信号极化方式对跟踪接收机相位影响研究

移动卫通站大范围机动时可能会出现跟踪接收机相位漂移问题,这与使用的信号极化方式有关,必需采取相应的相位补偿措施才能保持天线的稳定跟踪。以典型卫通地面站天线馈源网络结构为参考,结合圆极化器工作原理,解析了不同状态下各接收端口输出信号的表达式,并根据单通道单脉冲跟踪接收机工作原理及其相位物理含义,全面研究了和、差信号不同极化组合时相位与极化角的关系,据此进行相位补偿,可有效解决地理位置变化引起的跟踪接收机相位漂移问题,并通过多个应用案例进行了验证。最后给出了信号极化方式选择建议,跟踪圆极化卫星时和、差信号极化方式应相同,跟踪线极化卫星时差信号极化方式应保持不变。

一种100 MHz~4 GHz宽带抗干扰射频接收机的设计

为满足导航、通信、相控阵雷达以及电子对抗等领域对高性能接收终端的需求,提高系统的抗干扰、通用化和小型化性能,设计了一款工作频率在100 MHz~4 GHz的宽带抗干扰接收机芯片。接收机结构采用直接下变频形式,包括单转差巴伦、无源混频器和移相器等,能够有效抑制频带内的干扰信号,在强干扰信号下整个接收机通道不阻塞,能检测出极小的有用信号,同时保证与没有干扰状态相比性能不恶化。针对零中频(zero-Intermediate Frequency,zero-IF)接收机容易产生本振泄露、自混频等现象,设计了直流失调校准、本振相位调整等功能,可实现直流偏置点5 mV的补偿。射频输入100 MHz~4 GHz变化时,混频器转换增益≥31.2 dB。

卫星导航接收机欺骗攻击及防护综述

本文主要研究卫星导航欺骗干扰技术与欺骗防护技术,首先介绍欺骗干扰的生成方式、欺骗干扰实施策略与播发策略,并从欺骗威胁、实现难度、防护难度等多方面给出现有欺骗技术的对比分析。其次从信号体制、终端处理技术、辅助信息校验技术等三个层面介绍现有欺骗防护技术,并从欺骗适应性、实现需求、实现难度、实现效果等几方面给出防护技术对比分析。在此基础上,研究在面对不同欺骗攻击时接收机的欺骗防护框架,对于评估导航接收机的防护能力有借鉴意义。

滤波器阶数对导航接收机时域抗干扰的影响研究

随着电磁环境恶化以及干扰强度和复杂度的升级,对导航接收机的抗干扰能力提出了更高的要求。针对目前导航接收机对滤波器阶数缺乏深入研究的现状,文中从时域自适应滤波器的阶数入手,对其抗干扰性能进行了研究。然后对不同干扰环境下的滤波器级抗干扰性能进行了分析,提出了一种基于抗干扰需求的最优阶数设计方法。仿真结果显示,适当增大滤波器的长度,可提高其抗干扰的能力,在工程实践中可以针对具体的抗干扰要求来优化滤波器的阶数。

基于北斗接收机的大型厂区无人机智能安防监控系统

随着城市大型工业园区的不断发展和快速扩张,厂区、办公区混合,传统的以摄像头为主的安防系统极易出现监控盲区;不规范的有害气体排放、盗窃和火灾险情的及早发现对于大型厂区尤其是有危险品存储的厂区极为重要。文中提出利用装载北斗接收机的无人机实现灵活、无盲区的多功能厂区智能安防监控系统。在无人机上装载监控摄像头和检测传感器,实现图像获取及烟雾探测,利用通信收发模块将检测到的图像及数据传输到地面监控平台,监控平台进行图像识别及异常情况判定,给出相应的告警信息。地面平台可以规划无人机的巡查路线,实现监控轨迹的全覆盖和灵活可控,达到无盲区监控及近距离监控,取得了良好效果。

某型射频接收机强电磁耦合的仿真预测

针对强电磁环境下射频接收机仿真预测的问题,开展强电磁脉冲信号构建、射频接收机建模、场路结合方式预测等研究,得到射频接收机内部监测点场强、壳体表面电流、接收机线缆耦合电压等仿真结果,实现对某型射频接收机电磁防护的优化设计,为射频接收机强电磁防护实施提供支撑。

