超宽带正交解调接收机的误差分析与数字补偿方法

本文提出了超宽带正交解调接收机的误差分析方法，并且针对超宽带线性调频信号，分析了超宽带正交解调误差对脉冲压缩的影响，然后提出了超宽带正交解调误差的数字补偿方法，在实际系统中获得了比较理想的脉冲压缩输出响应。     

超宽带冲激脉冲正交解调接收机系统反射校正算法及其实现

基于超宽带冲激脉冲的信号特征,提出了超宽带正交解调接收机系统中脉冲信号的反射模型与校正算法。通过时域瞬态传输线模型、信号流图模型分析,指出整个系统可等效为一个延时滤波网络。最后提出了拟合该等效延时滤波网络,求解其补偿网络的具体校正算法。在实际系统目标探测的外场试验中,也验证了模型分析与校正算法的正确性和有效性。     

用复系数数字FIR滤波器实现超宽带正交解调接收系统的幅相误差校正

本文首先对影响正交解调结构超宽带接收系统性能的幅相误差作了简要分析,随后提出了用复系数FIR滤波器实现整个系统幅相误差校正的方案,并推导出一种设计幅相校正FIR滤波器的算法,最后给出了一个用此方案实现超宽带系统幅相误差校正的实例.     

一种超宽带零中频接收机的设计与实现

针对雷达、电子战和通信等多功能一体化探测要求,设计了一种基于零中频架构的0.3～18 GHz超宽带接收机。硬件系统由宽带数字接收机、超宽带模拟解调器和超宽带频率源组成,实现了0.3～2 GHz频段信号的直接数字化接收和2～18 GHz频段信号的模拟正交解调。给出了FPGA软件处理流程,采用了基于镜像功率检测方法对I/Q支路进行时延误差校正,采用了基于矩阵求逆最小方差法对I/Q支路进行幅相误差校正。样机测试结果表明,接收机的最大瞬时带宽为4 GHz,校正后的镜像抑制度超过50 dB。     

一种宽带接收机幅相不平衡的校正方法

由模拟器件构成的宽带正交解调接收机会由于正交通道的幅相不一致性造成整个系统的失真，进而影响整个接收系统的性能。本文仔细分析了幅相误差对接收机性能的影响，提出了基于FIR滤波的一种数字域校正的方法。通过计算机彷真，证实了该方法的可行性。     

基于误差校正的双频连续波测距性能分析

针对正交解调接收机通道不平衡的校正问题,利用双频连续波雷达基于快速傅里叶变换比相测距的特点,提出了一种正交解调误差的频域校正方法。首先基于频域分析求出所需要的校正系数,然后实现正交解调误差的校正,达到提高连续波雷达测距性能的目的。通过仿真验证了校正方法的有效性,校正系数的估计方差与克拉美-罗界渐进一致。通过校正后,由通道不平衡引起的测距系统误差被有效地解决,从而改善了双频连续波雷达的测距性能。     

一种超宽带高速跳频信号实时非合作接收机

提出一种基于模数混合信道化宽带处理和实时流水处理技术的超宽带高速跳频信号实时非合作接收机结构,采用基于无盲区数字信道化、多通道数据融合的频率跳变时刻估计算法和针对差分相移键控(SDPSK)信号的实时解调方法,解决了超宽带高速跳频信号的实时解跳和解调难题。为进一步验证所提出结构和算法的有效性,设计并实现了一种针对2 GHz,20 000 Hop/s跳频信号的超宽带高速跳频实时非合作接收机。测试结果表明:该接收机能实现对超宽带高速跳频信号的实时解跳和解调。     

正交解调接收机幅相不平衡对双频测距的影响

采用正交解调接收机来获得I、Q信号时,接收机两个通道间不可避免地会存在一定的幅相误差。本文首先对存在幅相误差时双频测距的基本原理进行了理论分析,并与无幅相误差时进行了比较,得出了几个有用的结论,为双频连续波测距雷达的设计提供了一定的理论依据。最后通过仿真验证了理论分析的正确性。     

超宽带载波包络调制及其频谱相关解调

针对超宽带载波包络调制的频谱特性,提出新颖的正交梳状频谱相关解调方法,将超宽带脉冲信号的处理从时域扩展到了频域。阐述了该解调方式的基本原理和设计思路,推导了正交梳状频谱的载波选择原则。对系统性能的分析和仿真证明了频域相关解调的方法有着和时域解调相同的误码率性能。该方法接收机结构简单、成本低,可由全数字电路实现,便于采用其它数字信号处理技术进一步提高系统性能。     

