利用无线电极化特征的跳频网台分选方法

针对现有方法在跳频通信用户“空时频能”域特征相近、跳频参数捷变等条件下,跳频网台分类识别效果不佳的问题,该文提出一种基于无线电极化特征的跳频用户分选方法。该方法将无线电双极化特征引入到跳频侦察,充分利用各用户的交叉极化鉴别度差异,实现了跳频网台精准分选。针对同类用户交叉极化鉴别度参数易受噪声污染的问题,构建了双通道双极化接收系统,抑制了信号噪声,保证了极化特征提取的精度。在此基础上,基于谱聚类思想,完成了极化特征的分类软判决,进一步提升了跳频网台分选效果,实现了跳频信号的精准识别。仿真实验表明,在5 dB信噪比条件下,所提方法可对同步正交和非正交组网方式下的多跳频网台准确识别,识别分类成功率达99%以上,验证了新方法的有效性。

基于WFRFT的噪声式隐蔽传输方案研究

隐蔽无线通信旨在实现通信双方信息的隐藏传输,以保证信息的安全性。提出一种基于加权分数傅里叶变换的混沌扩频噪声式信号隐蔽通信方法,该方法利用改进后的Logistic映射产生的两个不同的混沌序列对隐蔽信号进行符号扩频,再对其进行加权分数傅里叶变换生成噪声式隐蔽信号。发送方将隐蔽信号与公开信号叠加到一起一同传输,同步等问题交由公开信号解决,而经过处理的隐蔽信号具有低能量和类高斯特性,能够很好地与背景噪声混淆在一起,具有较强的隐蔽性和抗截获能力。仿真结果表明,所提出的方法具有较好的隐蔽性能,仿真误码率与理论推导一致,并且功率比取值在0.007~0.01之间时,可以使隐蔽信号和公开信号都能达到较好的误码率。

非同频场景下无人机遥控器信号参数估计方法

为了有效地管控和反制无人机,准确地估计无人机遥控器信号的参数,提出了一种非同频场景下无人机遥控器信号参数估计方法。该方法利用谱图变换法将信号转换为时频图,并对每个时隙的频谱进行插值以提高频域分辨率;借助全连接神经网络估计出每个时隙中的跳频信源个数;将门限自适应去噪算法和K-means算法相结合抑制噪声分量,估计出起跳时刻、跳频周期、中心频率以及总带宽等参数。实验表明,所提方法在上述参数估计性能方面相比2种传统方法具有明显优势。

卤化物钙钛矿金属位铋离子掺杂的调控研究进展

高性能金属卤化物钙钛矿太阳能电池目前正从实验室研发向工业生产转型,并在未来全球能源领域展示了其不可估量的应用价值。为了实现高性能的金属卤化物钙钛矿太阳能电池,钙钛矿材料作为有源工作层,其性能的提高和优化过程经过了十几年,并已取得巨大的进步。本文以高性能卤化物钙钛矿中金属位铋离子掺杂的调制研究为重点,系统总结了卤化物钙钛矿薄膜的发展和常规制备工艺。研究表明,三元阳离子钙钛矿可以抑制黄相的形成、改变晶粒尺寸、提高稳定性等特点,成为未来高性能钙钛矿光电器件的首选。文章还对铋离子(Bi^(3+))掺杂钙钛矿体系进行了讨论,研究发现Bi3+的特殊电子结构和无毒化学性质,不仅能够提高钙钛矿的稳定性,还能灵活调控钙钛矿的光电性能,从而实现铋离子掺杂的高性能钙钛矿太阳能电池。结合目前卤化物钙钛矿太阳能电池的研究现状,我们可以预见在未来的器件优化过程中,可以将铋离子掺杂策略与三元混合阳离子钙钛矿相互结合。最后,我们展望了实现高性能金属卤化物钙钛矿太阳能电池的几个潜在研究方向。

高动态跳频信号时钟同步设计与实现

由于跳频信号各跳之间的符号速率和符号数量不一致,特别是低速跳只含少量符号,导致时钟误差提取困难。针对高动态下的跳频信号时钟同步难题,提出基于频偏估计的钟偏反馈调整方法。该方法通过同步序列进行频率估计和钟偏估计,并结合反馈方法调整钟偏和时钟跟踪,实现了高精度时钟同步。仿真结果表明:该方法适应飞行速度7.9 km/s、加速度0.2 km/s2的超高动态,定时同步性能优越,定时精度满足高速跳频信号解调要求,且解调损失小于0.1 dB。

