基于I/Q数据采集的便携式无线电检测终端

为了进一步提高电磁频谱检测的效率和测量数据的处理能力,设计一种便携式电磁频谱检测设备,并提出了一种数据处理系统。在测量时,电磁频谱检测设备能够将采集帧数、采集频段、能量值、I/Q距离等实时显示,通过将信号检测算法部署于系统,该设备还可以实时地从采集的频段中发现并标记信号,将噪声信号和有效信号进行区分。在测量结束后,系统能够将采集到的数据立刻在设备中进行可视化处理,得到所采集的电磁频谱信号的基本特征。为保证数据安全和便携式设备的稳定运行,在系统中增加了数据传输系统,使得测量数据和处理结果能够自动上传至服务器中并存储。通过数据传输系统,设备可以及时清理本地数据,释放本地设备的存储空间,增强了设备的鲁棒性。实例验证了所设计的设备和系统的可行性及数据处理效果,为电磁频谱检测和数据处理提供了一个新方向。

基于改进聚类算法的I/Q不平衡指标测量算法

射频发射机往往将矢量调制信号分为I/Q两个完全正交的通路处理,即I/Q两路增益和时延严格一致,都不存在直流偏置,且本振信号相位严格相差90°。在实际工程中,器件的非理想因素往往会带来I/Q的不平衡,进而导致信号星座图失真,系统传输性能恶化,因此对发射机I/Q不平衡参数的测量与补偿至关重要。针对I/Q不平衡问题建模研究了3类不平衡因素对于I/Q通路的影响,提出了利用已知调制方式的星座图作为先验信息的改进聚类算法,进行I/Q不平衡参数估计,并进一步利用测量参数补偿射频信号的方法。针对不同信噪比条件和不平衡情况进行了仿真,仿真表明在不同的不平衡情况下,该算法都能有效完成I/Q不平衡参数测量和补偿,尤其是在信噪比条件较好,I/Q不平衡程度较高的情况下,该算法相较于传统的线性拟合算法有3 dB左右的信噪比增益。

一种基于I/Q数据存储的射频电路故障诊断平台的设计研究

本文设计了一种基于I/Q数据存储的射频电路故障诊断平台,采用I/Q存储技术将射频信号转换成I/Q信号,实现了对射频信号,特别是复杂调制的射频信号的存储、重建、回放功能,将信号重建注入故障电路模块中,对电路模块的输出进行对比分析,可完成故障电路模块的故障定位工作。该故障诊断平台对于提高射频电路模块的测试及故障诊断具有重要意义。

基于数字基带的I/Q幅度失调及载波泄漏抑制研究

针对直接上变频发射机中I/Q两路存在的幅度失调以及载波泄漏问题,提出了一种基于数字基带的解决方法,能有效对失调和泄漏进行抑制。该方法通过数字基带向数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC)发送中频测试信号,并将上混频器的输出进行平方、滤波与放大操作,得到与幅度失调量以及载波泄漏量成比例的信号,发送回数字基带中,经过反馈调节,实现对幅度失调及载波泄漏的抑制作用。经仿真测试,调制后的信号幅度失调误差小于0.02%,载波泄漏抑制度达到17 dB,表明该电路对I/Q幅度失调及载波泄漏有抑制效果。

基于信道化架构的宽带I/Q不平衡校准技术

零中频接收机凭借其架构简单、易于集成等特点已被广泛应用于通信系统和雷达系统,为未来雷达通信一体化技术发展奠定了基础。然而,零中频接收机存在I/Q不平衡问题,这不仅会造成通信星座图的偏移,还会引入雷达虚假目标。现有宽带I/Q补偿方法的精度不高,且都集中于后处理,无法做到实时。因此,本文首先建立了宽带I/Q不平衡模型,并提出了一种融合信道化架构和盲估计补偿算法的宽带I/Q失衡校准技术。该技术利用信道化架构将宽带信号划分为窄带信号,并利用盲估计算法对带有镜像信号的子信道进行在线补偿。实验表明,该方法在获得高精度补偿参数的同时,完成了对宽带I/Q失衡的实时补偿。镜像抑制比达到55 dB。

低中频接收机I/Q不平衡的数字估计和补偿

相对于传统的超外差式接收机,低中频接收机由于不需要镜像抑制滤波器、中频滤波器等片外大体积昂贵器件,因而系统设计可以更加灵活,体积更小,成本更低,集成度更高。低中频接收机采用I/Q下变频进行镜像分离,但模拟前端I/Q不平衡导致的镜像抑制不足问题却是其一大缺点。本文提出了一种利用测试信号数字估计和补偿I/Q不平衡的方法来提高镜像抑制能力。仿真结果表明,在幅度不平衡不大于10%和相位不平衡不大于10°时,经补偿后的镜像抑制比能够达到50d B以上。

