一种用于深空探测的Chirp变换频谱分析仪设计与实现

根据深空探测对频谱分析仪抗辐射、高分辨率、低功耗的需求，研究一种基于Chirp变换的高分辨率频谱分析仪设计及其实现.利用中心频率为1GHz、带宽为400MHz、色散时间为10μs的声表面波滤波器，提出了一种模拟和数字相结合的高分辨率频谱分析仪设计方案，并搭建原理实验系统完成了实测验证，其分析带宽为400MHz，频率分辨率达到152kHz，功耗约为3.6W.分析了压缩线器件非理想特性对频率分辨率的影响，利用实测压缩线频率响应特性获得幅度和相位补偿曲线，对展宽线信号进行幅相失配补偿.仿真结果表明，该补偿方法可将频率分辨率提高至108kHz.      

基于二维deramp处理的高分辨率 聚束SAR成像算法

有效解决回波信号的数据率是高分辨率聚束式星载SAR的难点之一.基于两步成 像算法和CS(Chirp Scaling)成像算法,提出了一种适用于高分辨率聚束式星载SAR的成像算 法——TDDCS(Two Dimension Deramp Chirp Scaling)成像算法.该算法从距离dechirp处理 后回波信号出发,首先利用二维deramp 处理来消除频谱混叠现象,这不仅能实现以对应条 带模式的脉冲重复频率来设计聚束SAR系统,也保证满足观测带宽度所需的回波窗长度,接 着利用CS处理和相位补偿实现精确的距离徙动校正,最后利用方位相匹配滤波 处理实现方位向压缩,得到最终的成像结果.基于等效斜视模型,给出了整个算法的详细推 导过程和实现流程,通过计算机仿真验证了本算法的有效性.      

先进的声表面波-大规模集成频率合成器

快速跳频频率合成器是跳频式频谱展宽系统的关键部件。最近,TRW 已研制出最适合于上述用途的直接混频-分频频率合成器样机。该合成器产生的频率为1296兆赫到1536兆赫,步进间隔为3兆赫,能够以低于50毫微秒的速度进行频率转换。在整个设计中均采用声表面波和射频大规模集成器件来生产这种速度极快的小型合成器。     

用外接频率变换系统扩展微波相位计的测试频段

现在已有各种相位计产品可供选用。但受测试频段限制而无法作其它频段的相位测试。相位测量中的频率变换系统从原理上可以保证在频率变换过程中保持相位信息不变。因此,利用外接频率变换系统,使待测信号频率变换到能用相位计测量的频段,实现相位计测相频段的扩展。本文分析国产BX-4微波相位计的中频相位数字测量系统的测相性能,提出微波与高频频率两种频率变换系统。当采用商用的微波部件,利用BX-4之中频测相系统,可以测量2GHz至18GHz的微波信号相位。用自制宽频带双平衡混频器,可以测量4MHz至300MHz的高频信号相位。     

95GHz测量雷达频率稳定度的要求

本文介绍95GHz 相干雷达系统采用频控方法所能得到的频谱纯度特性。该雷达设计成具有多方面功能的通用仪器。它能在脉宽、极性以及脉冲重复周期变化的情况下,保证对目标及杂乱回波后向散射数据的采集。将此类数据以数字形式存贮在磁带上,并用来研究对目标检测、鉴别和分类的有效算法。为了达到研究算法的目的,将该系统设计成能够提供最小为40dB 的杂波中能见度。由于数据的完整性相干几乎完全取决于系统的频谱纯度,所以系统的主要设计就着重于有关信号的产生和控制。该系统的信号产生技术是采用了一个100MHz 的振荡器作信号源来建立系统的定时信号、发射信号以及本振信号。在发送接收状态时,利用一个相位锁定甘氏振荡器和一个注入锁定连续波(CW)式和脉冲式 IMPATT 振荡器来保证信号的相干性。在信号通路的关键点上,测量信号的相位噪声谱密度数据,并把它所要求的指标进行比较。本文扼要地介绍有关测量技术问题。该系统的处理数据表明,在大于2公里的目标距离上,杂波中能见度大于40dB。     

