一种组合调制的脉冲超宽带测控信号

将脉冲超宽带(IR-UWB)信号应用于航天测控领域,能够有效提高当前航天测控系统的隐蔽性、抗干扰性和测量性能,具有重要的现实意义.将DS-PAM(Direct Spread-Pulse Amplitude Mod-ulation)调制、TH-PPM(Time Hopping-Pulse Position Modulation)调制的信号和PSM(Pulse Shape Modulation)调制技术组合起来,可构成一种新的组合调制的脉冲超宽带信号,即DS-PAM-TH-PPM-PSM-UWB(Direct Spread-Pulse Amplitude Modulation-Time Hopping-Pulse Position Modulation-Pulse Shape Modulation-Ultra Wideband)信号.利用对数正态阴影模型分析其传输性能,在单频干扰信号条件下分析其抗干扰性能,利用模糊函数分析其测量性能.仿真结果表明,相比于传统的DS-PAM-UWB信号和TH-PPM-UWB信号,该组合信号具有良好的传输性能、抗干扰性能和测量性能,为脉冲超宽带信号应用于航天测控领域提供了更多的选择.     

群时延失真对天线组阵合成信噪比的影响分析

为量化分析天线信道间群时延失真分布的差异性对天线组阵合成信噪比的影响,首先建立了天线组阵信道群时延失真分布特性的数学模型,并基于该数学模型,利用分数时延全通滤波器对群时延全通滤波器进行补偿,从而建立了能够准确模拟数学模型群时延分布特性的仿真模型,而后通过理论分析得到了点频和宽带两种信号形式的合成信噪比损失计算公式,最后仿真验证了理论分析的正确性。研究结果表明,天线数越多、带宽越宽、群时延分布差异性越大,合成信噪比损失越大,对于天线数为100,带宽为1GHz的大规模宽带天线组阵,当频带边缘群时延的标准差大于4 ns时,合成信噪比损失大于0.5 dB。      

数字下变频中的数据位宽选择

数据位宽选择是硬件设计者必须要考虑的问题,其目的是在数据精度和资源消耗之间寻求折衷.针对数字下变频的硬件实现,为了对其数据位宽进行选择,通过仿真定量分析了数据位宽与数据精度、资源消耗的关系,并在给定数据精度限制的情况下,采用基于仿真的方法进行数据位宽选择,在研究了最优解的两种搜索方法后,又提出了一种新的搜索方法,均得到了满足要求的最优数据位宽.     

脉冲超宽带信号应用于测控领域的可行性研究

脉冲超宽带通信是指利用脉宽为纳秒级的脉冲作为载体的无线通信技术,将脉冲超宽带信号应用于测控领域,能有效提高当前测控系统的隐蔽性、抗干扰性和抗截获性。根据链路预算,脉冲超宽带测控信号到达地面的功率谱密度非常低,不会对地面上的其他系统造成干扰。利用对数正态阴影衰落路径损耗模型,求得脉冲超宽带信号传输距离与信息速率的关系,证明在保证一定信息速率的前提下,脉冲超宽带测控信号能够实现远距离传输。     

脉冲超宽带技术在航天测控系统中的应用

针对当前航天测控系统安全性不足的问题,将脉冲超宽带技术应用于航天测控系统中,构建了一种新的脉冲超宽带测控体制。建立了基本的脉冲超宽带测控信号模型,对脉冲超宽带测控系统的性能和传输链路进行了分析。给出了脉冲超宽带测控系统结构框图,介绍了系统工作过程。针对并行信号捕获方法资源消耗大的不足,提出了两步并行捕获方法。分析表明,脉冲超宽带技术可用于航天测控系统中,完成测距测速和数据传输任务。脉冲超宽带测控系统可有效提高测控系统的隐蔽性和抗干扰能力,同时提高测距精度。在信号捕获方面,与并行捕获方法相比,两步并行捕获方法的硬件资源消耗得到大大降低,同时还可保证较快的捕获速度,但会产生一定的信噪比损失。     

基于并行NCO的宽带数字下变频器

为了解决当前数字下变频器对硬件处理速度要求过高的问题,设计了一种基于并行NCO的宽带数字下变频器,将并行处理与多相滤波相结合,可以大大降低对处理速度的要求,有效解决数字信号处理的瓶颈问题。仿真结果表明,该宽带数字下变频器成功实现了对数字中频信号的下变频、滤波抽取等功能,输出结果正确,可实现宽带接收处理。     

甚长基线干涉测量数字基带转换器子通道时延影响分析

为提高甚长基线干涉测量(VLBI)带宽综合处理精度,在接收系统各通道时延一致的情况下,对数字基带转换器(DBBC)子通道时延对带宽综合精度的影响进行了分析。通过理论推导,首次发现在单站群时延测量中,子通道时延会使不同子通道之间产生相位阶梯,引入带宽综合处理误差;在双站时延差测量中,当两个观测站相应子通道本振频率差不相同时,也会出现相位阶梯,降低带宽综合处理精度。针对不同数字基带转换器结构,讨论子通道时延的影响域,提出通过子通道时延补偿消除相位阶梯。仿真结果表明,子通道时延补偿可以有效消除相位阶梯,使带宽综合处理精度至少提高一个量级以上。     

基于Zoom-FFT的改进Rife正弦波频率估计算法

Rife算法是正弦波频率估计的一种经典算法,但其根本缺陷在于低信噪比且被估计频率接近量化频率点时估计性能差。本文通过分析Zoom-FFT的基本原理,验证了其具有可控的局部频谱放大功能,进而提出了一种改进的Rife频率估计算法。通过对信号进行Zoom-FFT处理实现以被估计频率为中心的较窄频段频谱的大幅度细化和放大,然后利用Rife算法进行精确频率估计。仿真结果表明,该算法具有高于传统Rife及其改进算法的估计精度和抗噪声性能,且对真实频率与量化频率点的位置关系不敏感,但计算复杂度有一定增加。     

一种宽带VLBI数字基带转换器设计

VLBI(very long baseline interferometry)即甚长基线干涉测量,是目前精度最高的射电观测手段。为了解决对硬件处理速度要求过高的问题,设计了一种基于并行下变频的宽带VLBI数字基带转换器,将并行处理与多相滤波相结合,可大大降低对处理速度的要求,缓解硬件压力,有助于解决数字信号处理的瓶颈问题。仿真结果表明,该宽带VLBI数字基带转换器成功实现了对数字中频信号的下变频、滤波抽取等功能,同时数据率大大降低,可实现宽带接收处理,也有助于信号的实时处理。     

脉冲超宽带测控信号时延精密跟踪方法

脉冲超宽带测控新体制可有效提高测控系统的安全性能,且具有潜在的高精度测距能力.为了实现其高精度测距功能,提出了一种基于延迟锁定环路的脉冲超宽带测控信号时延精密跟踪方法.该方法在传统伪码跟踪环的基础上进行改进,利用基于非相干积分的非线性反馈环路对接收信号的脉冲相位进行精密跟踪.理论分析和仿真结果表明,该延迟锁定环路可以完成对脉冲超宽带测控信号的时延精密跟踪.与直扩测控信号相比,在相同条件下,脉冲超宽带测控信号的时延跟踪相对误差更大,但由于脉冲宽度很窄,在一定载噪比条件下,其测量精度仍可达厘米量级甚至更高.