TDD-MIMO系统中由I/Q不平衡引起的信道非互易性补偿方法

分析了I/Q不平衡引起的信道互易性丧失对系统容量的影响,提出了一种基于信道状态测量的补偿算法。该算法中基站(BS)和移动台(MS)各自对接收信道进行测量而得到上下行链路的信道状态信息(CSI),然后将2条链路的CSI汇集到BS处,BS计算出分别用于BS和MS的校准矩阵。仿真结果表明所提算法能够有效地对I/Q不平衡进行校准,使信道互易性得到保持,从而使系统容量的损失得以弥补。

I/Q幅度和相位不平衡对脉冲压缩的影响及其矫正方法

就脉冲压缩雷达中接收机 I/ Q输出相位不平衡对脉冲压缩的影响以及矫正方法进行了研究 ,并提出了进行矫正的方法。研究表明 ,I/ Q相位不平衡将引起旁瓣电平升高 ,主瓣宽度增加。当I/ Q幅度相对误差在± 1 5%以内 ,相位相对误差在± 3°以内时 ,对脉冲压缩的影响可以忽略。但如果幅度相对误差达到± 2 5%以上 ,相位相对误差在± 1 0°时 ,对脉冲压缩的影响不能忽略 ,必须进行相位矫正处理。矫正方法的核心思想就是将经过幅度和相位不平衡矫正后的 I/ Q信号考虑进参考函数中。模拟表明 ,经过矫正处理后 ,对脉冲压缩的改善非常显著 ,从而可以对 I/

基于I/Q解调原理的数字PAD研制

I/Q解调器可以同时测量微波信号的相位和幅度.为了消除传统I/Q解调器的不平衡误差,根据I/Q解调原理,应用数字滤波器及Hilbert变换等数字信号处理方法实现了对微波信号的正交解调,可以精确测量任意包络形状微波信号的相位和幅度.测试表明,数字相位和幅度探测器的精度可达±0.5°,重复性误差小于0.2°,温度系数约为-0.1°/℃,相位测量的动态范围为-18～5 dBm,幅度测量的动态范围为-20～0dBm,其各项指标都达到了BEPCⅡ直线加速器相控系统的要求.

CINRAD/SA天气雷达双PRF技术I/Q信号仿真及算法对比验证

以CINRAD/SA天气雷达双PRF技术为研究对象,采用大气分层模型,建立基于端到端I/Q时域信号仿真算法,生成I/Q仿真信号并进行可靠性验证.对比分析不存在速度模糊、低重频下的速度模糊和双重频模糊情况下的快速傅里叶变换算法FFT和脉冲对算法PPP的评估精度,并分别采用标准解模糊算法和改进解模糊算法进行速度解模糊对比计算.统计分析结果表明:基于端到端I/Q信号仿真算法能对探测体内的风速细节进行很好的描述;当发生速度折叠时,脉冲对算法PPP的评估精度要高于快速傅里叶变换算法FFT的运算精度,同时改进解模糊算法精度高于标准解模糊算法,且与单PRF下的脉冲对算法PPP的评估精度相当.

线性调频雷达I/Q通道功能研究

分析了线性调频雷达的 I/ Q通道特性与功能 ,阐述了线性调频雷达可采用软件的方法来实现普通相干雷达中的 I/ Q正交通道功能 ,克服了模拟 I/ Q通道容易产生幅相不平衡的缺陷 .为简化线性调频雷达的通道结构进行了理论上的分析 ,并应用于实际工程中 。

基于FPGA的正交I/Q解调实现

介绍了一种基于Stratix-Ⅲ高端系列FPGA的数字I/Q正交解调实现,并利用SignalTapⅡ工具对FPGA实时处理的数据进行了离线分析。该I/Q解调方式实现简单、实时性好,具有平滑功能,且占用FPGA资源少。该方法为用于软件无线电前端数字I/Q解调提供了一种实现方案。

一种补偿低中频接收机I/Q不平衡的方法

相对于传统的超外差接收机,低中频接收机的一个优点就是采用I/Q下变频替代固定的镜像抑制滤波器来实现对镜像信号的抑制,因而具有集成度高、灵活性强和成本低的优点。然而,I/Q不平衡会导致低中频接收机对镜像信号抑制不充分,一般需要采用额外的数字信号处理技术来提高镜像抑制能力。文章提出了一种利用理想的中频信号的圆卷积特性,基于广义线性估计技术盲补偿I/Q不平衡的方法。理论分析和仿真结果表明这种方法能够有效地实现I/Q不平衡的补偿。

