一种基于扩频体制的双环载波跟踪算法设计

姚新怡; 王家明; 吴贤亮; 高硕; 邹骏

引用本文:	姚新怡,王家明,吴贤亮,高硕,邹骏.一种基于扩频体制的双环载波跟踪算法设计[J].上海航天（中英文）,2025,42(5):149-157.
	YAO Xinyi,WANG Jiaming,WU Xianliang,GAO Shuo,ZOU Jun.Architectural Design of a Dual-loop Carrier Tracking Algorithm Based on Spread Spectrum Systems[J].Aerospace Shanghai,2025,42(5):149-157.

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一种基于扩频体制的双环载波跟踪算法设计

姚新怡^1,2,王家明²,吴贤亮³,高硕²,邹骏¹

1.南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京 210094;2.上海航天测控通信研究所，上海 201109;3.上海卫星工程研究所，上海 201109

摘要:

随着深空探测任务的不断深入，对星地链路可靠性提出了更高的要求，深空应答机需要具备更强的信号捕获灵敏度与测距精度。作为星地通信的核心设备，深空应答机必须在极端环境(如高动态多普勒频偏、低信噪比、超远距离)下保持稳定通信。然而，传统载波同步方法在高动态弱信号场景下存在局限:锁相环(PLL)易因动态应力失锁，而锁频环(FLL)虽动态适应性较强，但稳态跟踪精度难以满足测距需求。针对上述问题，本文提出了一种FLL辅助PLL的双环协同跟踪架构。该架构在载波跟踪环路中，采用二阶FLL粗频偏捕获与三阶PLL精相位跟踪的双环跟踪方法，解决了高动态引起的环路失锁问题。仿真结果表明:双环跟踪法在高动态多普勒环境中跟踪性能优良，平均锁定时间低于0.25 s。

(1.School of Electronic and Optical Engineering，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，Jiangsu，China;2.Shanghai Aerospace Measurement，Control and Communication Research Institute，Shanghai 201109，China;3.Shanghai Institute of Satellite Engineering，Shanghai 201109，China)