基于功率分离接收机方案的低复杂度信号检测算法

为了解决基于分离接收机架构下的移动通信系统中信号检测复杂度较高的问题,提出一种低复杂度的信号检测算法。首先,考虑天线噪声、后级处理噪声和功率分离因子的影响,设计分离接收机架构,并基于三维接收信号建立简化的二维接收信号模型。然后,在变换坐标系下表征二维接收信号的联合概率密度函数,进而提出基于最小距离的低复杂度的信号检测算法。最后,分析分离接收机方案相对于传统相干接收机的联合处理增益。理论分析表明,相比于传统的基于三维接收信号的检测算法,所提信号检测算法具有较低的计算复杂度。仿真结果表明,在一定的功率分离因子下,低复杂度信号检测所获得的近似误符号率(SER)与最优的SER性能接近,且分离接收机架构下的SER性能优于传统的相干接收机方案。

在线学习辅助的智能接收机设计与实现

为了解决复杂场景下的可靠通信问题,设计了一种在线学习辅助的正交频分复用(OFDM)智能接收机。该接收机能够判断信道环境是否发生改变,并在线收集样本数据进行训练,形成当前环境下最佳的接收参数。在OFDM系统的信道估计模块中,设计了基于样本含噪均方误差(MSE)的性能比较器作为信道环境变化的判断依据,并采用轻量化的神经网络结构以实现快速在线训练。最后,通过通用软件无线电外设(USRP)进行了实现和验证。仿真和空口实验表明,所提接收机能够有效感知并适应新的信道环境,并且在导频数量受限的情况下,接收性能和收敛速度均优于现有的机器学习方法。

正交并行混频与多相转置FIR高速数字接收机研究

为弥补数字信号处理器件性能的不足,解决高速通信系统处理实时性不高、面积消耗较大、硬件实现困难等问题,研究了一种基于正交并行混频和多相转置FIR的高速数字接收机系统。首先对射频前端输入的任意高速采样信号和混频本振信号进行多相推导,以正交并行相乘的方式实现信号的下变频;接着推导了FIR滤波器的多相结构,通过改变输入寄存器的位置,建立了多相转置FIR模型,设计了一种低延时、高效率的滤波器,与现有多相FIR相比,节约了30%的面积。在此基础上,采用模块化的设计方法,基于xc7z045完成了高速数字接收机系统的FPGA设计,并在自主研发的宽带信号处理板上以2.048GSPS的采样速率,完成频率为1.536GSPS,带宽为8MHz的BPSK信号接收与传输验证。实验结果表明,所设计系统准确找到了所有码元的信息,对于数据吞吐量大、实时性要求高的数字接收机模型建立与工程实现具有一定的指导意义。

基于深度学习的互联网接收机中特定信号识别

随着软件无线电技术和互联网技术的发展,有大量的互联网接收机接入互联网,并可任意访问其频谱瀑布图数据。频谱瀑布图是信号频域和时域特性的一种展示方式,将不同频率的信号以图像的方式直观地进行展示,为了更好地监测到频谱瀑布图中的特定信号,需要对频谱瀑布图中的特定信号进行智能识别。通过深度学习技术实现了对频谱瀑布图中特定信号识别,在信噪比大于5 dB时,识别准确率大于90%。

雷达侦察接收机电磁环境评估和分级方法

针对雷达侦察接收机电磁环境分级困难、描述粗略、评估不准、操作性弱等研究现状,通过深入分析侦察接收机的作战环境、工作原理,以及性能指标受电磁环境的影响程度,提出了一种基于电磁环境效应的雷达侦察接收机电磁环境复杂度评估与分级方法。首先对雷达侦察接收机面临的电磁环境进行了分析,根据侦察接收机的工作机理及其技战术性能提炼并构建了针对侦察接收机复杂电磁环境评估的指标体系,最后给出了层次结构评估模型以及电磁环境等级划分规则,为研究雷达侦察接收机面临的复杂电磁环境及其分析评估提供技术支撑,同时也为提高侦察接收机在复杂电磁环境下的作战能力提供技术支持。

