超宽带脉冲作用下抗干扰器件的特性分析

基于高重频超宽带脉冲,研究了高重频超宽带脉冲对自适应调零天线和PIN限幅器的抗干扰性能的影响。基于Matlab和ADS仿真软件搭建模型,并通过实验平台对ADS的仿真结果进行验证。实验结果表明:对于导航接收机中的自适应调零天线,超宽带干扰脉冲会使其射频链路产生饱和效应,从而使功率倒置算法失效,进而无法在干扰方向形成零陷;对于PIN限幅器,超宽带干扰脉冲可以使其产生明显的尖峰泄露效应。相较于ns量级的窄谱高功率微波脉冲,超宽带脉冲对限幅器的干扰能力更强。

一种有载频超宽带脉冲源设计

针对无载频脉冲低频分量大、辐射效率低、频带可调性差等问题,设计了一种以阶跃恢复二极管、D触发器及超宽带调制器为主的宽频带、高重复频率、低振铃水平的有载频超宽带脉冲源。该脉冲源电路由驱动电路、高速开关电路、整形电路、超宽带调制器及振荡器电路组成。实测结果表明,脉冲源输出脉冲信号重复频率可达125 MHz,脉冲宽度600 ps(底宽),脉冲振铃水平低于10%,峰-峰值为5.4 V,-10 dB带宽可达4.2 GHz。脉冲信号中心频率与载频相同,可在6.6~8.5 GHz之间灵活设置。利用所设计的脉冲源进行时域测量,其结果与矢量网络分析仪频域测量结果相比幅频特性均方根误差小于0.21 dB。该脉冲源可应用于超宽带时域测量、短距离高速无线通信、高精度室内定位等应用。

基于分布式雷达的宽带脉冲三维测距机制及方法研究

针对脉冲雷达相位测距技术在相位解模糊和测量机理方面存在的局限性,该文提出一种基于分布式雷达的3维测距机制,建立分布式雷达3维测距信号模型。利用天线空间布局引起的序列相位差代替常规由序列脉冲累积引起的相位差,结合微波3维成像处理的基本原理,通过相干积累实现空中观测目标的3维测量和轨迹测量,并利用观测区域的目标空间稀疏分布特性,给出一种基于CLEAN的宽带脉冲雷达高精度3维测距方法。仿真验证和分析结果表明,该文设计的分布式雷达3维测距机制和方法不仅较好地避免了高动态远距离测量环境中的相位解模糊问题,而且还能快速获取观测目标的序列3维图像和位置信息,有效避免了传统单站脉冲相位测量体制只能实现1维测距的能力,为雷达测距应用提供一种新的方法与技术支撑。

宽带脉冲电流法局部放电检测中的脉冲定量

与传统的脉冲电流法相比,宽带测量方法可以获取更多的局部放电信息,有助于提高测量的灵敏度和抗干扰能力。研究了基于宽带脉冲电流法的局部放电检测中的脉冲定量技术,介绍了脉冲校准器的设计原理,分析了校准脉冲的波形特征和频谱特征,实测了定量的准确性和线性度。同时在局部放电的实际测量中对两种方法进行了对比,证明了两种方法的等效性。

100MW重复频率超宽带脉冲辐射源的实验研究

介绍了利用充氮气自击穿开关产生双极脉冲，并通过同轴双锥天线辐射的实验研究。实验获得电压约±１００ｋＶ，脉冲宽度小于等于３．６ｎｓ，工作频率单次、１０Ｈｚ和１００Ｈｚ的双极脉冲；同轴双锥天线带宽１５０ＭＨｚ～１ＧＨｚ，峰值功率辐射效率达６５％。

基于甚宽带脉冲电流法的局部放电检测系统

局部放电的检测与分析是评价电力设备绝缘状况,发现早期故障的一种有效方法。与传统的脉冲电流法相比,甚宽带测量方法可以获取更多的局部放电信息,有助于提高测量的灵敏度和抗干扰能力。本文介绍了基于甚宽带脉冲电流法的局部放电检测系统,研究了传感器特性、脉冲分离技术和定量方法。并在实验室和现场对该系统的性能进行了测试,结果表明该系统具有灵敏度高和抗干扰能力强等优点,可以有效地应用于局部放电的现场检测和在线监测。

