论文部分内容阅读
近年来深空探测技术在迅速发展，对深空信号的检测与分析技术作为深空探测最基本和必要的手段得到了有关各国的高度重视。由于深空探测作用距离远，导致接收信号的信噪比极低，因此微弱信号的捕获问题是深空探测技术中不可逾越的关键技术，尤其是地面接收系统的信号检测处理问题。对于深空通信、测距测速来讲，微弱信号的检测能力显得尤为重要，这主要体现在微弱信号载波和副载波的恢复和提取。本文根据深空探测的具体应用背景，基于FFT微弱信号检测展开研究，重点在利用FFT算法捕获载波和副载波。
首先，确定深空微弱信号捕获的总体方案。采用双支路FFT改进算法和锁相环的变带宽跟踪技术，对载波和副载波的FFT捕获模块和跟踪模块进行分析。
然后，基于TI公司TMS320C6418芯片采用改进的双支路FFT算法实现载噪比为16dBHz的微弱调制信号载波和副载波的捕获。选用TMS320C6000芯片实现信号捕获，学习CCS集成环境的软件开发方法；对N=65536点各种FFT算法程序实现进行讨论，结合具体实现芯片分析定点制FFT算法中乘法加法溢出问题的解决方法，超长点数FFT算法内存优化问题；并分析比较各种算法的复杂度、运算量和运算时间，选择最优的算法；最后软件调试、参与系统联调，并在硬件系统上对微弱信号进行捕获测试，得到了正确的载波和副载波频率，FFT捕获的时间为58ms达到了工程要求，取得了良好的测试效果，为后续跟踪模块提供了正确的中频信号频率。
本课题对载噪比低至16dBHz的微弱信号成功进行捕获，且捕获时间在几十毫秒量级，在国内尚属先进；在FFT算法的DSP编程中采用位检测缩放算法解决溢出问题，有效得兼顾了运算速度和精度。