[发明专利]一种星载低码率BPSK解调科斯塔斯环电路

说明书

本发明公开了一种星载低码率BPSK解调科斯塔斯环电路，包括乘法器、有源低通滤波器、压控晶振、分频器、检波器、比较器、环路滤波器，用于完成极低码速率BPSK信号的解调。该电路基于经典的科斯塔斯环，核心电路均为模拟器件，鉴相器由乘法器实现，有源低通滤波器由运算放大器构成，其带宽极窄，压控晶振输出参考信号由分频器进行分频，得到BPSK载波信号，I、Q两路信号经过乘法器鉴相后再通过比较器可以得到锁定指示信号。针对极低码率的BPSK信号解调，该电路可以提供极佳的解调性能和可靠的锁定指示信号，同时符合卫星使用要求，具有简单可靠、易于实现、成本低、抗辐照性能好等优点。

技术领域

本发明属于星载BPSK信号解调技术领域，尤其涉及一种星载低码率BPSK解调科斯塔斯环电路。

背景技术

考虑到调制效率、误码率以及成熟度等因素，中星-地链路数据通信一般采用BPSK(Binary Phase Shift Keying)调制方式。随着空间技术的发展，特别是深空探测的不断开展，由于通信距离十分遥远，星载接收机所接收到的信号十分微弱，信噪比很低，为保证通信误码率，在深空探测中BPSK信号的码速率会很低，国际上目前最低码速率为7.8125bps，BPSK信号频率一般为8kHz。

对于BPSK信号的解调可以使用很多方法，其中比较经典的是科斯塔斯环，其内部压控晶振输出频率与输入调制信号相同，针对目前应用场合需要使用8kHz晶振，另一方面该电路无法提供解调锁定信号。由于目前在星载应用领域一般不能使用低于3MHz频率的晶振，同时需要解调电路能够产生锁定指示信号，另外针对极低码速率深空应用需要合理设计各电路参数，保证解调性能，尽量做到无损耗解调。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种星载低码率BPSK解调科斯塔斯环电路，具有简单可靠、易于实现、成本低、抗辐照性能好、解调锁定指示明显的技术特点。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种星载低码率BPSK解调科斯塔斯环电路，包括：第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、环路滤波器、压控晶振、分频器；

所述压控晶振用于产生参考信号，所述分频器用于对所述参考信号进行分频，分别输出得到第一BPSK载波信号与第二BPSK载波信号，所述第一BPSK载波信号与所述第二BPSK载波信号的相位差为90度；

所述第一乘法器用于接收所需解调的BPSK调制信号，并将所述BPSK调制信号与所述第一BPSK载波信号进行鉴相，得到第一鉴相信号，所述第二乘法器用于接收所述BPSK调制信号,并将所述BPSK调制信号与所述第二BPSK载波信号进行鉴相，得到第二鉴相信号；

所述第一低通滤波器用于对所述第一鉴相信号进行滤波，得到第一滤波信号，所述第二低通滤波器用于对所述第二鉴相信号进行滤波，得到第二滤波信号；

所述第三乘法器用于将所述第一滤波信号与所述第二滤波信号进行鉴相，得到第三鉴相信号，所述环路滤波器用于对所述第三鉴相信号进行滤波，得到频率调整信号，所述压控晶振还用于根据所述频率调整信号调整所述参考信号的频率值；其中，

所述第一乘法器、所述第二乘法器、所述第三乘法器、所述第一低通滤波器、所述第二低通滤波器、所述环路滤波器、所述压控晶振均为基于模拟器件实现。

根据本发明一实施例，还包括第一检波器、第二检波器、比较器；

所述第一检波器用于对所述第一滤波信号进行幅度检波，得到第一检波信号，所述第二检波器用于对所述第二滤波信号进行幅度检波，得到第二检波信号，所述比较器用于对所述第一检波信号与所述第二检波信号进行幅度比较，得到锁定指示信号。