长波通信在无人水下航行器上的应用

针对目前无人水下航行器(UUV)通信时容易暴露自身目标的问题,提出了采用长波通信技术作为UUV的辅助通信手段。分析了将长波通信技术应用于UUV时的通信方式,研究了适合安装在UUV上的长波接收天线。     

两种磁感应通信信道建模与特性分析

为了解决地下环境中无线磁感应通信系统存在路径损耗大,无法实现较远距离通信的问题,本文构建了基于波导技术与协同技术的磁感应信道模型。通过波导技术,向收发线圈之间引入无源中继线圈,经过谐振线圈的磁耦合完成信号传递;通过协同技术,传输的磁感应波由多条不同路径到达接收端,从而完成信息的传输。对路径损耗、误码率等特性仿真分析,结果表明：路径损耗小于100dB时,普通磁感应系统最大传输距离约为20m,而磁感应协同系统与波导系统最大距离分别延长至45m与150m以上;在传输距离较近时,磁感应波导系统的路径损耗大于协同系统,可通过减小中继线圈的间距和电阻进一步降低其路径损耗;磁感应协同系统的路径损耗受线圈的位置、间距和数量影响较小,从而降低了部署的难度。因此,构建的两种通信模型都能有效降低信道路径损耗,增大通信距离,波导技术效果更明显。     

一种低频低噪声前置放大器的设计

针对甚低频、超低频通信中存在的微弱信号难以检测问题,设计了一种低频低噪声前置放大器.首先建立了放大器噪声模型并对噪声特性、噪声匹配进行分析,然后详细阐述了低噪声放大器电路中晶体管的选择、直流工作点的设置、负反馈网络的设置、阻容元件的选择、输入阻抗匹配等设计要点,并提出一种多层屏蔽设计方法.通过仿真对低噪声放大器电路进行...     

超低频水下遥控系统设计

针对水下设备在布防后难以控制的问题,提出了利用超低频电磁波实现对水下设备的远程遥控。在分析了超低频电磁波传播特性的基础上,提出采用超导量子干涉器(SQUID)作为超低频遥控信号的接收装置,对水下超低频接收系统进行了设计,并给出了接收机的软、硬件实现方案。     

一种TDCS信号检测及基函数周期估计的方法

针对变换域通信系统（Transform Domain Communication System, TDCS）信号难以检测的问题,设计了基于功率谱二次处理的检测方法。通过数学建模,理论推导了TDCS信号的自相关函数,并由此推出了TDCS信号的两次功率谱函数,证明了TDCS信号的二次功率谱存在周期性谱峰的特征,并给出了谱峰周期与基函数周期的数学关系。据此设计了一种TDCS信号检测算法,该算法能够检测TDCS信号并对基函数周期给予估计。理论分析了高斯白噪声对检测算法的影响,通过计算机仿真,验证了该算法在低信噪比下的性能,对比了二次功率谱法与时域相关法的检测性能,验证了采样数据长度对检测性能的影响。仿真结果表明在低信噪比条件下,本文算法对基函数周期估计仍有效,且算法性能相较于自相关法提高了约1.5 dB,增加采样数据长度可进一步提高二次功率谱算法的准确性。     

地铁站低频电磁噪声采集与特性分析

地铁站与外界之间的低频无线电通信受噪声干扰严重,为了实现对噪声的有效抑制,在武汉市采集了多个地铁站内的低频电磁噪声数据,分别从时域、频域和统计域的角度对噪声特性进行了分析,提出采用Alpha稳定分布模型描述噪声的统计特性,通过无穷方差检验、Q-Q图、基于特征函数的P值拟合优度检验、计算R_square指标等方法分析了A...     

一种基于插值的定时同步算法研究

基于MSK调制通信系统,采用四阶差分定时误差检测算法对基于插值的定时同步环路进行了研究和分析,并提出了一种以插值输出信号均方误差最小为准则的插值滤波器设计,提高滤波器输出精度,改善定时同步环路同步性能。通过MATLAB仿真验证,与Lagrange插值滤波器相比,基于最小均方插值的定时同步算法,跟踪阶段定时抖动小,对噪声具有抑制作用,在信噪比较低的情况下也具有较好的同步性能。     

超低频遥控系统的噪声建模与抑制

超低频遥控系统受大气噪声干扰严重,传统的匹配滤波器性能退化明显,为提高超低频遥控系统的可靠性,研究了系统中的噪声建模与抑制技术。通过对实测数据的分析验证了采用对称α稳定（SαS）分布拟合信道噪声的可行性,从分布模型出发,通过仿真研究了Myriad滤波器、局部最优检测器和削波器对超低频大气噪声的抑制效果。结果表明：SαS分布可以作为超低大气噪声的幅度概率分布模型;Myriad滤波器能够以较低的计算复杂度实现对超低频大气噪声的有效抑制。     

无线磁感应透地通信传输距离分析

无线磁感应透地通信通过准静态磁场耦合的方式实现信息传输,可以有效解决传统电磁波透地通信中信道不稳定、传输距离近、天线尺寸大等问题.建立了磁感应透地通信模型,分析了磁感应透地通信中产生的磁场在不同方向上的衰减规律,以及发射天线主要参数、接收机的位置、接收机传感器灵敏度、大地磁导率对透地传输距离的影响,得到了透地传输距离关...     

Ku波段新型双辐射体天线的电气特性分析

为满足水下航行器在复杂海况中接收来自海面高速数据对天线的需求,文中提出了一种Ku波段双辐射体天线的设计方案. 首先在半波振子天线的正交方向添加寄生辐射体,在限定天线线径比的情况下利用寄生辐射体改善天线在复杂海况中的全向性,通过计算天线的寄生辐射体之间的间距衔接天线不同辐射体之间的电流分布;然后对天线振子上的电流分布进行近似推导,得到新型双辐射体天线的具体结构参数;最后通过电磁仿真计算,得出天线的电气特性,并进行实物测量和对比. 仿真和测量结果表明,新型双辐射体天线在复杂海况造成的全部运动姿态中,水下反射系数小于0.45,水下增益高于?40 dBi,在所处水平面之上呈现全向性,实测结果与仿真结果具有较好的一致性. 该天线具有线径比大、全向、水下增益较高的特点,性能受不同运动姿态的影响较小,为水下航行器的高频拖曳天线提供了一种新颖的天线结构.