【文章內(nèi)容簡介】 ? 29 P(f )可以表示為 /2 j2 π0/2( ) c o s ( 2 π ) e dccT ftTP f A f t t??? ?經(jīng)過計算得 ? ?? ?? ?? ? ????????????cccccTffTffTffTffATfP)(π)(πs i n)(π)(πs i n2)( 0000顯然 P( f )是實函數(shù)，所以 )()( fPfP ??因此匹配濾波器的傳輸函數(shù) H(f)為 1j2 π ()0( ) ( ) e cNN n fTnnH f P f c????? ?30 圖 68 匹配濾波器同步捕獲原理 31 載波為 f0的 BPSK信號在延遲線內(nèi)被延遲了 0、 Tc、 2Tc、 ? (N1)Tc， 延遲后的信號分別與 cN cN ? c0相乘 ， 只有在 N個乘法器輸出信號的相位完全相同時 ， 加法器才有最大的輸出 。 而只有當進入延遲線的信號 s(t)中的擴頻碼序列與本地參考擴頻碼序列 c0 、 c ? cN1完全相等時 ， N個乘法器輸出信號的相位才能完全相同 。 當包絡檢波器輸出最大時 ， 此時輸入信號 s(t)中的擴頻碼序列的相位與本地參考擴頻碼序列c0 、 c ? cN1的相位完全相同 ， 完成了擴頻碼的同步捕獲 。通過包絡檢波器和門限判決器 ， 將同步時的最大值取出 ， 作為同步跟蹤的啟動信號 。 32 假設在 0→ TM(TMNTc) ，與 s(t)匹配的濾波器的沖激響應為 ??? ???其它00?π2c os)(2)( 0 MR Tttftcth 式中 cR(t)是擴頻碼 c(t)的長為 TM的一段逆時間序列，與c(t) 在從 TA到 TB這一段時間內(nèi)匹配。 匹配濾波器的輸出為 d d 0?( ) ( ) ( ) ( ) c o s ( 2 π 2 π )dMtRtTy t A d T c T c t f t f? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??式中 00 ?fff ???是包括多普勒頻移在內(nèi)的接收信號的頻率 偏移 。在 dBt T T??時刻 ， )( ??tcR 與 )(?c 的一段是匹配的， 此時乘積 dd( ) ( )RBc T c T T??? ? ?積分區(qū)間內(nèi)等于 1。 33 圖 69 擴頻波形及其匹配濾波器沖激響應 34 00?( ) c o s [ 2 π ( )] ds i n ( π ) ?c o s [ 2 π () π ]( π )MttTMMMMy t A d f t ffTA d T f f t f TfT???? ? ??? ? ? ? ???m a xs in ( π )()( π )MMMfTy t A TfT???若接收機的載波已經(jīng)同步， 0?00 ???? fff? ?0( ) c o s 2 πMy t A d T f t? m a x () My t A T?最大優(yōu)點是速度快，只需經(jīng)過幾個擴頻碼的周期即可實現(xiàn)同步捕獲。 35 假設 d(tTd)在積分期間 (tTMt)內(nèi)可以看成是一常數(shù) d 基帶匹配濾波器同步捕獲法 ?利用匹配濾波器實現(xiàn)對基帶信號同步捕獲的方法，又稱為延遲相關捕獲法。這種方法首先對接收到的擴頻信號作放大、載波解調(diào)，解調(diào)后的信號為 ( ) ( ) ( ) ( )ddv t A d t T c t T n t? ? ? ? 該信號被送入 M級移位寄存器寄存 。 本地序列按某一相位狀態(tài)存入另一 M級寄存器中 。 對這兩個寄存器對應位的數(shù)據(jù)進行模 2求和后再相加 （ 求兩序列的相關函數(shù)值 ） ， 將接收序列在 M級移位寄存器中作延遲移位 ， 求該相位狀態(tài)下的相關值 。這樣對序列相位逐次延遲移位估值并作相關求和 ， 當相關求和值輸出為最大 (M個單位 )時 ， 接收擴頻碼序列的相位與本地參考擴頻碼序列寄存的相位狀態(tài)一致 ， 從而實現(xiàn)了擴頻碼序列的捕獲 。 36 基帶匹配濾波器同步捕獲法 圖 610 擴頻碼序列延遲相關捕獲法 37 最小同步捕獲時間就是 M級移位寄存器的裝載時間 A C , m in cT M T?