Photonic-assisted single system for microwave frequency and phase noise measurement

We propose a photonic-assisted single system for measuring the frequency and phase noise of microwave signals in a large spectral range. Both the frequency and phase noise to be measured are extracted from the phase difference between the signal under testing and its replica delayed by a span of fiber and a variable optical delay line(VODL). The system calibration, frequency measurement, and phase noise measurement are performed by adjusting the VODL at different working modes. Accurate frequency and phase noise measurement for microwave signals in a large frequency range from 5 to 50 GHz is experimentally demonstrated.

对瞬时测频干扰机理的研究

瞬时测频(instantaneous frequency measurement,IFM)接收机是电子侦察中非常重要的测频资源,其结构简单、灵敏度高、侦察频带宽、分辨率高,可以快速测定被测信号的频率,在现代电子战中得到广泛应用。基于IFM微波鉴相器在某一瞬间只能响应一个信号的特性,结合IFM工作原理,研究了一种新的(超过2个信号)对IFM干扰策略,并分析了干扰机理,通过模拟仿真对IFM的干扰效果进行了评估。仿真结果表明:多信号交叠可以对IFM系统产生明显的干扰效果,可以使得其无法测得正确频率,并错误地输出同时到达信号指示。

一种无线电信号的模拟调制参数测量系统设计

无线电信号的模拟调制参数测量在无线电检测定位、通信发射机测试校准,民用船舶的导航通信等领域都有广泛应用。设计实现了一种基于超外差结构的无线电信号模拟调制参数的测量系统,以STM32F4系列单片机作为控制核心,包括的主要硬件电路模块有本振信号源、混频器、LC无源滤波器、锁相环、低噪声放大器、包络检波电路、鉴频电路等。系统可自动识别普通调幅波、调频波、未调制的单频载波等模拟调制类型,完成无线电信号解调输出的同时自动测量出载波频率、调制信号频率、调幅指数、调频指数等主要调制参数。实测结果表明,系统对调制类型识别正确,调幅或调频信号的解调波形信噪比高、无明显失真,载波频率测量的相对误差小于10-5,主要调制参数测量的相对误差均小于5%。

无线电多普勒频率—相位差运动轨迹参数估计方法仿真研究

末端运动轨迹参数作为命中精度性能的集中体现,是性能评估的关键测量指标。论文对无线电多普勒频率—相位差运动轨迹参数估计方法原理进行了介绍,采用仿真手段验证了该测量技术体制对多普勒频率、相位差工程采样误差的容忍度,为空中末端运动轨迹参数测量准确性的判断提供理论参考依据。

基于双路射频指纹卷积神经网络与特征融合的雷达辐射源个体识别

为实现雷达辐射源个体识别不受信号参数、调制方式的影响,该文提出基于双路射频指纹卷积神经网络(Dual RFF-CNN2)和特征融合的雷达辐射源个体识别方法。首先从接收的射频信号中提取原始I/Q(Raw-I/Q)信号;其次分别对Raw-I/Q两路信号进行轴向积分双谱(AIB)和围线积分双谱(SIB)降维以构建双谱积分矩阵;最后将Raw-I/Q信号及双谱积分矩阵共同送入Dual RFF-CNN2网络并进行特征融合以实现雷达辐射源个体识别。实验结果表明,该方法具有较高的识别准确率,提取的“指纹特征”具备稳定性、鲁棒性。

基于示波器的相位调制信号频率测量方法

在低成本的前提下,针对示波器测量中低频相位调制信号的频率,提出3种频率测量方法。时域频率测量法在时域上通过测量周期得到信号频率;频域频率测量法在频域进行FFT得到信号频率;平均采样频率测量法在时域对信号作时域平均再测量周期得到信号频率。通过原理分析和试验对比,解决了基于示波器测量相位调制频率误差大的问题。结果表明,平均采样频率测量法为相位调制信号示波器频率测量的最优方法。

基于相位量化DRFM的欺骗干扰信号建模与分析

针对目前欺骗干扰信号模型单一,现有DRFM系统寄生信号分析方法存在计算量大、结果不准确等问题,结合相位量化DRFM的工作原理,建立基于相位量化DRFM的欺骗干扰信号模型,将相位量化过程利用数学模型加以描述,并分析相位量化DRFM系统的寄生信号性能,对寄生信号在频谱中的位置进行定位,为干扰检测提供线索,最后利用仿真实验验证频谱分析的正确性。

