[发明专利]微弱PM信号载波频率精确估计方法

权利要求书

1.一种微弱PM信号载波频率精确估计方法，具有如下技术特征：首先采用滤波采样模块和数据缓存组成数据采样单元，利用顺次串联的副载波补偿模块、载波多普勒补偿模块、乒乓缓存模块、载波多普勒变化率补偿模块、FFT运算模块、峰值比较模块和频率解算模块构建微弱PM信号载波频率精确估计的数字处理单元；数据采样单元先对接收信号进行滤波采样和下变频处理，选择适当的低通滤波通带进行低通滤波，输出零中频信号，对信号进行降采样后将数据写入数据缓存空间；然后进行数据处理，数据处理单元从缓存空间读取数据，根据副载波调制度选择副载波补偿方式，对降采样后的载波多普勒数据先补偿副载波；多普勒补偿模块根据载波多普勒频率范围划分多个频率子槽，生成载波多普勒频率补偿的载波波形，多路并行、多轮次对采样数据进行载波多普勒频率补偿，采样后将数据写入缓存中；在进行多普勒频率补偿的同时，变化率补偿模块从缓存中读取数据形成乒乓缓存模式，根据多普勒频移f_{dopl_min}至f_{dopl_max}范围来划分多个变化的频率补偿子槽，生成载波多普勒变化率补偿的载波波形，将数据写入缓存中；多普勒补偿模块多路并行的路数C_dopl、每路中计算的子槽轮次S_dopl和每个子槽的频率搜索步进f_{dopl_step}满足f_{dopl_max}-f_{dopl_min}＝C_dopl×S_dopl×f_{dopl_step}，实现多普勒频率补偿覆盖整个多普勒频移的范围；变化率补偿模块多路并行的路数C_rate、每路中计算的子槽轮次S_rate和每个子槽的变化率搜索步进r_{rate_step}满足r_{rate_max}＝C_rate×S_rate×r_{rate_step}，实现多普勒变化率补偿覆盖整个多普勒变化率的范围，多普勒变化率的范围为r_{rate_min}至r_{rate_max}；完成多普勒频率和多普勒变化率补偿后进行快速傅里叶变换运算，对快速傅里叶变换后的数据进行频谱峰值比较，得出频谱峰值对应的积分地址信息；对峰值比较的结果进行频率解算，利用得出的载波多普勒频率和载波多普勒变化率，得到波多普勒频率估计值和载波多普勒变化率估计值，通过载波多普勒变化率和数据采样处理的时间来校正得到当前时刻的载波多普勒频率值，估计出微弱PM信号载波精确频率。

2.如权利要求1所述的微弱PM信号载波频率精确估计方法，其特征在于：滤波采样模块根据采样频率f_samp和接收信号的数据频率f_ad进行频率控制字K_samp转换：K_samp＝2³²×f_samp/f_ad，对频率f_ad控制下频率控制字K_samp和输入信号数据不断累加，直到输出积分清零脉冲；当积分清零脉冲有效时输出信号的累加值，并选取截位保证输出信号的有效性，同时对累加器中的数据进行清零，不断循环此过程直到采样结束。

3.如权利要求1所述的微弱PM信号载波频率精确估计方法，其特征在于：副载波补偿模块从数据缓存单元中读取滤波采样后的数据，根据副载波调制度选择副载波补偿方式，对降采样后的数据进行副载波补偿，利用副载波补偿来减少副载波频率对载波频率估计的影响：当副载波调制度大于或等于门限时，通过两路频率控制字K_subc转换：K_subc＝2³²×f_subc/f_calcu，在高系统频率f_calcu控制下，将两路频率控制字K_subc不断累加得到的查询地址D_subc送入两路各自的直接数字频率合成DDS的地址映射，查表生成副载波正补偿、负补偿的本地载波。