一种非相干扩频信号跟踪中HPK-P位同步捕获法

星载非相干扩频应答机在接收非相干扩频信号时,特别是在低信噪比条件下,信号跟踪环路中积分结果会因比特翻转而衰减严重,从而影响跟踪环路性能。针对上述问题,提出了一种HPK-P(Half-period Kokkonen-Pietila)位同步捕获法,将位同步时钟捕获精度缩短至半个伪码周期长,降低积分值衰减量,提高了跟踪前期的环路性能。仿真结果表明,与K-P法、半周期直方图法相比,HPK-P法更适合-24 dB低信噪比下的环路跟踪。在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上对HPK-P法进行测试,在信噪比为-24 dB,多普勒频偏范围为±1.5 kHz,多普勒加速度为+2.5 kHz/s条件下验证了该设计的可行性。

基于边缘计算技术的智能无人系统

智能无人系统是信息化战争中夺取信息优势、实施精确打击、完成特殊作战任务的重要手段之一,是未来军事力量的倍增器。如何应用新兴技术提升智能无人系统在未来作战场景的有效性是当前重要的研究方向之一。介绍了智能无人系统的相关背景,引入边缘计算技术以及其应用在智能无人系统中的优势,对边缘计算技术在智能无人系统中的问题进行建模及算法求解,最后通过仿真实验验证了算法的有效性。

面向LoRa自组网的交通监控系统设计

为将LoRa无线通信技术应用在交通监控系统中,以提高交通监控系的灵活性和智能化,设计一种面向中心节点的自组网系统。该组网协议主要包括网络管理和数据上报2部分。网络管理实现节点入网、节点被动退网主动退网。为保证通信的时效性,数据上报环节设置多个通信信道。同时根据入网顺序,配置每个节点的数据上报窗口,保证数据的有序传输。对于硬件系统,采用STM32F103系列单片机作为主控,并利用SX1278芯片设计其对应的LoRa通信电路。最后通过实验对该系统进行测试,测试数据表明该系统可以灵活地对车辆检测节点进行自适应组网,而且通信时延满足通信模型要求,系统稳定性较高。

用于太赫兹通信的双向全并行相位估计算法

在太赫兹通信的超宽带应用场景下,太赫兹载波是通过多次倍频实现,因而导致相噪严重恶化。基于太赫兹频率下的多极/零相位噪声模型,在传统的盲相位估计算法的基础上,提出了一种全并行化的相位估计算法。该算法通过在每个并行数据中插入导频,将导频相噪信息作为初始相位对并行数据进行相位扩展及旋转鉴相。借鉴传统盲相位估计算法的最佳相位估计值的判决选择思路,同时利用前一时刻导频和当前时刻导频,对当前并行数据从前后两个方向进行相位估计并对前后两个估计相位基于距离前后导频的位置进行加权求和以获得最佳相位估计信息。经过仿真验证,通过该算法后残余相噪在1 MHz和10 MHz处分别降低10 dBc/Hz和25 dBc/Hz。

一种幅相联合调制雷达波形设计与处理方法

随着脉内特征识别、信号分选等电子侦察技术的发展,雷达波形设计正面临严峻的挑战。幅度调制作为一种新型脉冲调制方式,能够增加信号时域的复杂性,提升波形的反识别能力。本文提出一种幅相联合编码雷达波形,通过幅度相位联合调制提升雷达波形的复杂度,具有良好的反侦察潜力;利用幅度上的稀疏采样特点,提出匹配滤波与压缩感知相结合的回波信号处理方法处理此信号,有效提升低信噪比条件下的检测概率。最后通过仿真实验证明了所提幅相联合调制雷达波形设计与处理方法的有效性。