基于OMP的非合作宽带脉冲压缩雷达信号的压缩感知研究

压缩感知技术可以用来实现对非合作宽带信号的欠采样快速处理。宽带脉冲压缩雷达能够有效解决雷达探测距离和距离分辨力的矛盾,在探测领域得到了广泛应用,为实现对非合作宽带脉冲压缩雷达信号的快速欠采样接收处理,本文首先开展了信号稀疏分解与重构算法研究,通过对贪婪算法、凸松弛类算法、组合类算法三大算法进行对比分析,选用了运行速度快且重构精度高的正交匹配追踪(OMP)算法针对非合作宽带脉冲压缩雷达信号进行压缩感知仿真分析。仿真结果表明:在一定信噪比条件下,OMP算法完全能够实现对非合作宽带脉冲压缩雷达信号的欠采样和信号重构,从而实现了对非合作宽带雷达信号的欠采样处理,为处理非合作超宽带雷达信号提供了很好的理论指导。

基于IEEE 802.15.4a信道的超宽带脉冲信号仿真研究

针对超宽带通信技术在远距离、低速率、精确定位方面的应用,对超宽带脉冲信号波形设计和特性进行了研究。采用了优化组合的方法进行了超宽带脉冲信号设计并对其性能进行了研究。通过仿真计算,分析了超宽带脉冲信号在IEEE 802.15.4a信道中的传播特性,得出了信道对脉冲信号影响的相关结论。结果表明,采用优化组合方法设计的超宽带脉冲信号能满足FCC辐射掩蔽标准要求,IEEE802.15.4a信道模型能较好的反映信号传播的基本规律,多路径信道对超宽带信号功率谱影响不大,超宽脉冲带信号具有抗多径干扰能力强的特点,适合低速率无线个域网、精确定位等领域的应用。

超宽带脉冲穿墙雷达互相关BP成像

根据超宽带脉冲穿墙雷达目标回波信号与发射信号具有较强相关性的特点,提出一种新的互相关后向投影(BP)成像算法,该算法将沿天线合成孔径方向各接收阵元的回波信号与发射信号先进行互相关,将获得的互相关信号再利用BP算法进行相干成像。与回波信号进行直接BP成像相比,该算法具有消除脉冲建立时间对回波延迟时间估计误差的影响,提高目标成像的位置精度;能有效抑制背景噪声,提高图像信噪比。利用时域有限差分(FDTD)方法对穿墙场景进行电磁仿真,通过对成像方法结果的比较,表明互相关BP成像算法在成像位置精度和图像信噪比方面明显优越于直接BP成像算法。

基于FCC辐射遮蔽限制的超宽带脉冲设计算法

研究了基于美国联邦通信委员会(FCC)辐射遮蔽限制的超宽带无线通信系统脉冲设计方法.以具有不同脉冲形状因子的Rayleigh脉冲为基函数,提出对Rayleigh脉冲的各阶导数进行加权迭代组合的超宽带(UWB)脉冲设计方法.对采用迭代组合脉冲和传统高斯二阶微分脉冲的2PPM-TH(跳时脉冲位置调制)通信系统在高斯信道下的单链路误比特率(BER)、多址、多径等方面性能进行了仿真比较,验证了所提出的迭代组合脉冲在功率谱密度方面能更好地满足FCC辐射遮蔽的要求,在单链路及多址性能方面优于传统的高斯二阶微分脉冲.

重频超宽带脉冲干扰低噪声放大器

理论分析和仿真研究了重频超宽带脉冲对低噪声放大器（LNA）的干扰特征,给出了高斯脉冲幅度、脉宽及重频等参数对LNA干扰效果的规律,对工作于40~80MHz频段的接收机LNA开展了相关验证实验。结果表明：干扰特征主要由LNA工作频带和脉冲参数决定;不同脉冲参数对干扰的效果影响不同,脉冲幅值的影响最显著;在验证实验研究的参数范围内,增大高斯脉冲幅度、脉宽和重频均有利于增强对LNA的干扰效果。

基于Keystone变换的宽带脉冲多普勒雷达目标运动补偿算法

针对由运动目标在步进频间不同频点引入的多普勒频率跨速度分辨单元走动问题,提出了基于Keystone变换的补偿方法,即通过时域的伸缩变换来补偿多普勒频率走动问题,并研究了基于多通道Keystone变换和基于装订信息的两种解速度模糊方法.仿真结果表明,该方法可以有效提高速度分辨率和信噪比,解决目标运动带来的峰值降低、波形发散等问题.

