超宽带多通道接收前端设计与研制

在电子侦察领域,超宽带多通道接收前端对信道接收机起着至关重要的作用。提出了一种超宽带、多通道、低噪声、低灵敏度、大动态范围接收前端的设计方案。通过设计仿真和实物样机的研制测试,验证了该方案的可行性。与传统方案相比,该接收前端样机噪声系数和开关隔离度各提升20%以上,实物尺寸为53 mm×115 mm×9 mm,指标性能达到设计要求。

基于RFSoC的超宽带数字接收机设计

现代雷达越来越向小型化、智能化、多功能化方向发展,宽带数字化相控阵已成为雷达发展的必然趋势。文中介绍了当前的宽带数字接收机架构,中频数字化和射频数字化接收机的基本原理和发展需求。结合当前微电子技术及信号处理器件的发展,直接对射频信号进行处理已成为可能。为实现基于射频数字化的超宽带数字接收机设计,文中给出了一种基于RFSoC技术的超宽带数字接收机设计。该接收机可实现直接射频采样和宽带任意波形产生,瞬时带宽可支持2 GHz,测试指标满足雷达、电子战应用需求。基于RFSoC技术的超宽带数字接收机具备多通道、低成本、低功耗的优点,在雷达、电子战设备及综合射频系统中将获得广泛应用。

用于人体皮下温度测量的微波辐射计系统可行性研究

目前人体测温主要以红外测温和水银体温计为主,其仅能测量人体表皮温度,针对此现状,以微波辐射测温理论为依据,提出一种中心频率为1.4 GHz的微波辐射计系统,并利用目前消费类电子产品的MMIC芯片设计制作完成。系统硬件模块主要包括高增益放大器模块、带通滤波器模块和平方律检波模块。根据不同温度状态下人体皮下组织的辐射能量,系统测得最终输出电压与温度呈正相关,能够很好地响应皮下温度变化。研究结果表明,基于现有消费类电子产品的芯片可以制作出成本较低的L波段微波辐射计,能跟踪组织层的温度,验证了监测人体内部温度的可行性。

2~20 GHz宽带二分频器的设计及其工作条件研究

利用GaAs异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT)工艺设计一款宽带二分频器。首先,基于发射极耦合逻辑(Emitter Coupled Logic,ECL)结构的锁存器,提出一种能够提高分频器工作频率和带宽的D触发器结构。其次,从分频器的自谐振频率、输入灵敏度曲线、输入信号质量等方面分析分频器的工作条件。最后,进行测试分析。测试结果表明:在电源电压为5 V时,该二分频器电流为75 mA,输入频率为2~20 GHz,在3~17 GHz的输入灵敏度为-10~10 dBm,输出功率为-3 dBm。

基于复数域前向放松QRD-RLS算法的脉动阵结构实现

现代军用平台有限空间内集成了大量射频收发天线系统,导致共址电磁自兼容问题严重,干扰对消技术是解决共址同频干扰问题的一种重要手段。高跳速、环境剧烈变化场合对对消系统的处理速度提高了更高要求。论文提出了一种基于复数域QRD-RLS算法的数字域快速对消算法,推导出了其高速脉动阵实现结构,并在Xilinx FPGA上研究了实现方法。仿真和实测结果表明,高速脉动实现结构实时处理时钟频率可达60 MHz,可有效实现干扰对消功能,具有良好的工程实现度。

基于多相滤波的宽带数字化接收机技术

提出了一种多相滤波的宽带数字化接收机的设计技术;讨论了多相滤波的基本原理、设计及FPGA实现,给出了多相滤波的中频数字化接收机的实现方案。计算机仿真结果和现场可编程门阵列仿真结果表明,多相滤波的中频数字化接收机设计方法是可行的,并还可灵活地实现现有专用芯片很难实现的宽带接收技术。

CMOS1.4THzΩ155Mb/s光接收机差分跨阻前置放大器

采用本土 CSMC 0 .6μm标准 CMOS技术设计实现了一种用于光纤用户网的 CMOS跨阻前置放大器 .电路采用差分结构以提高共模抑制比 ,减小高频下电源波动和寄生反馈通路的干扰 ,抑制衬底耦合噪声和温漂 ,从而有效抑制前置放大器的噪声 .同时前置放大器为双端输出 ,易与后面差分结构的主放大器级联 ,无需单端 -双端转换电路和片外元件 ,电路结构更为简单 ,实现了单片集成 .电路采用单级放大结构 ,比通常的多级电路更为稳定 .测试结果表明 ,前置放大器在 5 V电源电压下增益 -带宽积可达 1.4 THzΩ,等效输入电流噪声为 1.81p A/ Hz,可稳定工作在 15 5 Mb/ s(STM- 1)