基于FPGA的卷积神经网络加速器现状研究

近年来,得益于计算机运算能力的提升和互联网所产生的大量数据,深度学习(DL)技术取得了快速发展,其中最显著的卷积神经网络(CNN)在图像识别、目标检测、自然语言处理等领域已经成功实现商用。然而随着网络层数越来越深,对计算能力和内存需求急剧上升,如何对卷积神经网络进行加速并在硬件加速器上部署的问题逐渐成为学术界研究的热点。从现场可编程门阵列(FPGA)开发神经网络的优势出发,介绍了FPGA的多种开发方式,详细论述了部署和加速卷积神经网络的各种优化策略,以及采用不同优化策略的FPGA卷积神经网络加速器的性能表现。最后,展望了FPGA卷积神经网络加速器的未来发展方向。

多音干扰下Nakagami-m信道传输Link16数据链的性能分析

Link16数据链的应用综合广泛,由于运用了跳扩频和编码技术使其具有强大的抗干扰能力。为了探究Link16数据链在衰落信道下的响应,在加性高斯白噪信道的基础之上,研究了Link16数据链经过Nakagami-m衰落信道的系统性能。着重推导了Link16数据链单脉冲结构在多音干扰下经过Nakagami-m衰落信道的误码率(bit error rate,BER)表达式,并给出了双脉冲结构BER公式。仿真实验结果验证了Link16数据链单脉冲结构在多音干扰下经过Nakagami-m衰落信道的BER公式的准确性,分析了多径参数对Link16数据链抗干扰性能的影响,得出增加衰落参数m和可分辨路径可以提升Link16数据链的系统性能,且当信干比一定、被干扰频点个数在25个及以上时系统BER达到10-1。

具有阈值可调功能的磁自锁MEMS惯性开关

设计了一种阈值为5g的低g值磁自锁微机电系统(MEMS)惯性开关,具有阈值可调和自回复功能。该惯性开关的惯性敏感单元由1个方形质量块、1块固定在质量块下的方形棋盘状磁铁和4根支撑它的方形阿基米德螺旋梁组成。磁铁和4块位于移动电极下方的铁磁性固定电极、双层平面线圈一起共同实现磁自锁和阈值调节功能。通过有限元仿真软件ANSYS对其进行仿真分析,利用激光加工和PCB工艺制造样片机,并通过离心机对样品进行性能测试。测试结果显示,制作的MEMS惯性开关在垂直敏感方向上的阈值加速度为5.27g,通过施加−0.5~0.5 A范围的电流,阈值的调整范围为6g~3.75g。结果表明此结构能够在实现闭锁功能的同时,在无外力作用的情况下实现自回复,且在一定范围内阈值可调。

面向航空搜救的无线电数据融合定位方法

随着我国海洋经济事业的蓬勃发展,以及现代化战争中航空救援保障体系的急切需求,航空搜救定位技术越来越受到关注。基于无线电的航空搜救定位技术主要包含了测距、测向以及相应的多源融合技术。然而,搜救飞机上的起落架、轮胎等机载设备会对接收天线造成严重的遮挡、多径,给无线电测向带来较大误差。对此,基于贝叶斯滤波和群体智能理论,提出了一种基于稳健人工鱼群粒子滤波的无线电航空搜救数据融合定位方法。将粒子滤波中的粒子看作鱼群个体,通过模仿鱼群算法的觅食、群聚、追尾、随机游走行为来实现重采样步骤的优化,并且对行为中的搜索范围、寻优速度等方面做了改进,形成测距-测向融合定位算法。实际数据建模和仿真结果表明,所提的融合定位方法能够在较短的时间内达到较为准确的位置精度和角度精度,收敛性较强,具有良好的实时性和鲁棒性。

重叠加窗下卫星直序扩频通信干扰非线性抑制方法

由于离散傅里叶变换是通过对整个窗口内的信号进行频域变换,如果信号在窗口的两端产生不连续性,会导致频谱泄漏。而重叠加窗技术能够通过窗口的重叠部分来平滑信号,在不同时间窗口之间实现平滑过渡,减小频率泄漏和旁瓣效应的影响。因此,为提高通信性能,文中研究重叠加窗下卫星直序扩频通信干扰非线性抑制方法。将卫星直序扩频通信信号分成两路,通过改进升余弦窗函数,分别进行1/2重叠加窗处理;利用调制离散傅里叶变换算法变换加窗后的两路扩频通信时域信号,得到频域信号;采用自适应门限干扰检测算法非线性干扰抑制两路频域信号;由改进自适应幅度恢复非对称算法还原抑制后的频域信号,并对其进行逆变换处理,得到时域信号;按照1/2重叠加窗思想,融合两路时域信号,完成通信干扰非线性抑制。实验结果证明:该方法可有效重叠加窗处理卫星直序扩频通信时域信号,避免了旁瓣效应的影响,准确地抑制了卫星直序扩频通信干扰。

