[发明专利]正交线极化信号的数字基带实时自适应匹配接收方法

说明书

本发明公开了正交线极化信号的数字基带实时自适应匹配接收方法，其用于实时消除经两个正交极化接收通道接收的一对正交线极化信号的交叉极化干扰。本发明包括步骤：通道失配校准，消除这对正交线极化信号因两个正交极化接收通道的参数差异而引入的幅相畸变，还原为表征初始接收信号极化干扰参量的正交线极化信号Z_V和Z_H；快速极化校准，通过估算收发天线之间的极化角，快速消除Z_V和Z_H中的交叉极化干扰，获得粗校准的正交线极化信号S_V和S_H；残余极化干扰自适应消除，基于一对正交线极化信号的相干特性，自适应消除S_V和S_H中的残余交叉极化干扰，得到两个极化分离的矢量信号。

技术领域

本发明涉及正交线极化信号的信号处理方法，尤其涉及一种正交线极化信号的数字基带实时自适应匹配接收装置及其接收方法、采用所述接收装置的卫星天线极化自适应跟踪电路、应用所述接收方法的存储介质。

背景技术

卫星通讯技术经过几十年来的发展，已广泛应用于各种民用设备中。在卫星系统的地星链路匹配问题中，天线的极化匹配非常关键。我国主要使用的移动卫星通信系统工作在Ku波段，这个波段的卫星信号的极化方式多为线极化。当载体移动时产生的极化失配现象会增加数据传输的误码率动并影响通信的质量。

为了解决移动载体平台对卫星通信的需求，动中通天线技术得到了普遍的应用。动中通系统中除了传统的通信模块外还包括极化跟踪模块。极化跟踪模块解决了天线的极化匹配问题，使高速移动的天线能够对卫星进行高精度的极化跟踪，与卫星信号极化匹配。

已有的计划匹配跟踪主要有两种实现方式：一是通过天线基座和和机械伺服系统，机械地将天线对准卫星，并通过跟踪算法进行跟踪；另一种方式基于馈电网络，通过控制多个线极化信号的幅度来调节合成线极化波的方向。具体实现则通过两个电桥和1-2个可变移相器实现对收发信号的极化调整。

对于机械伺服的跟踪方式，主要问题在于精度有限。一般机械旋转伺服可达到的最高精度约为0.01°，而且达到这种精度的伺服系统造价不菲，维护成本也较高。同时，机械伺服系统的跟踪速度也限制着极化匹配的性能，高精度的伺服系统一般尺寸较大，机械扫描的跟踪速度难以满足高速移动的动中通天线的需求。

馈电网络的跟踪方式主要缺点在于馈电网络的功耗较大，移相器的精度不高，需要校准。在微波频段做分路，移相，衰减等功能，设计难度较高，而且难以集成。特别是移相器，处理不同频率的信号需要校准，器件的寄生参数会极大地影响移相的精度。另外衰减器的线性度也会影响合成的极化波的精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种正交线极化信号的数字基带实时自适应匹配接收装置及其接收方法、采用所述接收装置的卫星天线极化自适应跟踪电路、应用所述接收方法的存储介质。本发明的目的是在基带上通过信号处理的方式，实现对极化信号的跟踪、匹配，对于相控阵天线所接收到的多个线极化信号，通过实时处理极化重构算法，将水平极化正交基带信号和垂直极化正交基带信号分离出来，与接收系统匹配。本发明需要解决的是整个接受系统的架构，实时极化重构算法及其物理实现。

本发明的解决方案是：一种正交线极化信号的数字基带实时自适应匹配接收装置，其用于实时消除经一对正交极化接收通道接收的一对正交线极化信号的交叉极化干扰；

所述接收装置包括：

通道失配校准模块，其用于消除这对正交线极化信号因这对正交极化接收通道而带来的幅相畸变，得到带交叉极化干扰的正交线极化信号；

快速极化校准模块，其用于通过估算收发天线之间的极化角，快速校准带交叉极化干扰的正交线极化信号，获得粗校准的正交线极化信号；