用于安检应用的Ka波段毫米波成像平台研究

本篇文章介绍了用于安检的Ka波段毫米波成像平台,其中Ka波段接收机射频前端为直接检波体制,采用自行研制的MMIC LNA,在RT/duroid 5880基片上进行级联。利用扇叶切割天线波束产生交流视频信号,去除直流噪声。制作的毫米波成像平台由单片机控制可以进行二维扫描,并将视频信号进行采集处理,传输给计算机得到毫米波图像。对毫米波接收机放大器模块和检波器进行了性能测试,并利用成像平台对藏有金属的假肢进行成像实验,得到的毫米波图片大致显示出假肢和金属的形状,表明本毫米波成像平台可以用于检测诸如藏在假肢中的枪支等违禁品。

DRM接收机射频前端芯片的频率规划设计

基于 DRM 标准,研究并设计了一种 DRM 广播接收机射频前端芯片的结构,该射频前端选用了上边注入、固定中频的二次正交混频低中频结构。经理论推导,给出了该结构的4种镜像抑制比(IRR)与相位误差或幅度误差的定量关系。经综合考虑镜像干扰、互调干扰、低频本振谐波干扰、寄生低频噪声等因素与中频频率的定量或定性关系,确定了系统频率规划。该结构中除射频滤波器外其它模块均为片上实现,继承了低中频结构的所有优点。理论分析与仿真结果表明,采用该频率规划的接收机射频前端完全满足 DRM接收机射频前端的设计要求。此频率规划设计为射频前端芯片的电路级设计成功奠定了理论基础。

低信噪比的接收通道阵列幅相误差校正方法

针对低信噪比情况,建立了新的接收阵列误差模型,提出了一种改进单辅助源通道阵列幅相误差校正算法。该算法利用自相关矩阵对角线部分求解通道幅度误差,用最小二乘法对上三角部分求解通道相位误差。仿真结果表明:在低信噪比时,改进校正算法性能明显优于传统校正算法,在高信噪比时,2种算法残差均非常小。实验结果表明:利用改进的校正算法对综合孔径辐射计进行校正后所得的图像边界清晰、干扰较少,与实际亮温对应较好,明显优于采用传统校正算法进行校正后所得的图像。

GPS接收机P(Y)直捕方法研究

GPS接收机P(Y)直捕算法是基于存储的滑动相关搜索,并利用FFT将时频二维联合搜索变成时域一维搜索。同时,考虑位同步点已知的条件,接收资源池只需存储一段接收序列,缩短了捕获时间且利于硬件实现。仿真结果表明,多普勒频移为±5kHz时,所带来的峰值衰减为2dB左右,本地信号与接收信号对齐时出现明显的相关峰,很好地实现了捕获功能;提出了用"重叠分段补零FFT"操作实现并行相关,成倍降低了捕获时间;提出了利用位同步信息,避免了码极性翻转可能引起的信噪比损耗;针对码相位漂移,提出了优化捕获策略,可在短时间内完成重捕。

瞬时测频接收机的连续波干扰技术研究

雷达信号频率是接收机进行信号分选的一个重要参数。分析了比相法瞬时测频(IFM)接收机的组成和测频原理,针对同时到达信号对IFM接收机测频结果的影响,从雷达反侦察角度出发,提出用步进频率连续波信号对接收机进行干扰来破坏其正确测频结果,并进行仿真分析验证了干扰效果。

一种全数字化载波频偏估计器算法

本文提出一种适合ＱＡＭ调制信号的全数字化载波频偏观测器算法，它用于不再采用锁相环同步器的全数字接收机中直接测量频偏的大小．文中提出了频偏观测器算法，接着引入频偏的卡尔曼滤波算法，最终把频偏观测器与卡尔曼滤波器相结合构成了频偏估计器，为存在较大频偏的移动通信信道中解决载波同步问题提供了一种实现方案．

