波器的输出端连接压控振荡器，压控振荡器的输出端反馈输入至鉴相器；第二步，瞬时相位误差限幅将输入信号u_i(t)送入鉴相器进行鉴相，鉴相器输出的相位误差送入瞬时相位误差限幅器进行限幅处理；假设鉴相器的鉴相区间为[‑Φ,Φ]，当t时刻鉴相器输出的相位误差为u_ai(t)时，对其进行瞬时相位误差限幅处理后的输出u_ao(t)为：$u_{ao}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{u}_{ai}\left(t\right)-K_1*\Phi & u_{ai}\left(t\right)>K_1*\Phi \\ u_{ai}\left(t\right),& \left|u_{ai}\left(t\right)\right|<K_1*\Phi \\ u_{ai}\left(t\right)+K_1*\Phi ,& u_{ai}\left(t\right)<-K_1*\Phi \end{array}\right.$上式中K₁表示瞬时相位误差限幅器的限幅系数；第三步，相位误差累积值限幅以瞬时相位误差限幅器的输出结果u_ao(t)作为相位误差累积值限幅器的输入u_bi(t)，则相位误差累积值限幅器的输出u_bo(t)为：其中，T_L和K₂分别为相位误差累积值限幅器的积分时间和限幅系数；第四步，确定系数K₁、K₂和T_L定义平均周跳时间T为环路载波相位误差累计值等于2Φ时环路所需的平均运行时间，平均周跳概率P为平均周跳时间T的倒数；对限幅器参数K₁∈[1,2]、K₁∈[0,1]、T_L∈[1,20]进行遍历，获得在不同参数K₁、K₂和T_L组合条件下的载波跟踪环路平均周跳时间，并取满足平均周跳时间最大时，所对应的限幅器系数为载波跟踪环路中K₁、K₂和T_L的取值。