[发明专利]鸿雁低轨通信卫星信号接收方法

说明书

本发明涉及鸿雁低轨通信卫星信号接收方法，基于FPGA+ARM架构硬件，接收鸿雁低轨卫星L频段通信信号，对L频段信号进行低噪声放大，并下变频至中频频段，完成信号的模数转换，再将中频数字信号依据空口协议，完成对信号的捕获、同步、译码和解扰，得到卫星通信电文，经通信协议解析和数据校验，最终送到串口输出。本发明解决了低轨卫星大多普勒信号捕获跟踪、多速率信号接收等技术问题，功能全面，性能优异，后续可进行应用推广。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种鸿雁低轨通信卫星信号接收方法。

背景技术

低轨卫星通信系统由数百颗低轨卫星组成，可提供面向全球的智能终端通信、物联网、移动广播、导航增强、航空航海监视、宽带互联网接入等服务。2018年12月29日，鸿雁首颗试验星（以下简称首发星）在酒泉发射场发射成功，为用户提供数据交换、数据采集、数据广播等服务。

首发星为国内首颗低轨通信卫星，通信体制和星地接口规范皆为专门制定，目前国内外尚无专用的地面接收发射装置，为适应在轨测试需求，并为组网星进行技术验证，需要研发专属信号接收装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种鸿雁低轨通信卫星信号接收方法，解决了低轨卫星大多普勒信号捕获跟踪、多速率信号接收等技术问题。

本发明所采用的技术方案为：

鸿雁低轨通信卫星信号接收方法，其特征在于：

基于FPGA+ARM架构硬件，接收鸿雁首颗试验星低轨卫星L频段通信信号，对L频段信号进行低噪声放大，并下变频至中频频段，完成信号的模数转换，再将中频数字信号依据空口协议，完成对信号的捕获、同步、译码和解扰，得到卫星通信电文，经通信协议解析和数据校验，最终送到串口输出。

FPGA+ARM架构硬件包括天线、射频通道、AD转换器、FPGA处理器和ARM处理器；

天线接收鸿雁低轨卫星L频段通信信号；

射频通道对L频段信号进行低噪声放大，并下变频至中频频段；

AD转换器完成信号的模数转换，再将中频数字信号送给FPGA处理器；

FPGA处理器依据空口协议，完成对信号的捕获、同步、译码和解扰，得到卫星通信电文，发送至ARM处理器；

ARM处理器完成信号的码跟踪和载波跟踪，进行通信协议解析和数据校验，最终送到串口输出。

天线采用微带天线，接收和发射两层一体，并采用双馈提高轴比性能。

射频通道对信号的具体处理为：

接收的卫星信号进入低噪放单元，首先进行滤波和放大，防止发射信号对低噪放进行阻塞，信号经一级放大后经镜像滤波器对镜像信号和发射信号进行滤波，再经一级放大后输出到下变频单元；在接收信号下变频之前增加一级放大和滤波，然后与本振进行混频，将L频段信号下变频至中频，再经放大和滤波后输出。

FPGA处理器对信号的具体处理为：