一种多路相干信号提取时延差的方法

摘要

本发明涉及一种多路相干信号提取时延差的方法，该方法利用信号的上边带，下边带两段频谱分别与参考天线接收信号的同一部分进行两次复数相关后，得到其中一路天线接收信号与参考天线接收信号的时延差，本发明获取时延差的方法与VLBI相关处理机相比，相关方式为时域相关处理，省去了信号傅里叶变换的环节，得到的延迟用于修正天线中频信号或供后处理使用，大大简化了信号处理流程，更为方便且节省资源，并便于工程实现。

主权项

1.一种多路相干信号提取时延差的方法，其特征在于：当信号体制为PCM/PSK/PM时，具体步骤如下：(1)来自同一目标源的参考信号s_RF0(t)和信号s_RFi(t)，分别经过下变频变换为中频信号s₀(t)和s_i(t)，其中信号s_RFi(t)为来自同一目标源的多路相干信号中的第i路信号，i为正整数；s_i(t)＝sin{2πf_I(t-τ_i)+θ_i+K_PMd(t-τ_i)sin[2πf_sc(t-τ_i)+θ_sc]}s₀(t)＝sin{2πf_I(t-τ₀)+θ₀+K_PMd(t-τ₀)sin[2πf_sc(t-τ₀)+θ_sc]}其中，f_I是中频频率，τ_i是第i路信号的时延，τ₀是参考信号的时延，θ_i是第i路信号的载波相位，θ₀是参考信号的载波相位，K_PM是遥测信号的调制度，d(t)是遥测数据，f_sc是遥测信号的副载波频率，θ_sc是遥测信号的副载波相位；(2)对信号s_i(t)进行两组正交下变频，并滤波后分别得到上边带信号s_zupi(t)和下边带信号s_zdni(t)，对信号s₀(t)进行两组正交下变频，并滤波后分别得到上边带信号s_zup0(t)和下边带信号s_zdn0(t)；s_zdni(t)＝s_i(t)×exp[j2π(f′_I-f′_sc)t]＝J₁(K_PM)d(t-τ_i)exp{j[2πΔf_It-2πf_Iτ_i+θ_i+2πΔf_sct-2πf_scτ_i+θ_sc]}s_zupi(t)＝s_i(t)×exp[j2π(f′_I+f′_fc)t]＝-J₁(K_PM)d(t-τ_i)exp{j[2πΔf_It-2πf_Iτ_i+θ_i-(2πΔf_sct-2πf_scτ_i+θ_sc)]}s_zdn0(t)＝s₀(t)×exp[j2π(f′_I-f′_sc)t]＝J₁(K_PM)d(t-τ₀)exp{j[2πΔf_It-2πf_Iτ₀+θ₀+2πΔf_sct-2πf_scτ₀+θ_sc]}s_zup0(t)＝s₀(t)×exp[j2π(f′_I+f′_sc)t]＝-J₁(K_PM)d(t-τ₀)exp{j[2πΔf_It-2πf_Iτ₀+θ₀-(2πΔf_sct-2πf_scτ₀+θ_sc)]}其中：f′_I是本地混频频率，f′_sc是本地混频副载波频率，Δf_I＝f_I-f′_I，Δf_sc＝f_sc-f′_sc，J₁为第一类第一阶贝塞尔函数；(3)分别对信号s_zupi(t)、s_zdni(t)、s_zup0(t)和s_zdn0(t)进行积分清除滤波，得到四组信号U_i、L_i、U₀和L₀；(4)对四组信号U_i、L_i、U₀和L₀进行复数相关，得到上边带相关结果S_u和下边带相关结果S_L，其中：$S_U=U_i\times U_0^{*}=J_1^2\left(K_{\mathrm{PM}}\right)\exp \left\{j\right[-2\pi f_I({\tau }_i-{\tau }_0)+{\theta }_i-{\theta }_0-2\pi f_{\mathrm{sc}}({\tau }_i-{\tau }_0)\left]\right\}$$S_L=L_i\times L_0^{*}=J_1^2\left(K_{\mathrm{PM}}\right)\exp \left\{j\right[-2\pi f_I({\tau }_i-{\tau }_0)+{\theta }_i-{\theta }_0+2\pi f_{\mathrm{sc}}({\tau }_i-{\tau }_0)\left]\right\};$(5)对上边带相关结果S_U和下边带相关结果S_L再次进行复数相关，得到相关结果S_UL，其中：$S_{\mathrm{UL}}=S_U\times S_L^{*}=J_1^4\left(K_{\mathrm{PM}}\right)\exp \left\{j\right[4\pi f_{\mathrm{sc}}({\tau }_i-{\tau }_0)\left]\right\};$(6)对相关结果S_UL进行积分清除滤波，得到信号s₀(t)和s_i(t)的时延差τ_i-τ₀；当信号体制为数传时，具体步骤如下：(7)来自同一目标源的参考信号s_RF0′(t)和信号s_RFi′(t)，分别经过下变频变换为中频信号s₀′(t)和s_i′(t)，其中信号s_RFi′(t)为来自同一目标源的多路相干信号中的第i路信号，i为正整数；(8)对信号s_i′(t)进行两组正交下变频，并滤波后分别得到上边带信号s_zupi′(t)和下边带信号s_zdni′(t)，对信号s₀′(t)进行两组正交下变频，并滤波后分别得到上边带信号s_zup0′(t)和下边带信号s_zdn0′(t)；${s_{\mathrm{zdni}}}^{\prime }\left(t\right)={s_i}^{\prime }\left(t\right)\times \exp \left[j2\pi (f_I^{\prime }-\frac{1}{4}{R}_d)t\right]$${s_{\mathrm{zupi}}}^{\prime }\left(t\right)={s_i}^{\prime }\left(t\right)\times \exp \left[j2\pi (f_I^{\prime }-\frac{1}{4}{R}_d)t\right]$${s_{\mathrm{zdn}0}}^{\prime }\left(t\right)={s_0}^{\prime }\left(t\right)\times \exp \left[j2\pi (f_I^{\prime }-\frac{1}{4}{R}_d)t\right]$${s_{\mathrm{zup}0}}^{\prime }\left(t\right)={s_0}^{\prime }\left(t\right)\times \exp \left[j2\pi (f_I^{\prime }-\frac{1}{4}{R}_d)t\right]$其中R_d为信号的数据码速率；(9)分别对信号s_zupi′(t)、s_zdni′(t)、s_zup0′(t)和s_zdn0′(t)进行积分清除滤波，得到四组信号U′_i、L′_i、U′₀和L′₀；(10)对四组信号U′_i、L′_i、U′₀和L′₀进行复数相关，得到上边带相关结果S′_U和下边带相关结果S′_L，其中(11)对上边带相关结果S′_U和下边带相关结果S′_L再次进行复数相关，得到相关结果S′_UL，其中(12)对相关结果S′_UL进行积分清除滤波，得到信号s₀′(t)和s_i′(t)的时延差Δτ。