海事卫星上行信号测向的FPGA与DSP实现

"邹洲-海事卫星上行信号测向的工程实现[J]电讯技术，2014，54(7):921-925." 本文主要探讨了海事卫星上行信号测向的工程实现，这是一种针对海事卫星通信系统的定向技术。传统的测向方法在处理海事卫星上行信号时可能存在局限性，而本文提出的新方法则有效地解决了这一问题。该方法基于相关干涉仪测向算法，充分利用了海事卫星信号的特定特征。 首先，文中提到在一片Field-Programmable Gate Array（FPGA）芯片中实现了数字下变频（Digital Down Conversion，DDC）、快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）实时运算以及相位差计算等关键步骤。数字下变频是将高频信号转换为基带信号的过程，便于后续的信号处理。FFT则用于分析信号的频谱特性，从而获取信号的频率信息。相位差计算是测向中的核心环节，它能提供两个接收天线之间信号到达时间差的估计，进而推算出信号源的方向。 接着，文章指出通过优化算法，将方位计算任务转移到Digital Signal Processor（DSP）上执行，这不仅减轻了FPGA的负担，降低了硬件成本，还提升了系统的整体性能。通过降低相位差的波动度，可以提高方位测量的稳定性，减少因噪声和干扰引起的误差。同时，利用插值算法进一步提高了方位的精度，这种方法通过在现有数据点之间插入新的点来平滑数据，使得方位计算更加精确。 海事卫星上行信号的测向在频率分辨率上达到了5.7kHz，这是一个显著的提升，意味着系统能够更准确地分辨出不同频率的信号，这对于海上通信环境中的多用户干扰识别和分离至关重要。此外，该方案经过实际试验验证，证明了其在海事卫星通信中的实用性。 这篇文章提出的工程实现方案为海事卫星上行信号的测向提供了新的思路和方法，不仅提高了频率分辨率和方位测量的精度，还通过合理分配硬件资源优化了系统设计，对于海事通信领域具有重要的实践意义。