数字合成孔径雷达中改善I/Q通道不平衡性的多相Kaiser滤波法

该文分析了数字合成孔径雷达正交相干检波的I,Q通道的不平衡性,给出了评价I/Q通道不平衡性的统一指标。为了改善数字合成孔径雷达I/Q通道的不平衡性,该文采用了一种新的方法——内插多相Kaiser滤波法.研究表明,当多相Kaiser滤波器的阶数为16时,噪声旁瓣的抑制比为-74dB,相对瞬时频率误差为-1.18％。

全双工终端的收发I/Q不平衡估计与补偿算法

针对直接变换收发结构的全双工通信终端中存在的I/Q不平衡问题,提出基于直接自干扰信号的收发I/Q不平衡参数估计与补偿算法。该算法无需外接标准的发射机或接收机进行参数估计,利用全双工结构中发射端泄露到接收端的直接自干扰信号,进行估计与分离,可分别获得收发I/Q不平衡参数,再进行发射前的预补偿和接收后的校正,使从外部来看该全双工终端的I/Q支路是平衡的,无需对其进行参数估计,从而降低整个系统信号处理的复杂度。仿真结果表明,所提算法不仅能够有效估计全双工终端的I/Q不平衡参数,还能对终端的收发I/Q不平衡分别进行补偿,从而提升系统整体性能。

一种新型宽带接收机I/Q通道失配的数字校正方法

由于各种因素的影响,I/Q通道之间通常会发生失配现象,这会降低接收机的动态范围,进而影响接收机的性能。本文提出了一种宽带接收机中L/Q幅相误差校正的数字方法：首先通过一种时域方法以获得误差信息,籍此计算校正所需参数,再由Newton插值多项式构造滤波器组对I/Q信号进行滤波校正。仿真表明,这种数字校正方法能有效地提高宽带接收机I/Q通道的正交一致性。

I/Q通道相位不一致对LFM脉压性能的影响

推导了存I/Q通道相位误差的情况下的LFM脉冲压缩输出信号的表达式,定量分析了I/Q通道相位不一致性对LFM脉冲压缩性能的影响,为雷达接收机系统设计中I/Q通道相位误差的控制提供了理论的参考依据。理论分析和计算机仿真表明,在采用加窗方式抑制脉冲压缩输出旁瓣的情况下,I/Q通道的相位误差会脉冲压缩输出的主副比性能产生严重影响。

新体制导航信号下I/Q幅相不一致对接收机测距零值的影响分析

随着现代化导航信号带宽的增大,由于可以大幅降低采样率,复信号采样的优势日趋明显。由于存在I/Q幅相误差,复信号采样对导航接收机伪距测量造成了一定影响。改进了信道非理想与I/Q幅相误差共同影响BPSK/QPSK信号零值测量的分析模型;在该模型基础上,推导得到了任意I/Q误差和信道非理想特性影响BOC信号伪距零值的模型;探讨了二者在频域抗干扰应用场景下引起的零值变化;理论分析与软件接收机仿真结果高度吻合,误差在1.5×10^(-4)码片内,证明了分析模型的精确性。该分析方法可用于对高性能导航接收机信道特性进行事先约束及筛选,以确保干扰场景下的零值变化满足要求。

基于矩阵奇异值分解的频率步进高分辨率毫米波雷达I/Q通道误差校正

研究了频率步进高分辨率毫米波雷达一维距离像的成像方法，讨论了由于Ｉ／Ｑ正交相干解调通道不平衡对一维距离像成像的影响，提出了基于矩阵奇异值分解（ＳＶＤ）法分解出有用信号子空间，由此求取线性变换，对正交相干通道不平衡进行校正处理的方法，并利用目标散射点的回波模型进行了计算机仿真，其结果表明，该方法是有效的．

衰落信道下OFDM系统中I/Q不平衡的估计和补偿技术(英文)

为了研制低价格、低功耗、小尺寸的OFDM终端,零中频的接收机结构越来越倍受关注。但是相对于经典的超外差结构,在零中频结构的接收机中射频损伤将更为严重。首先介绍了由零中频接收机产生的1/ Q不平衡在衰落信道下对性能的影响;为了克服I/Q不平衡的影响,设计了一种特殊前导训练符号,方便地估计和补偿I/Q不平衡在衰落信道下对性能的影响。为了进一步减小估计方差,又提出了一种基于低通滤波的自适应补偿方法。仿真表明以上方法大大提高了OFDM零中频接收机的性能。