一种模型驱动的深度学习OFDM接收机

针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)接收机解调精度低和计算复杂度高的问题,采用深度学习方法构建了一种新的模型驱动的接收机模型,称为FBLTNet(Fully Connected,Bi-LSTM and Transformer-encoder Neural Network)。该模型分为信道估计和信号检测两个部分,其中信道估计以全连接神经网络(Fully Connected Deep Neural Network,FCDNN)替代线性插值,信号检测则使用深度自注意力网络编码器Transformer-encoder和双向长短期记忆网络(Bidirectional Long-Short Term Memory,Bi-LSTM)的组合网络,实现信号的解调和比特流的恢复。在瑞利衰落信道下测试了不同调制方式的接收机性能,结果表明FBLTNet与基于深度学习的接收机以及传统接收机相比,误比特率性能得到了显著的改善;与数据驱动的无线接收机算法相比,线下训练模型收敛时间和测试时间分别减少了33.0%和25%,网络结构参数减少了29.5%。

适用于WLAN接收机的高线性电流模式混频器设计

针对无线局域网接收机对低成本和线性度的定制化需求,设计了一款适用于IEEE 802.11 b/g/n/ax标准WLAN接收机的高线性度电流模式混频器;采用零中频接收机架构,电流模式混频器的电路结构主要包括跨导级放大器,混频开关级和跨阻放大器;通过跨导级两种工作状态的转换和跨阻放大器反馈电阻的两种取值变化实现了混频器的四档增益可调;混频开关级选用双平衡无源混频电路以提供良好的线性度;为了解决零中频接收机存在的直流失调问题,加入了一种电流注入式的直流失调校准电路,进一步提高了混频器的线性度;对跨阻放大器中的跨导运算放大器电路进行优化设计以提高其带宽,使跨阻放大器的输入阻抗足够小以保证混频器的线性度;基于180 nm RF CMOS工艺,对混频器进行仿真:当本振频率为2.4 GHz时,四档增益分别为38、32、27和21 dB,中频带宽可达20 MHz;噪声系数在高增益的情况下为8.46 dB,输入三阶交调点在低增益的情况下可达13.72 dBm;仿真结果表明,在较宽的中频带宽下,电流模式混频器取得了良好的线性度性能,满足WLAN接收机的定制化需求。

一种面向112 Gb/s PAM4接收机的自适应均衡设计方案

提出了一种适用于超短距离(Very Short Reach,VSR)信道、面向112 Gb/s PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4)接收机的自适应均衡设计方案。在该方案中,接收机前端利用3个连续时间线性均衡器(Continuous Time Linear Equalizer,CTLE)对信号分别在高频、中频和低频进行补偿,可变增益放大器(Variable Gain Amplifier,VGA)和饱和放大器(Saturation Amplifier,SatAmp)则用于对信号幅值的缩放。除了3个数据采样器外,引入4个辅助采样器用于进一步改善阈值自适应算法性能。同时,采用符号最小均方算法,利用接收端数据采样器和辅助采样器之间的偏移推动辅助参考电压收敛到信号星座电平,从而确保PAM4接收信号的眼图在垂直方向上3个眼睛具有相等的间隔和恒定的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)。仿真结果表明,所提出的112 Gb/s PAM4接收机能够在损耗为15 dB的信道上实现小于10~(-12)的误码率,并且具有良好的眼图性能,其最差眼高为75 mV,眼宽为0.34 UI(Unit Interval),与传统方案相比具有显著的性能提升。

