采用锁频环和锁相环联合捕获的载波跟踪*

，侯孝民，赵 强，彭保童

(航天工程大学 光电装备系，北京101416)

1 引 言

在测控系统中，由于超长距离的传输损耗以及目标载体的高速运动，导致接收信号具有信噪比低动态性高的特点。目前，测控系统中的接收机多以相干接收机为主，其工作原理为通过载波跟踪得到与接收信号同频同相的相干载波。常见的载波跟踪算法中，锁频环(Frequency Locked Loop,FLL)-锁相环(Phase Locked Loop,PLL)载波跟踪算法具有实现简单、动态性能好、跟踪精度高等优点，是目前应用较多的跟踪算法之一。

但是，传统的FLL-PLL跟踪算法中存在环路状态转换过渡出现频率阶跃的问题。文献[1]根据锁相环与锁频环的残余相差和残余频差都接近0的原因，提出了双阈值的方法，使得载波跟踪环能够切换工作状态。文献[2]根据频率偏移和相位偏移一一对应的原理，计算出相位偏移门限θH，通过相位偏移|Δθ|与门限的比较进行工作状态的选择。这两种方法虽然能使频率阶跃问题得到改善，但是对于跟踪算法本身没有进行改进提高，所以效果不是很理想。

根据上述分析，本文提出了新的改进算法——FPLL-PLL载波跟踪算法。该算法在捕获阶段采用锁频环与锁相环联合捕获的方法，在转换时，环路能够平稳转换到锁相环精确跟踪阶段。同时，本文对于该算法的转换门限进行了分析，为转换门限的设计提供了理论依据。

2 传统FLL-PLL载波跟踪算法

图1为传统FLL-PLL跟踪环路原理图，由鉴别器、环路滤波器(Loop Filter,LF)和数控振荡器(Numerically Controlled Oscillator,NCO)组成。由图可知，当输入信号进入环……