基于反射信号特征的RFID标签和移动终端跨域互联方法

随着物联网、人工智能等技术的飞速发展,基于物联网的“人-机-物”智能感知识别技术成为当前研究的热点方向。在众多的感知识别技术中,射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)作为物联网的核心技术之一,被广泛应用在物流追踪、身份认证和室内定位等各个领域。由于目前广泛使用的个人移动设备并不支持RFID信息读取,限制了RFID技术的大范围应用。针对智能手机不能直接读取RFID标签信息的问题,提出一种利用用户预定义的基于RFID反射信号的手势特征实现面向智能手机和RFID标签之间的跨域互联方法。该方法不需要对部署的RFID系统或智能手机进行任何硬件修改,通过用户在感兴趣标签面前做出手势而产生的RFID相位特征,并与智能手机捕获到的运动传感器数据的相关时间戳进行匹配,从而实现了智能手机与RFID标签的关联配对。最后,通过实验验证了文中提出的跨域互联方法的可行性。

融合射频识别和激光信息的动态目标定位

低成本、可靠的动态目标定位方法成为目前研究的热点。传统的激光定位或视觉定位方法需要解决识别奇异性和环境遮挡等问题,射频识别(RFID)通过无线射频信号对特定目标进行识别,因此被广泛用于动态目标的定位。该文提出一种融合激光信息与RFID信息对动态目标快速定位的方法。该方法利用粒子滤波器融合RFID信号强度、相位信息和激光数据。首先使用预先训练的信号强度模型将信号强度融入粒子滤波器;然后利用激光聚类后的数据估算运动目标的速度,与RFID相位差估算出的运动目标速度进行匹配;最后利用匹配成功的激光数据对粒子进一步约束。在SCITOS服务机器人上验证了算法的可行性,结果表明,与激光和信号强度的定位方法相比,该方法的定位精度得到了明显提高。

一种GPS信号多普勒频移的精确捕获算法

在GPS软件接收机的信号捕获过程中,为了能对载波多普勒频移进行高精度测量,为紧接其后的跟踪环提供精确的初始条件,根据短时间内GPS信号的载波多普勒频移不发生突变的特点,提出了一种能对载波频率进行更高精度测量的相位测量方法。本文对载波多普勒频移由粗测转入精测的工作原理进行了详细的理论推导和分析,并与传统的DFT法实现精确频率测量的方法作了比较。最后对两种精测的方法进行了实验测试。结果表明,相位测量方法能精确地测出载波多普勒频移且速度更快,完全能满足后续跟踪环的要求。

基于AD8302的激光外差干涉信号解调技术

为了改善传统硬件相位测量中存在电路复杂、测量精度低、工作频带宽窄等诸多缺陷,利用AD8302的良好高频测相能力,设计了一种新的激光外差干涉信号处理系统,分析了其工作原理,并取得了静态、动态实验数据。结果表明,系统测量误差小于0.5°,使外差干涉理论测量分辨率提高到0.088nm,更有利于微振动信号的测量。

基于RFID与WSN融合技术的井下定位算法研究

综合无线射频识别与无线传感器网络的融合技术,提出了一种改进的三边测量定位算法。当信标节点数量较少,未知节点利用接收信号强度指示(RSSI)技术未找到与信标节点的3个距离值时,采用定位向量和未知节点的平均移动速度,计算求出新的未知节点到信标节点的距离值。实验结果表明,该算法有效地弥补了射频信号覆盖不完全和空隙区域的定位,提高了运动轨迹的定位精度和覆盖范围。

TMS320LF2812在电力系统测频测相装置中的应用

提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的测频测相方法,用于同步发电机微机励磁系统中机组频率及机端电压电流相位差的测量,与传统的单片机、PLC或FPGA测频测相装置相比,其硬件电路大为简化,测频测相装置的可靠性极大提高,而且测频测相精度较高,提高了发电机励磁控制的可靠性和控制精度。

基于AD8302的双纵模双频激光干涉仪信号处理系统

为了解决双纵模双频激光干涉仪原有信号处理电路两路信号易直流漂移、不正交对干涉仪系统测量精度和速度的限制及调整光路观察信号不方便等问题,利用AD8302的良好高频处理特性,设计了一种新的基于AD8302的双纵模双频激光干涉仪信号处理系统,给出了方案的总体框图和信号处理流程图,详细地分析了其工作原理以及提高相位测量精度方法。由于器件相位测量的高分辨率,该系统也可用于高分辨率双纵模双频激光轮廓仪的信号处理。

