Method for array gain and phase uncertainties calibration based on ISM and ESPRIT

A new method for array calibration of array gain and phase uncertainties, which severely degrade the performance of spatial spectrum estimation, is presented. The method is based on the idea of the instrumental sensors method （ISM）, two well-calibrated sensors are added into the original array. By applying the principle of estimation of signal parameters via rotational invariance techniques （ESPRIT）, the direction-of-arrivals （DOAs） and uncertainties can be estimated simultaneously through eigen-decomposition. Compared with the conventional ones, this new method has less computational complexity while has higher estimation precision, what＇s more, it can overcome the problem of ambiguity. Both theoretical analysis and computer simulations show the effectiveness of the proposed method.

PCAL信号多频点高效并行提取方法

PCAL(相位校准)信号通常用于消除VLBI(甚长基线干涉测量)观测设备的附加时延。随着更高观测精度要求的提出,基带信号带宽不断增大,所包含的PCAL信号频点个数也随之增加。传统的基于相关法的PCAL信号提取方法在处理多频点信号时,其计算量随着频点个数的增加而大幅增长,计算效率低。针对该问题,利用PCAL信号各频点之间的频率特性,提出了一种基于FFT(快速傅里叶变换)的PCAL信号多频点高效并行提取方法,并对2种方法的计算精度和计算量进行了对比分析。仿真结果表明:新方法的计算精度与传统方法相当;计算量不随PCAL信号频点个数的增加而增大;随着提取频点个数的增加,新方法计算效率优势明显。

RFreeTrack:基于差分相位全息图的RFID非接触式鲁棒定位系统

针对复杂室内环境非接触式RFID目标定位误差大的问题,提出了RFreeTrack系统,其使用商用RFID设备计算出目标反射信号,实现了复杂环境下高精度非接触式目标定位。首先,提出了一种基于时间序列相似度的搜索方法用于校准静态信号,从而显著增强了目标反射信号提取的鲁棒性。然后,提出了基于差分相位全息图的非接触式定位方法,排除阅读器天线位置的影响,提升了定位准确度,降低了系统的部署难度。最后,实现了一个高精度的非接触式定位系统原型。实验表明,在复杂环境中使用校准后的静态信号提取出的目标反射信号相位,相较于现有方法误差降低了68.8%。基于校准过的静态反射信号,在复杂环境中使用差分相位全息图的定位误差平均值为0.040 8 m,相较于现有方法提升了50.6%。

三相氧化锌避雷器测试仪自动校准装置研发

多参数三相氧化锌避雷器在电力系统中起着至关重要的作用,直接影响电力系统的安全运行。因此,对多参数三相氧化锌避雷器进行精确测试和校准具有重要意义。然而,传统的手动校准方法存在效率低、精度差等问题。为此,提出了一种基于数字矢量信号合成和高精度闭环反馈技术的多参数三相氧化锌避雷器测试仪自动校准装置,以提高校准精度和效率。

角跟踪接收机中的自动校相技术

首先介绍了采用TM01模为和模、TE21模为差模的单通道单脉冲跟踪体制的工作原理,其次给出了一种数字化跟踪接收机的设计方案。通过分析和通道与差通道相位差对跟踪性能的影响,提出了可应用于跟踪接收机设计的一种采用过零点检测加数字移相补偿的方案,并对该方法的性能进行分析,最终在试验样机中相位补偿的前后交叉耦合的比对。该方法与跟踪系统的频率无关,且具有很好的稳定性。通过在试验系统中应用,结果表明该方法可以快速校准相位误差,系统交叉耦合性能满足设计要求,跟踪过程工作稳定、可靠。

阵列通道不一致性误差快速有源校正算法

针对阵列通道不一致性引起的幅相误差校正问题,基于多级维纳滤波器(MSWF),该文提出幅相误差快速校正的简化的多级维纳滤波器(SMSWF)算法。SMSWF算法利用校正源的方位和波形信息对阵列幅相参数进行估计,无需估计协方差矩阵和进行特征值分解,大大地减小了计算量,且具有与特征分解方法相同的幅相参数估计性能。研究发现,单个信源入射到阵列且信源波形已知时,SMSWF算法获得的信号子空间等价于特征分解法得到的信号子空间,这表明SMSWF算法能够替代特征分解法,从而极大减小基于特征分解法的信号处理方法的计算量。大量计算机仿真和消声水池试验验证了SMSWF算法的优越性能。