基于可调光延迟线的微波光子零中频接收机研究

提出了一种基于可调光延迟线的微波光子正交解调技术,并基于该技术设计了微波光子零中频接收机。通过调节光延迟线实现本振信号的90°移相,并采用波分复用方法在共用的级联马赫-曾德尔调制器结构中实现两条正交链路的射频信号与本振信号的混频,从而提高了光正交解调的幅相一致性。所设计的微波光子零中频接收机可对光正交解调之后的中频处理器件如光电探测器、滤波器以及模数转换器等引起的链路幅相不平衡进行数字补偿。经数字幅相失衡补偿后,微波光子零中频接收机在中心频率为12 GHz、瞬时带宽为4 GHz的工作频段内测得幅度不平衡小于0.4 dB,相位不平衡小于1.5°,镜频抑制度大于45 dB,最高镜频抑制度可达79 dB。     

基于功率合成的超宽带冲击雷达研究

用电路合成和空间合成技术，将多个数干伏、纳秒级、超宽带脉冲源合成为兆瓦级高功率脉冲源；文中设计了一套由功率合成的全固态脉冲发射机、超宽带平面喇叭收发天线阵、正交解调采样接收机、主控计算机四大部分组成的冲击体制雷达目标探测系统，介绍了系统的工作原理；给出了实际系统目标探测的外场试验相关试验结果，验证了系统的可行性以及信号处理算法的正确性和有效性，为高功率冲击体制雷达技术的发展奠定了一定的实践基础。     

基于正交解调算法的三维轮廓术的误差因素分析

发现基于正交解调算法的三维（3－D）轮廓术存在的三种主要误差，激光干涉仪的激光散斑造成的误差；正交解调算法中混频频率所引入的误差，结构光中余弦条纹形变造成的误差，对3种误差进行了实验及理论分析，给出了最终的修正结果。     

一种多模式合成孔径雷达数字接收机

针对一种多模式极化合成孔径雷达（SAR）,给出了中频数字接收机工作参数选择,混频滤波方法,实现了三种带宽信号的数字正交解调。通过分析同相、正交通道误差对正交解调性能的影响,确定了滤波器最佳设计准则。最后给出了基于FPGA的实现结构,仿真试验结果表明中频数字接收机性能比一般模拟接收机有显著提高。     

Improved Delay‐Locked Loop in a UWB Impulse Radio Time‐Hopping Spread‐Spectrum System

As ultra‐wideband impulse radio (UWB‐IR) uses short‐duration impulse signals of nanoseconds, even a small number of timing errors can cause a detrimental effect on system performance. A delay‐locked loop (DLL) is proposed to synchronize and reduce timing errors. The design of the DLL is vital for UWB systems. In this paper, an improved DLL is introduced to a UWB‐IR time‐hopping spread‐spectrum system. Instead of using only two central correlator branches as in a conventional DLL, the proposed system uses two additional correlator branches with different delay parameters and different weight parameters. The performance of the proposed schemes with the optimal parameters is compared with that of traditional schemes through simulation: the proposed four‐branch DLLs achieves less tracking jitter or a longer mean time to lose lock (MTLL) than the conventional two‐branch DLLs if proper parameters are chosen.     

基于欠奈奎斯特采样的超宽带信号总体最小二乘重建算法

该文针对超宽带无线通信中需要设计高速模数转换器的问题,提出了一种欠奈奎斯特采样方法,该方法所要求的采样率仅与信号新息率相关,低于奈奎斯特率1个数量级。基于欠采样得到的离散时间超宽带信号,从理论上推导出信号的傅里叶频谱表达式,由此给出了一种总体最小二乘参数估计算法,能够准确地估计出冲激串信号的幅度和时移;通过将估计出的冲激串信号与高斯单脉冲波形卷积,完成超宽带信号的波形重建。仿真和实验结果表明,该文算法能够准确地重建原始超宽带信号,且算法性能优于现有的零化滤波重建算法。     

一种调频信号数字正交解调方法

本文提出了一种对调频信号进行数字解调的方法。该方法利用DDS产生的数字正交载波将调频信号进行数字下变频,利用FIR抽取滤波器和数字微分器在基带进行信号处理,从而得到调制信号。仿真结果显示,该方法在较低信噪比环境下能够准确地恢复调制信号。     

基于双中频并行采样的数字I/Q信号获取

针对大时宽带宽积信号模拟正交解调时难以工程实现的问题,提出了基于双中频并行采样的正交解调方法和结构。该方法和结构是模拟正交解调的推广,通过对包含相同回波信息的两路中频信号在特定时刻采样,以及对两采样序列作简单的符号转换来获取数字I/Q信号,解决了大时宽带宽积信号模拟正交解调时性能较差以及需要复杂的数字校正过程等问题,且易于工程实现与实时处理。误差分析表明,该方法和结构在大时宽带宽积信号时获取的数字I/Q信号性能优良。