基于GEO卫星的导弹天基数据链频率同步技术研究①

史晶晶，陶孝锋，孙 召，穆 桐

(中国空间技术研究院西安分院，西安 710000)

0 引言

现代战争逐渐从平台中心战转向网络中心战，传统平台中心战中战斗力主要来自于物质与能量，而网络中心战中决定战斗力的是信息。数据链可实现各武器平台联网从而获得信息优势、提高指挥控制的实时性和各作战单元协同作战能力，是实现网络中心战的关键[1]。从上世纪50年代开始，美国及北约相继开始研制各种类型的数据链，数据链已成为作战效能的“倍增器”[2-6]。武器系统的进步和作战范围的扩展，使得超视距作战逐步成为作战的核心方式[7-10]。在此需求背景下，导弹天基数据链应运而生，通过天基中继方式解决导弹飞控信息传输受视距限制的问题[11-12]。目前，对于导弹天基数据链研究较少，仅仅进行了星弹信道建模[11]和系统链路预算分析[12]等相关研究，而导弹的高速运动导致弹星信号时频同步问题则尚未有公开文献研究。

针对导弹天基数据链中弹星高动态信号频率同步问题，本文根据导弹的运动轨迹推导了导弹与卫星之间信号的多普勒频偏和多普勒率变化公式，分析了不同射程导弹运动导致弹星信号的多普勒变化范围。为实现弹星信号高动态频率同步，对基于时域的滑动相关捕获算法和基于频域的FFT捕获算法进行了分析与仿真。理论分析和仿真结果表明，基于FFT捕获算法中通过累积多个码元信号可以实现导弹和卫星之间信号的频率同步要求，这为导弹天基数据链的进一步研究奠定了基础。……