多参数调节的超高频局部放电信号模拟源研制

超高频局部放电传感器及检测系统性能的评价需要稳定的信号源，由于多种因素的影响，高压模拟放电模型产生的超高频局部放电信号存在放电参数不稳定和不易调节的缺陷。因此根据超高频信号的时频特性，设计出了一种局部放电超高频信号模拟源。该信号源由控制单元、信号合成单元、宽频带全向发射天线组成，控制单元产生能够反映局部放电时频特征和相位特征的信号，通过幅值调制单元合成超高频局部放电信号，信号由天线发射。实验结果表明：该信号源能输出连续稳定的并具有工频相位特征的电磁波信号，信号的频率范围为0．3～1．5GHz，输出信号频率、输出功率及局部放电相位一放电量（φ-q）、相位一放电次数（φ-n）谱图均可平滑调节，输出功率达25dB，能有效模拟多种类型的局部放电超高频信号。

激光雷达信号相位误差对合成孔径成像的影响和校正

针对合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar,SAL),分析了信号相位误差对合成孔径成像的影响。建立了激光信号模型,分析了激光信号相干性对SAL方位分辨率的影响,给出通过本振信号延时处理保证相干性的解决方案。分析了LFM信号非线性失真对距离分辨率的影响,为同时解决激光LFM信号调制放大过程引入的脉冲间随机初相位问题,提出一种基于参考通道的LFM信号非线性失真和脉冲间随机初相位定标校正方法。给出了实验和仿真数据处理结果。

大时带积线性调频信号源幅相误差分析与校正

针对产生LFM信号的数字方法 ,分析了系统的幅相误差来源 ,并根据误差频率对其进行了分类。提出了一种将正交调制LFM信号产生系统的幅相误差映射到基带后 ,在数字域利用复系数FIR滤波器进行校正的方案。针对直接数字波形合成LFM信号产生系统 ,将误差校正方法简化为直接对存储的数字波形进行预失真处理。最后将校正方法应用于实际系统 ,结果表明提出的幅相误差校正方案易行、有效 ,能明显提高输出LFM信号的性能。

一款基于解调信号相位矫正技术的低噪声微陀螺接口电路芯片

该文针对设计了一款基于解调信号相位矫正技术的低噪声微陀螺接口电路芯片。读出电路采用全差分跨阻放大器结构优化噪声性能，获得了0.63 aF/Hz的等效输入电容噪声。检测通路中采用双通道正交解调技术和解调信号相位矫正技术，完全消除了机械正交信号的干扰。芯片在0.35μm CMOS工艺下实现，与电容式微陀螺的联合测试表明，微陀螺系统的输入等效噪声为0.01o/s/ Hz ，在8.5 mV/o/s标度因子和5 V供电电压条件下，陀螺量程达到了±200o/s，线性度为2‰。

动态物理量信号间相位测量方法的研究

理论分析和计算机模拟考证结果证明,可以利用互功率谱密度函数和传递函数所包含的相位信息来测量两相关动态物理量信号在指定频率成分上的相位差。本文还就相位测量中仪器系统的相移标定进行讨论。

CDMA移动通信信号恒模特性的阵列有源校正算法

基于CDMA通信信号的恒模特性,提出了一种CDMA移动通信中的天线阵通道误差的有源在线校正算法。在天线阵列附近,发射扩谱序列正交于用户信号的同频辅助信号,用辅助信号对阵列接收信号解扩,采用恒模算法自适应的调节阵列通道滤波器参数,达到补偿阵列误差的目的。该方法克服了常规自校正算法受多径效应的影响和难以收敛不足。计算机模拟证实了该方法的有效性。

信道互耦和不平衡度对综合孔径微波辐射计复相关干涉测量的影响分析及其校准

本文分析了信道互耦和不平衡度对干涉式综合孔径微波辐射计复相关干涉测量的影响 .分析表明干涉测量误差的主要来源是信道的相位不平衡度 .实现信道中心频率的相位精度就可以保证干涉相位的精度 ,而通道内的残余相位差只会引起干涉相关度的降低 .通过相干 /不相干噪声校准 ,就可以对信道不平衡引起的干涉相关测量误差进行修正 .