最大同步捕獲時間 A C, m a x ( 1 )ccT M T N T? ? ?平均同步捕獲時間 AC12ccNT M T T??? 延遲相關捕獲法的平均同步捕獲時間比用 2N個相關器的同步捕獲時間大，但設備量大為減少。而延遲相關捕獲法的平均同步捕獲時間比相位搜索捕獲法的平均同步捕獲時間少，而設備量并沒有很大的增加。 38 聲表面波器件捕獲法 聲表面波匹配濾波器原理 39 聲表面波抽頭延遲線，左端叉指聲電換能器作為輸入端，右方叉指電極數(shù)等于擴頻碼序列的長度 N，叉指電極間的距離恰好是聲波傳播時間 (時延 )等于擴頻序列碼元寬度 Tc的距離 。 各叉指信號的極性，分成兩組，一組與擴頻碼序列“ +1”碼元對應，一組與“ 1” 碼元對應，這就形成了與某一擴頻序列碼元結構相一致的抽頭延遲線結構。 第 i個叉指換能器的沖激響應為 c o s ( 2 π ) ( 1 )()0i c c cia f t i T t iThtt? ? ????? 取 其 它 值40 ai為沖激響應的幅度，將其歸一化后，取值為 177。 1，具體取+1還是 1由叉指換能器輸出信號的極性來決定。 )π2c o s (])1([)( tfTitpath ccii ?????? ????其它001)( cTttp 每個叉指電極的輸出應為擴頻信號和沖激響應信號在時域的卷積積分，其中第 i個叉指換能器電極的輸出為 d d 0d d 0( ) ( ) ( ) c os ( 2 π ) ( ) d( ) ( ) c os ( 2 )[ ( 1 ) ] c os [ 2 π ( ) ] diiiccv t Ad T c T f h ta Ad T c T fp t i T f t? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ???????? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? 聲表面波器件抽頭延遲線的輸出就是 N個在時間上相對延遲 Tc的 hi(t)和擴頻信號的卷積之和 ???Nii tvtv1)()(41 當聲表面波器件的固有頻率 fc和擴頻信號載波頻率 f0相等時 0 d d1( ) c o s ( 2 π ) ( ) ( ) [ ( 1 ) ] d2NiciAv t f t d T c T a p t i T? ? ? ???? ?? ? ? ? ? ??? 由于各個叉指換能器輸出信號的極性和擴頻系統(tǒng)所用的擴頻碼結構是一致的，故有 )(])1([1tcTitpaNici ?????????c(t)是 c(t)的時間反轉(zhuǎn)函數(shù) 0d( ) c o s ( 2 π ) ( ) ( ) ( ) d2Av t f t d T c c t? ? ? ????? ? ??d d 0( ) ( ) ( ) c o s ( 2 π )2 cAv t d t T R t T f t? ? ?42 在所觀測的時間 NTc內(nèi)，可認為 d(tTd)為常數(shù)，則 聲表面波匹配濾波器同步捕獲法 對接收擴頻信號先進行載波下變頻，變頻后的中頻信號送入聲表面波器件抽頭延遲線，獲得擴頻碼的自相關函數(shù)值，通過門限檢測器，檢測到擴頻碼同步時刻的尖脈沖信號后輸出一信號給置位電路，將本地擴頻碼序列產(chǎn)生器置位，使本地參考擴頻碼序列的相位與接收擴頻碼序列的相位一致，完成擴頻碼的同步捕獲 。 43 同步捕獲時間 AC cT NT?2A C d d d d dd12 ( 1 ) 3 ( 1 )c c c cT N T P N T P P N T P P N TP? ? ? ? ? ? ?一般門限檢測概率總是大于 這個結果遠遠小于前面討論的序列相位搜索捕獲法的平均同步捕獲時間，也遠遠小于后面將要討論的滑動相關捕獲法的平均同步捕獲時間 。 當門限檢測器正確檢測概率 Pd1時 ， 有 (1Pd)的概率漏檢 ， 要進行第二次檢測 ， 同理有第三次檢測 ， ? ， 所以聲表面波器件抽頭延遲線捕獲系統(tǒng)的平均同步捕獲時間為 cNTT 2m a xA C , ?44 聲表面波器件卷積器 根據(jù)聲表面波器件卷積器的結構及聲表面波的傳播方