预定三次渡越信号的双相单向换能器的设计

在宽带宽低损耗声表面波滤波器(SAW-F)的设计中,换能器声端反射是个重要问题。它决定了三次渡越信号,因而决定了不希望有的通带波动,通带波动限制了可达到的最大带宽和最小插入损耗。本文就双相单向换能器(TPUDT)移相,匹配电路和电极排列,系统地讨论了双相单向换能器的声反射,另外还讨论了插入损耗,带宽和三次渡越信号间的折衷。     

GPS卫星信号模拟器中频信号处理与实现

利用数字内插、数字滤波、A/D(Analog／Digital)变换等软件无线电方法,建立GPS卫星信号模拟器中频信号处理的数学模型,提出了数字IF(Intermediate Frequency)的实现方法,且在matlab中进行了中频电路建模、优化和验证,完成了从数字基带信号处理到模拟中频信号生成.电路实现时尽量降低信号处理频率,缩小高频信号处理范围.利用verilog在ISE6.3中完成了数字中频模块的设计和仿真,对仿真输出的数字序列进行FFT(Fast Fourier Transform Algorithm)频谱分析,并在FPGA(Field Programmable Gate Arrays)中实现.      

基于MSST及HOG特征提取的雷达辐射源信号识别

针对传统雷达信号识别算法在低信噪比下识别准确率低的问题,提出了基于多重同步压缩（MSST）时频变换及方向梯度直方图（HOG）特征提取的雷达辐射源信号识别算法。所提算法在雷达时域信号短时傅里叶变换（STFT）基础上进行多重同步压缩处理获得信号时频分布图,通过HOG算子对信号时频分布图进行HOG特征提取,将提取的HOG特征通过主成分分析法（PCA）进行降维,将降维后的特征参数送入支持向量机（SVM）对雷达信号进行分类与识别。实验结果表明：所提算法具有较低的复杂度,当信噪比为-8 dB时,仿真实验与半实物仿真实验针对9种典型雷达信号的识别准确率达到90%以上。     

表面声波Chirp谱分析原理及设计

本文试图评价表面声波Chirp变换用作谱分析的原理及其设计办法,并以雷达动目标检测为例说明了它的应用。文中简要地比较了不同结构的系统具有的优缺点。     

基于频谱仪的脉冲调制信号功率校准技术研究

脉冲调制信号是雷达和数字通信系统中的一类重要信号。本文主要研究脉冲调制信号的功率测量方法,讨论并分析了脉冲调制信号的频谱特点,提出使用频谱分析仪实现脉冲调制信号的平均功率和峰值功率的测量,并采用正弦调幅法对频谱分析仪的测量结果进行验证。实验表明使用频谱仪测量脉冲调制信号功率简单易行且具有较高的测量精度。     

GPS信号模拟器中sine存储表的设计和实现

结合Sunderland算法和泰勒多项式原理,给出了直接数字频率合成(DDS)中相位至幅度映射表的压缩算法的数学模型,分析了压缩效率.用快速傅里叶变换来分析杂散水平,利用matlab计算工具对整个算法进行了建模、优化和验证,仿真表明映射表采用该算法设计的DDS数字载波部分的最大杂散约为-90?dB,且有良好的压缩效率.该算法实现结构简单,没有乘法运算.在Xilinx公司的现场可编程门阵列(FPGA)中进行了实现,已成功地应用于一个实际GPS信号模拟器数字中频系统的设计.     

Chirp哈特利、Chirp余弦、Chirp正弦变换

给出了连续Chirp哈特利变换、连续Chirp余弦变换、连续Chirp正弦变换的定义.还给出了离散Chirp哈特利变换、离散Chirp余弦变换、离散Chirp正弦变换的定义.采用这几种变换估计实多项式信号的参数.详细研究了二阶离散Chirp哈特利变换、二阶离散Chirp余弦变换、二阶离散Chirp正弦变换的参数估计性能.简要分析了三阶离散Chirp哈特利变换.由于二阶离散Chirp余弦变换和二阶离散Chirp正弦变换检测信号时存在虚假信号,提出一种消除虚假信号的方法,该方法在增加一定计算量的情况下可以有效地消除虚假信号,并降低旁瓣.进行了二阶离散Chirp哈特利变换、二阶离散Chirp余弦变换、二阶离散Chirp正弦变换的计算机仿真.进行了三阶离散Chirp哈特利变换的计算机仿真.计算机仿真结果验证了分析的正确性.     

