模拟滤波特性对微波着陆相位信号解算影响的分析方法技术

本发明专利技术提供了一种模拟滤波特性对微波着陆相位信号解算影响的分析方法，建立微波着陆中频调制信号源，获取模拟中频滤波器硬件实测或者仿真设计S参数的传输系统传输参数，得到输出信号；然后对输出信号进行傅立叶反变换，得到时域信号后进行DPSK解调，解调后的数据与原始数据对比，计算传输误码率。本发明专利技术通过统一在频域中数字处理的方式，直接建立了微波着陆模拟滤波特性和系统相位信息解算之间的关系，为系统设计和评估、滤波器设计与评价提供了一个良好的模型，具有较强的工程应用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于导航领域，涉及微波着陆系统机载接收机相位信号的解算，特别是涉及一种模拟滤波器特性对微波着陆机载接收机相位解算影响的分析方法。
技术介绍
时基扫描波束(TRSB)微波着陆系统(MLS)是一种较为先进的地基导航着陆系统，采用空中导出数据的方式，为着陆飞机提供方位、仰角和距离信息。其中方位、仰角信息的格式中包含有相位信息和幅度信息，用于完成对方位和仰角角度的计算。相位信息中含有重要的时间基准信息、功能码等信息，过多的丢失或错误会直接造成数据解算数据的无效，确保相位信息的正确传输是解算角度的基础。相位信息经过地面发射机的产生、数据天线的发送、空间的传播、接收机的处理和进一步解算，众多环节都会造成相位信息一定程度的畸变。对于接收机来讲，从自身角度应努力将接收到的相位信号的畸变影响降到最低，进而为接收机的灵敏度指标、解算精度等指标提供良好的条件。实践证明，MLS机载接收机中频滤波器的特性对接收机解算相位信息的影响较大。以往方法都是分离的对待模拟滤波器和系统相位信息的解算，独立对其二者进行分析，没有从系统角度给出二者之间的联系，相关文献也分析了很多数字滤波器对相位解算信息的影响，很少说明模拟滤波器对相位信息解算的影响。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种在MLS机载设备系统设计时评估模拟滤波器的影响的方法，考虑信噪比的不同对误码的影响，建立起模拟中频滤波特性与相位解算误码率影响的模型，解决微波着陆机载接收机中模拟滤波器与系统解算相位信息解算误码不能直接建立联系的问题，进而指导模拟滤波器的设计和系统的设计。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：(1)建立微波着陆中频调制信号源，已调制信号x(t)＝cos(2πfct+π·a(t))，其中，t为时间，a(t)为调相基带信号，fc为载波信号频率；x(t)的数字采样信号为x(i)＝cos(2πfcti+π·a(ti))，i＝0,1,2,…，ti为采样时间点，对x(i)进行傅立叶变换，则已调信号N为傅立叶变换点数，ωN＝e(-2πi)/N，k＝0,1,2,…；(2)获取模拟中频滤波器硬件实测或者仿真设计S参数的传输系统传输参数S21；(3)将X(k)与S21相乘，乘积Y(k)＝X(k)*S21；(4)求Y(k)的复共轭为Y(k)‘，输出信号Z(k)＝Y(k)+Y(k)‘；(5)对Z(k)进行傅立叶反变换，时域信号(6)对x(j)进行DPSK解调；(7)解调后的数据与原始数据a(t)对比，计算传输误码率。本专利技术的有益效果是：通过统一在频域中数字处理的方式，直接建立了微波着陆模拟滤波特性和系统相位信息解算之间的关系，为系统设计和评估、滤波器设计与评价提供了一个良好的模型，具有较强的工程应用性。