基于Parks-McClellan算法的超宽带脉冲波形优化设计

基于Parks-McClellan算法讨论并分析了一种超宽带无线脉冲波形的优化设计方法,利用该方法设计得到的超宽带脉冲波形可以充分利用并且满足FCC的频谱要求。相应的结果既适用于单频带模式超宽带系统,也适用于多频带模式超宽带系统。

基于时域逆滤波的宽带脉冲声生成技术

为了改善扬声器的频率响应,生成稳定、可重复的宽带脉冲声信号,提出了基于时域逆滤波的宽带脉冲波生成技术。首先利用最长序列(MLS)测量扬声器的单位冲激响应,然后设计基于最小二乘(LS)准则和最小均方误差(MMSE)准则下的FIR逆滤波器,最后将信号分别经过FIR逆滤波器预处理,再次通过扬声器激励,生成了理想的巴特沃斯宽带脉冲信号。实验证明2种逆滤波算法行之有效,可以用于生成声学测试需要的宽带脉冲声,为实现声学性能现场测量提供了一种解决方案。

超宽带脉冲产生电路的研究与设计

在UWB脉冲信号发生器的研制中,通过分析UWB脉冲波形的特征,以一阶高斯脉冲为设计目标,提出了一种以振荡源、储能元件和高速开关为主体的UWB脉冲产生电路系统模型,并且在实际电路中设计了不同的实现方式。利用复杂可编程器件(CPLD)为UWB脉冲发生模块设计了脉冲时序触发电路。针对脉冲的产生方案,设计了一种利用雪崩晶体管产生UWB脉冲的电路,实际测试得到了1 ns以内的窄脉冲;与此同时设计了一种基于阶跃恢复二极管的UWB脉冲发生电路,在PSpice中仿真得到了宽度约400 ps的UWB脉冲信号。仿真结果表明,PSpice建立的SRD模型符合理论分析,设计的UWB脉冲信号发生电路也完全满足在超宽带引信上使用的需求。

一种适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法

将最快检测技术应用于超宽带脉冲信号检测中,具体采用改进的CUSUM(Cumulative Sum)算法来检测超宽带脉冲信号。首先分析了经过多径信道衰减后的超宽带脉冲信号概率分布特性,进一步提出了适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法。理论分析和仿真证明了所提改进算法性能优越且实现复杂度低。该算法克服了块检测算法的信噪比门限效应,且具有最优的检测延迟性能,相同虚警限制下其检测性能明显优于能量检测算法。

光载超宽带脉冲雷达信号传输性能研究

采用双并行马赫曾德尔调制器产生高斯脉冲一阶微分和二阶微分型超宽带脉冲雷达信号和光载无线电传输技术,通过仿真研究了两种超宽带脉冲雷达信号在标准单模光纤中的传输特性.结果表明,高斯脉冲一阶微分型脉冲随着传输距离的增大而不断展宽,而高斯脉冲二阶微分型脉冲则先压缩后展宽.经100km标准单模光纤传输之后,在传输终端采用色散补偿光纤对传输信号进行不同程度的色散补偿,可获得满足美国联邦通信委员会规范要求的不同宽度高斯脉冲一阶微分和二阶微分型脉冲信号.

基于宽带脉冲激励的管道导波时反检测方法

提出一种基于宽带信号激励的超声导波时间反转检测方法(时反检测方法),利用时间反转波包的自聚焦特性抑制管中导波的频散、多模态特性,以拓展激励信号的频率范围。该方法首先采用宽带脉冲信号作为初始激励信号,从接收信号中提取缺陷波包信息进行时间反转(时反),并将时反后的信息作为激励信号,将再次检测到的缺陷波包作为时反检测结果。研究结果表明,利用时反检测方法得到的检测信号较之前的宽带检测信号,其缺陷波包的波形在时域变得更窄,反射系数得到有效提高,更容易区分出缺陷波包的时间位置。

煤矿井下超宽带脉冲电路的设计和仿真

为提高煤矿通信安全水平,把超宽带无线通信技术引入煤矿井下的无线通信上来,设计了脉冲产生电路,采用雪崩三极管元器件搭设硬件电路。仿真中产生了宽度为740.741 ps的负高斯脉冲,得出影响脉冲的重要参数。设计电路最大的创新是采用三极管的并联产生脉冲,串联了电感使脉冲的峰值进一步增加,并在电感两端并联了续流二极管,避免了电感在井下产生反电动势引起的电火花,确保了煤矿井下的生产安全。

宽带脉冲无线电通信关键技术及应用研究

随着科学技术的不断进步,无线电技术也得到了全面的发展,所以宽带脉冲无线电在很多领域中得到了广泛的使用,但是在技术的使用上还有一定改进和进步的空间。因此本文对宽带脉冲无线电通信中关键技术进行分析和研究,希望这一技术能够在更多的领域上得到充分的使用,带来更大的社会效益和经济效益。