最大S_N极化合成技术.doc

●研究与开发 极化合成技术3 最大 S?N 涛3 3 钟 关键词: 通信, 极化, 合成 [ 摘要 ] 介绍了最大 S?N 合成技术及其在测控通信中的应用, 阐述了最大 S?N 合 成器的实现方案, 对实际电路的制作给予了较为详细的论述。 二、最大 S?N 极化合成器的 一、前 言 组成及原理 一个双信道最大 S?N 合成器的输出信 噪比 (SO ?N O ) 2 为: 从航天器来的电波中存在着两种正交极 化的波 ( 左旋和右旋) , 在航空测控通信站接 收到的电波中就可能包含着两种相互正交的 极化分量, 而且大小可能随时变化。因此在地 面站中必须相应采取极化分集接收技术以接 收这两种极化波, 于是就引入了接收机的噪 声, 设计时要考虑最大 S?N 合成。 极化分集 接收技术在国外测控站中早有应用。 但在我 国前几代的卫星测控站中, 未采用极化分集 接收技术也工作得很好。 然而对遥测和飞船 测控通信, 极化分集接收技术变得重要起来, 特别是在再入航天器遥测系统中。 极化分集接收的关键技术是分集锁相环 和最大 S?N 合成器。分集锁相环保证二极化 (S O ?N O ) 2 = (S A ?N A ) 2 + (S B ?N B ) 2 式中 SA、SB、N A、N B 是接收系统输入端 的信号和噪声电压。 由于接收机 A GC 系统 保持合成器输入电平为一恒定的归一化电 平, 如果 KA = 信道 A 的增益和 KB = 信道 B 的增益, 则: K A = I ?S A , K B = I ?S B 因此, 在组合器输入端的噪声输入电压 是: 合成信号能同相相加, 最大 S?N A GC 配合下保证合成输出 S?N 值, 实现最佳合成。 合成器在 接近最大 N ′A = N A K A , N ′B = N B K B 信号电平为: S′A = SA KA , S′B = SB KB 和 SA KA = SB KB 图 1 是A GC 和最大 S?N 极化合成器系 3 本文于 1998 年 4 月 28 日收到。 3 3 电子工业部第十研究所  统的方框图。 图 1 A GC 系统和极化合成器方框图 合成器控制按照信号功率对每一输入加 权并保持合成器的输出为一恒定电平。 因此 适当的加权函数 CA 和 CB 由下式定义: 定义输入信号电压比 SA ?SB = A = KB ? KA , 将(1) 式重写为: CA S A + A CB S B S O ?N O = 2 + 2 ]1?2 CA ?CB = (S A ?S B ) 2 和 CA + CB = 1 [ (N A CA ) A N B C ( B ) S A + S B ?A S O ?N O = [ (N A ) 2 + (N B ?A ) 2 ]1?2 信号相干相加, 噪声按均方根相加, 以致 合成的输出信号 SO 和噪声N O 是: 因为N A = N = N B , 即两个信道的噪声系 数相等, 则: S O = CA S ′A + CB S ′B (CA N ′A ) 2 + (CB N ′B ) 2 ]1?2 N O = S A + S B ?A (2) S O ?N O = 2 ) 1?2 N 1 + 1 ?(A ] 因此, 合成器的合成输出信噪比为: 式 ( 2) 确定合成器控制电路中必须加给 输入电压的加权函数, 以产生最大比值的合 成输出。 ·27· CA K A S A + CB K B S B S O ?N O = [ (N A K A C + (N B K B CB A ) 2 ) 2 ]1?2 (1)  HYPERLINK / ? 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.   合成器的控制信号由 A GC 电压导出, 并随信号强度(以分贝表示) 作线性变化: “A ”画出所要求的合成器的响应与 A GC 变 动值的关系曲线, 其数据列在表格中, 其曲线 图如图 2 所示, 方框图如图 3 所示, 下面加以 详细说明。 E A = D log S A 式中, D 是A GC 放大器增益系数。 因此, 差动A GC 电压为: E A - E B = D log S A - D log S B = D log (S A ?S B ) = D logA