相位噪声测量技术的发展

随着相位噪声参数广泛的应用,其测量技术得到不断的发展,除了传统模式的相位噪声测量系统外,一些采用新技术的测量系统不断的被开发出来,包括应用互相关原理的信号源分析仪和应用高速数字信号处理的直接数字化相位噪声分析仪,它们各具优势,也将会得到广泛应用。     

变采样率全数字相位载波解调技术

基于相位载波(PGC,Phase Generated Carrier)解调各环节的信号频率范围,提出变采样率解调方案,解决高采样频率下的实时全数字PGC解调问题.对干涉输出信号采用高采样率进行模数转换,提高解调带宽和动态范围.对混频相乘和低通滤波后的环节采用降低采样率处理,减少实时数字信号处理的运算量.设计变采样率全数字PGC解调系统,采用现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Arrays)并行实现混频相乘和低通滤波环节,采用数字信号处理器(DSP, Digital Signal Processor)实现后续解调环节,实现采样率高达1MHz的实时解调.实验结果表明频率为5kHz、幅度为1rad的被测信号可以被有效解调.      

消光比参数的溯源方法

对通信信号分析仪的光口消光比参数进行溯源研究,提出了将光口消光比参数溯源到示波器电压参数上的方法并进行了实验验证。首先搭建了消光比稳定的数字信号发射机作为被测源。其次采用带宽足够的光电探测器XPDV2150R(DC-50GHz 1550nm)将光信号转变到电信号,来消除频响对测量结果的影响,并通过实验验证了光电探测器带宽和接收机带宽对测量结果的影响。最后通过垂直幅度可溯源的电示波器对电信号进行消光比测量。将测量结果和通过通信信号分析仪光口眼图功能测得的结果进行比对,验证两者的一致性,最终实现将消光比参数溯源到电压参数上。     

伪距波动原因中的星体多径因素排除

针对卫星可视弧段内伪距测量异常波动现象，从信号质量监测角度研究了卫星可视弧段内导航信号测距偏差变化问题，确认伪距波动是否由星体多径引起.利用大口径天线跟踪北斗卫星，采用两套采集设备实现了卫星可视弧段内的B1频点信号多次高载噪比采集，根据基于参考波形的测距偏差估计方法分别处理多组采集数据，获得了不同仰角上的测距偏差.在一个仰角下的采集数据，当滤波器带宽远远大于信号带宽时，采样率与下变频器均不同的两套采集设备获得的测距偏差相同，且测距偏差均与相关间距及滤波器带宽有关，但当滤波器带宽超过15MHz后，测距偏差的差异可以忽略.比较不同仰角下的测距偏差，在卫星可视弧段内测距偏差变化很小，因此认为星体多径引起卫星可视弧段内信号质量的变化不是伪距测量异常波动的原因.      

新型GNSS信号波形设计

在发射带宽严格受限的约束下连续函数波形信号较传统矩形波形表现出了较高的频谱利用率优势和优良性能,很有可能应用到未来的全球卫星导航系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)信号体制中.在建立导航信号波形设计准则的理论模型基础上,研究了7种可能适用于未来GNSS系统的新型信号波形,在典型的宽/窄发射带宽条件下,通过仿真评估了传统GNSS信号和新型GNSS信号的精度、抗多径、抗干扰等性能,优选出BOCc和MSK两种适用于不同环境的信号波形: 在频谱资源充足的情况下,BOCc信号具有最优的导航性能;在频率资源受限的情况下,MSK信号兼容性好,抗干扰能力强,拥有较好的导航性能.最后,结合两类信号波形的优缺点提出了我国新一代卫星导航系统信号波形设计的建议.     

A/D转换信噪比分析及在小卫星终端中的应用

针对一种宽带高中频接收方案，详细分析了地面反弹等因素对ADC信噪比的影响，给出了相应结果．最后从应用出发，根据小卫星接收终端对数据采集的要求，对所需的采样率等指标进行了分析和计算．