ADS-B接收机S模式关键算法研究及实现

分析了广播式自动相关监视(ADS-B)模式S接收机的数字信号处理算法,着重阐述了基于参考功率进行位和置信度检测、判定算法的原理。根据接收机的性能参数,提出了一种基于时域处理的置信度算法。该算法主要是利用通过对数字信号的功率幅度值进行对比,然后用一定规则分析对比结果,最终得到数据位的比特位和置信度的高低。文中还给出了置信度算法的可编程门阵列(FPGA)实现方案,采用Verilog HDL语言完成了其功能模块的设计,并进行了电路仿真、实验。实验结果表明,该算法设计合理,能够快速准确地实现ADS-B系统报头的比特位和置信度的检测及提取。

用于物联网通信的低功耗唤醒接收机设计

为了解决物联网无线节点通信的功耗问题,设计了一种高能量效率和低功率消耗的唤醒接收机.该唤醒接收机基于唤醒机制有效地调度网络节点通信,并利用简单的包络检波架构进行频率变换,从而能够灵活地管理能量和降低功耗.该唤醒接收机基于65nm CMOS工艺进行仿真设计.仿真结果表明,当射频中心频率为780MHz和输入信号采用开关键控调制方式,该接收机可以实现输入匹配参数S11为-21dB,灵敏度在数据率1Mb/s下为-76dBm,并且在1.2V供电电压下,功耗消耗为76μW.

一种用于全数字接收机的位同步算法

设计了一种适用于全数字遥测接收机的位同步算法,该算法采用固定的采样速率,结合Farrow多项式内插算法与Gardner定时误差检测算法的优点,具有较宽的码速率适用范围,较低的信噪比适用环境。在分析Farrow多项式内插原理的基础上,采用一种简化的分段抛物线内插方法,此方法减少了原有内插方法的运算量。仿真结果表明,在单个码元采样点很少的情况下,其误比特率(BER)性能依然接近于理想BER性能,优于Gardner算法,能够有效地完成低信噪比条件下的位同步,因此有着良好的应用前景。

光PPM取样信号的最大似然解调

研究了光脉冲位置调制全数字接收机的取样信号的最大似然解调及其性能．对接收到的任意脉冲波形给出了解调算法和差错概率上界。以此为基础，对容易实现的最大累加计数判决算法，讨论了各种参数对其解调性能的影响，其结果对设计和实现全数字ＰＰＭ接收机是有益的。

X波段三维异构片式收发SiP模块设计

采用硅基三维异构集成技术,在极小的体积内,将多个微波单片集成电路(MMIC)和无源功分网络一体化集成,实现了一种X波段4通道片式收发系统级封装(SiP)。该SiP由2个体硅堆叠封装(PoP)而成,不同封装通过球栅阵列(BGA)方式互连,单层封装的内部腔体上下面均贴装芯片,封装内部采用硅通孔技术(TSV)实现垂直互连,SiP尺寸为14 mm×14 mm×3.2 mm。测试结果表明,在8~12 GHz内,SIP 4个通道的发射饱和输出功率≥30.5 dBm,接收增益≥24.5 dB,噪声系数≤3 dB,接收输入P-1≥-26 dBm,同时具备6位数控移相和6位数控衰减功能,重量约1 g,可广泛用于微波收发系统。

380GHz辐射计前端关键技术研究

辐射计是一种用于测量物体热辐射的高灵敏度接收机,是被动微波遥感的主要工具。辐射计前端作为辐射计系统的重要组成部分,其性能直接影响系统的指标。本文介绍一种380GHz辐射计前端关键技术的设计,包括380GHz分谐波混频器及作为本振驱动的190GHz三倍频器。其中380GHz分谐波混频器在2.5~3.5GHz中频输出频率范围内实测变频损耗低于10d B,均值为9d B;等效噪声温度达到1300K,均值约为2000K。190GHz三倍频器已完成仿真设计,在190GHz频率点倍频效率大于25%,输出功率约18m W,在183~193GHz的频带范围内,输出功率大于5m W。

高性能pin/HBT集成光接收机前端设计

分析了pin/HBTOEIC跨阻光接收机前端设计中影响带宽和灵敏度的因素,并根据小信号等效电路推导了器件3dB带宽与反馈电阻、灵敏度及噪声电流的关系式。分析表明,这种集成方式的光接收机前端具有高速、高灵敏度的特性,在高速光通信系统(大于等于10Gbit/s)和波分复用系统中有广阔的应用前景。