脉冲调制射频功率测量中的标定及FFT分析方法研究

利用电压/电流探头和数字示波器实现了脉冲调制射频功率测量。电压/电流探头输出的电压、电流信号由数字示波器采集存储,电压、电流的幅值及相位差由FFT分析得到。在不同频率下,对电压、电流幅值及相位差进行标定,获得计算射频功率的标定参数。分析表明电压、电流相位差是影响标定系数的主要因素,FFT方法处理非稳态调幅电压、电流时存在问题,只有在零无功功率处才能获得可信的吸收功率。

一种导航宽带抗干扰中的阵列幅相误差校正算法

针对复杂电磁环境下抗干扰导航接收机中存在的幅相误差问题,提出一种幅相误差有源校正的导航接收机抗干扰算法;该算法通过干扰和幅相误差构建阵列幅相误差数学模型;然后基于加权子空间拟合原理和最小二乘的方法估计阵列幅相误差系数;最后利用线性约束最小方差(LCMV)算法对修正的之后的接收数据进行干扰的抑制;并明确提出了导航抗干扰接收机的通道修正的解决方案。理论分析和仿真实验表明,估计的幅相误差系数与实际幅相误差非常接近;此方法可以准确在干扰方向上形成零陷并保留导航信号;信噪比在-10 d B的时候,幅相误差估计值逐渐收敛于真实值;并且随着信噪比的增加幅相误差估计精度也逐渐提高。所提算法能有效提高存在幅相误差通道的抗干扰的性能。

差模跟踪接收机和差通道相位标校与调整

差模跟踪技术在低轨卫星下行信号接收中发挥着极其重要的作用。本文在差模跟踪原理的基础上,分析了差模跟踪接收机和差通道相位差与静态跟踪条件下方位俯仰误差电压变化曲线之间的相互关系,提出了对和差通道相位差进行标校与调整的新方法,这对于跟踪接收机的工程设计与调试十分重要。

基于DSP的多光谱数据处理系统设计与实现

为了实现对多光谱数据同时且高速的数据处理,设计了一种基于DSP的多光谱数据处理系统及其校正算法。系统由激光光源、干涉棱镜、线阵CCD、基于TMS-6415型DSP的处理电路等构成。实验对638 nm、655 nm和660 nm 3组激光进行光谱分析,首先对干涉条纹快速采集并滤波,然后通过Mertz法实现3组光谱的相位校正,从而保证3组激光光谱分析的精度。实验结果与Q8344A型光谱仪的测试数据进行对比,中心波长测试结果误差为±0.3 nm,光谱分布与标准谱基本一致且其信噪比更高。由此可见,系统可同时完成多光谱数据的快速反演,具有一定应用价值。

阵列信号幅相一致性校正及FPGA实现

文章针对阵列信号处理中的由于阵元接收机和阵元位置扰动造成幅相不一致问题提出了一种基于比较法的解决方案,并利用FPGA加以实现。通过计算的位扩展保证校正精度,同时兼顾处理的实时性,同时将位置扰动带来的相位误差归一化到单阵元进行相位校正,并且利用了LVDS端口提高传输速率,提高了可实现性,通过仿真和试验证明了其可行性。

单边干涉数据光谱复原的关键问题分析

针对干涉式傅里叶变换光谱仪中干涉信号的单边过零采样和实时快速数据处理要求,该文对光谱复原中的实时数据处理关键问题进行分析。在实验中以迈克尔逊干涉仪为核心,以632.8nm的激光为参考光源,以3.5～5.0μm的大气窗口为被测对象,产生干涉图;通过HgCdTe点探测器对干涉图进行光电转换,获取干涉数据。基于Matlab软件对干涉数据进行预处理、最小采样数据点确定、切趾、相位校正、频谱标定等光谱复原中数据处理的关键技术和问题进行分析和仿真分析。实验表明,大气窗口的4 096点的干涉数据采用小双边干涉数据量为512点,所有干涉数据采用非对称三角切趾的Mertz法相位校正,傅里叶变换、线性标定后能快速复原目标光谱,且光谱分辨率达到4cm-1。

一种基于DSP+FPGA系统架构的雷达实时信号处理系统的设计与实现

为了提高微波雷达信号处理系统的实时性和稳定性,文章设计并实现了一种基于DSP+FPGA系统架构的雷达实时信号处理系统。本系统以GCl012B、FPGA和DSP器件为硬件核心,采用软硬件相结合的方式,具有很好的控制和运算能力,能够实现对非合作运动目标搜索、跟踪等参数的测量以及角误差求取、AGC控制等功能。实际应用验证了该系统设计的正确性和可靠性。同时该系统易于实现,具有很好的灵活性、稳定性和实用性。