跳频序列设计:研究现状与未来发展

跳频序列设计是跳频通信系统的关键组成部分之一,其研究包括理论界的推导和构造方法的探索。宽间隔跳频序列能够很好地抵抗窄带干扰,低/无碰撞区跳频序列能够实现高效的多址组网。介绍了宽间隔跳频序列和低/无碰撞区跳频序列的定义和性质,综述了其理论界和构造方法的研究进展,最后指出,具备宽间隔和低/无碰撞区特性的跳频序列是未来研究的重点方向。

基于近端算子PHMC的机载雷达高度表参数估计

传统雷达高度表参数估计算法在面对参数的高维特性时会出现过拟合情况,导致参数估计精确度降低。为此,提出一种新颖的基于近端算子修正的哈密顿蒙特卡洛(PHMC)算法,通过统计学的手段估计高程参数。首先假设高程参数具有稀疏特性,并使用拉普拉斯分布对其进行表征,这种稀疏先验可表征高程突变的地形场景。稀疏先验与似然函数之间为非共轭关系,使用分层贝叶斯的方法获得后验分布函数的闭合解,采用哈密顿蒙特卡洛(HMC)方法通过采样的方式解决贝叶斯推论中的参数估计问题,引入近端算子提供次梯度完成参数估计。仿真数据验证了所提PHMC算法优于其他传统算法。

低载噪比突发扩频信号的快速捕获设计

突发扩频信号是卫星无线电测定业务的一种扩频调制信号,针对传统突发扩频信号,即入站信号,对快速捕获灵敏度要求越来越高的需求,提出了一种低载噪比突发扩频信号的快速捕获硬件设计实现方法。利用同步头加Walsh码基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的突发扩频信号全并行处理的方法,入站信号快捕接收的积分时长能够达到15 ms,相较于传统的捕获算法,性能实现了约2 dB的提升。仿真验证及工程实现结果表明,该方案载噪比可达到37.5 dBHz,为未来全球化小型化通用化接收终端提供了改进方向。

基于离散分数阶傅里叶变换的二维跳频通信系统及性能分析

传统跳频(FH)通信技术具有抗干扰能力强、截获概率低等优点,广泛应用在军民领域。针对检测传统跳频的手段越来越成熟,信息易被截获的问题,该文借鉴正交频分复用(OFDM)系统框架,提出一种基于离散分数阶傅里叶变换(DFrFT)的时宽与起始频率跳变的分数阶跳频(FrFT-FH-VTFB)系统,设计了一种新的系统框架,实现信息隐蔽传输的同时,通过DFrFT的工程实现规避传统跳频工程应用中跳速受频率合成器限制的问题。该系统通过两组不同伪随机序列选取时宽与起始频率跳变的Chirp基信号,实现系统参数的多维变换,打破系统的周期特性。此外,建立了系统发送与接收两端数学模型,并在此基础上推导了系统在白噪声信道下的理论误码率。仿真结果表明,该文所设计的系统有较好的抗衰落性能;且功率谱淹没在噪声之下,时频域特征无明显周期特性,有较好的隐蔽性。

扩频通信领域一种新的偶周期四元序列偶的构造研究

提出了一种新的利用四阶分圆类构造新的四元序列偶的方法。假设N是一个奇素数,满足N=4f+1=x2+4y2,f、x和y均是整数且f为奇数。首先,选择4个周期为N的四阶分圆序列sa、sb、sc、sd,其中a,b,c,d∈{1,2,3,4,5,6};然后,对以上4个序列运用逆Gray映射得到周期为N的4个四元序列u、v、p、q;最后,对构造得到的4个四元序列分组采用交织运算,得到两个周期为2N的四元序列偶。当x和y,以及a、b、c、d的取值不同时,构造得到的四元序列偶的自相关特性也各不相同。