基于FFT的一种计及负频率影响的相位差测量新方法

用FFT法测量低频正弦信号相位差时,精度明显下降,甚至无法测量,其主要原因之一是模型中忽略了负频率成分的贡献。基于FFT法,提出了一种计及负频率影响的相位差测量方法,分别给出了加矩形窗和加汉宁窗对应的相位差计算公式。仿真结果表明,在无噪声背景下,具有很高的精度,尤其是加汉宁窗后,误差接近双精度运算的下限;在噪声背景下,该方法的测量精度也高于FFT法。提出的测量方案简单实用,特别适用于频率很低或接近奈奎斯特频率的正弦信号相位差测量。

基于偏振调制器的微波光子倍频系统实验研究

为了证明微波光子倍频系统可以构成光载无线通信系统的一部分,采用不受光纤色散影响的基于偏振调制器的倍频系数可调的微波光子系统,理论论证和分析了基于偏振调制器的二倍频、四倍频和六倍频的系统原理和特性。针对于不同的倍频系数,构建了相应的实验方案,进行了实验验证、数据分析和实验结果讨论,在不断进行实验系统优化的基础上实现了良好的倍频输出结果。结果表明,倍频输出的微波/毫米波信号在仪器测量允许的范围内最大可达到42GHz,且此系统具有受光纤色散影响小的优点。

基于线性扫频源的X波段快速幅相测量系统

研制了一种X波段微波网络快速扫频幅相测量系统。系统采用基于小数分频锁相环的线性扫频微波源作为激励,不存在常规矢量网络分析仪的跳频稳频过程。针对线性扫频源激励的特点,系统采用希尔伯特变换(Hilbert transform)或正交解调方法从中频信号中得到幅度和相位。使用研制系统和商用矢量网络分析仪测量了同一X波段的可调谐移相器的频率响应特性。尽管研制系统由于接收机通道不足不能进行完备矢量校准,但通过合理配置隔离器后相位测量结果与商用矢量网络分析仪十分吻合,这表明研制的测量系统不仅测量速度快,而且可能达到较好的测量精度。

相位式光电测距仪的信号源系统设计

文中介绍了一种新颖的中短程相位式光电测距系统的信号源系统。介绍了信号源电路的设计方案 ,并给出了相关的具体电路。

基于光子技术的微波频率测量研究进展

微波频率测量及分析在军用、民用领域中有着重要战略地位和重大需求,并随着通信、雷达、电子对抗中工作频率的不断攀升而面临着前所未有的挑战。近年来以微波光子学为基础的光子型微波频率测量技术应运而生,因其在瞬时带宽、抗电磁干扰方面有着显著优势,得到了长足发展,并具有重要的理论意义和实用价值。针对目前主要研究的光子型微波频率测量方案,如微波光子扫频方案、频率-幅度映射方案、频率-空间映射方案、频率-时间映射方案、光子压缩感知方案、以及数字化测频方案等,介绍了其基本原理及实验方案,并对各种方案的研究现状与进展进行了梳理、分析和总结。最后,对光子型微波频率测量的趋势和前景进行了简要探讨和展望。

钻井液连续压力波差分相移键控信号的传输特性分析

对随钻测量旋转阀的控制进行了逻辑分析,利用编码逻辑控制信号的积分运算及傅里叶正、逆变换,得到差分相移键控(DPSK)调制信号的函数表达式。根据通信原理,用调制信号控制载波相移构成DPSK信号的数学模型,分析了DPSK信号的频谱特性。对于水基钻井液,根据钻柱压力剖面将钻柱沿垂直方向划分为多个井段,通过对各个井段传递函数的分段描述,得到信号沿垂直钻柱分布的数值解。分析了信号传输距离、钻柱内径、载波频率、钻井液黏度及含气率对信号传输的影响,并对数值计算结果进行了分析。数值计算表明,钻井液黏度和含气率对信号传输的影响最大。对DPSK压力信号的井筒传输特性进行了研究,利用传输特性可以分析频带传输信号的传输效率和失真度以及钻井液参数对信号传输的影响。