附图说明图1为两组滤波器特性示意图；图2为三种不同情况下DPSK解调误码率示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术包括以下步骤：(1)建立微波着陆中频调制信号源，用于对系统算法模型的激励输入，采用标准的调相信号描述方法，方法如下：建立已调制信x(t)＝cos(2πfct+π·a(t))，其中，t为时间，单位为秒，a(t)为调相基带信号，fc为载波信号频率，x(t)的数字采样信号为x(i),i＝0,1,2,…，按照一定采样速率，采样后的已调信号为x(i)＝cos(2πfcti+π·a(ti))，ti为采样时间点，对x(i)进行傅立叶变换，则已调信号变换为：N为傅立叶变换点数，ωN＝e(-2πi)/N，k＝0,1,2,…；(2)通过矢量网络分析仪测量模拟中频滤波器参数、或者通过ADS仿真设计软件获取模拟中频滤波器设计参数特性，得出滤波器幅相特性S21，S21为传输系统传输参数；(3)上述步骤得到的是一组频域的数据，将X(k)与S21相乘，乘积Y(k)为：Y(k)＝X(k)*S21；(4)求Y(k)的复共轭为Y(k)‘，信号的系统输出为Y(k)和Y(k)‘的组合Z(k)，Z(k)＝Y(k)+Y(k)‘；(5)对Z(k)进行傅立叶反变换，时域信号(6)对x(j)进行DPSK解调；(7)解调后的数据与原始数据a(t)对比，计算传输误码率。本文分别选择了一组模拟仿真设计滤波器参数和一组已设计好的硬件模拟中频滤波器参数进行对比说明。两种滤波器的特性如图1所示，左列为硬件滤波器，右列为仿真设计模拟滤波器。两组滤波器的基本设计参数为：滤波器中心频率：31.2MHz；滤波器3dB带宽：≥±70kHz；滤波器60dB带宽：≤±150kHz。由图得出两滤波器的特性对比如表1所示。表1两滤波器特性对比参数实物滤波器仿真滤波器中心频率MHz31.231.2带宽kHz15014060dB抑制带宽kHz350320带内波动dB152带内群时延波动us40.08.0按照上述步骤将两组滤波施加到已调制中频信号上，为了分析滤波器在不同信噪比下的情况，已调制信号叠加了一定信噪比的白噪声，假设解调不引入任何误差，通过计算，不同滤波器在不同信噪比下的输出误码特性如图2所示。由此，本专利技术建立了模拟滤波器与系统解算误码的关系。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟滤波特性对微波着陆相位信号解算影响的分析方法，其特征在于包括下述步骤：(1)建立微波着陆中频调制信号源，已调制信号x(t)＝cos(2πfct+π·a(t))，其中，t为时间，a(t)为调相基带信号，fc为载波信号频率；x(t)的数字采样信号为x(i)＝cos(2πfcti+π·a(ti))，i＝0,1,2,…，ti为采样时间点，对x(i)进行傅立叶变换，则已调信号N为傅立叶变换点数，ωN＝e(‑2πi)/N，k＝0,1,2,…；(2)获取模拟中频滤波器硬件实测或者仿真设计S参数的传输系统传输参数S21；(3)将X(k)与S21相乘，乘积Y(k)＝X(k)*S21；(4)求Y(k)的复共轭为Y(k)‘，输出信号Z(k)＝Y(k)+Y(k)‘；(5)对Z(k)进行傅立叶反变换，时域信号(6)对x(j)进行DPSK解调；(7)解调后的数据与原始数据a(t)对比，计算传输误码率。

【技术特征摘要】
1.一种模拟滤波特性对微波着陆相位信号解算影响的分析方法，其特征在于包括下述步骤：(1)建立微波着陆中频调制信号源，已调制信号x(t)＝cos(2πfct+π·a(t))，其中，t为时间，a(t)为调相基带信号，fc为载波信号频率；x(t)的数字采样信号为x(i)＝cos(2πfcti+π·a(ti))，i＝0,1,2,…，ti为采样时间点，对x(i)进行傅立叶变换，则已调信号N为傅立叶变换点数...

【专利技术属性】
技术研发人员：米正衡，赵建伟，董加成，肖作民，高新国，理会，王皓，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61