基于深度学习的QPSK智能接收机模型研究

针对通信信道中存在噪声等干扰因素时,QPSK接收机解调接收信号性能较差的问题,文章研究了一种基于深度学习的QPSK智能接收机模型;该QPSK智能接收机模型由LSTM神经网络和全连接层构成,借助了递归神经网络中的内存结构,也利用了LSTM能提取接收信号的时间相关性这一特点;在信噪比为0~7 dB的条件下进行仿真实验,实验结果表明,在加性高斯白噪声,同相和正交失衡以及频率偏差干扰因素影响下,文章研究的QPSK智能接收机模型在0~7 dB时的误码率相比于使用传统硬判决方法的通信接收机的误码率得到了显著降低;其中,QPSK智能接收机模型在7 dB时的误码率低至0.0109%,大约只有传统硬判决方法误码率的1/7;在发生频偏及同相和正交时,QPSK智能接收机模型在7 dB时的误码率分别低至0.0147%和0.0198%,都远低于相同条件下传统硬判决方法的误码率;因此,采用研究出来的QPSK智能接收机模型能够显著提高接收机的检测性能。

一款0.16 mm^(2)基于180 nm CMOS采用全局去偏斜的半速率8×2.5 Gb/s时钟转发架构接收机

在时钟转发架构的高速有线通信接收机中,需要去偏斜电路实现时钟与数据之间的最佳采样关系,并保证多路数据的同步。本文提出了一种全局去偏斜方案,仅采用一路数据与时钟进行对齐,并通过时钟延时匹配与分布技术实现多路数据同步,减小了各通道独立去偏斜方案带来的功耗与面积开销。所提出的接收机由8路数据通道、1路半速率转发时钟通道与基于延迟锁定环路的全局去偏斜电路构成。基于180 nm CMOS工艺,在2.5 Gb/s数据率下,可去除输入时钟与数据任意偏斜,得到位于数据中心的采样相位,同时具有时钟占空比校准能力。在1.8 V电源电压下,所提出的接收机总功耗为187 mW,总面积为0.16 mm^(2),对比各通道独立去偏斜方案,功耗和面积开销分别节约了45.2%与62.8%。

不同测地型GNSS接收机在峡谷区控制测量数据分析

某水库勘测设计阶段测图控制网采用四等GNSS三维控制网(精化高程),针对测区山大沟深,地形陡峻,属于典型的“V”型高山峡谷地形,可见卫星数量很少,且高度角大于30°,控制网测量时分别采用8套华测i90接收机和8套华测P5(配套HXCCGX601A扼流圈天线)接收机,对两种接收机的观测数据、基线精度、同步环闭合差、平差精度等方面进行对比分析,数据比较结果表明,带有扼流圈天线的分体型GNSS接收机在高山峡谷条件下观测效果强于标称精度相同的一体化GNSS接收机,建议在类似不利观测条件下应尽量选择带扼流圈天线的分体型GNSS接收机。

全波段智能通信接收机研究

本文主要介绍了一款全波段智能通信接收机,以STM32F407ZET6为主控芯片,Si4735-D60作为解码芯片,实现了AM,FM,LW,SW的解调接收。解码芯片与主控芯片之间采用I^(2)C通信方式,通过天线接收所有信号,同时可由矩阵键盘实现多种搜索模式,例如按键搜索、一键搜索等。该系统可以接收的信号频率范围包含153~279 kHz,522~1 710 kHz,2 300~23 000 kHz,88.1~107.9 MHz。该产品重复搜台可减少电台误判的几率,同时Si4735解码芯片中使用的AFC(自动频率控制)可以使输出信号频率与给定频率一致,在本文中对AFC功能进行了仿真和原理分析。实验结果表明,该产品有良好的灵敏度和优秀的搜索能力。

机载超短波接收机射频前端系统级设计与仿真

针对某型号超短波接收机研制需求,使用ADS(Advanced Design System)软件对该超短波接收机射频前端进行设计与仿真。通过分析接收机的性能需求,结合接收机主要工作原理和技术指标选取二次变频超外差接收机结构做为实现方案,根据设计方案在ADS中建立了射频前端的系统级仿真模型,并对射频前端的噪声系数、灵敏度、增益和互调失真等多个关键指标进行了设计分析和仿真计算,结果表明该射频前端各项指标满足设计要求。

重频超宽带电磁脉冲对GPS导航接收机的效应研究

全球定位系统(GPS)在被广泛应用的同时,也容易受到外界的干扰,因此研究GPS导航接收机的可靠性具有重要意义。超宽带(UWB)电磁脉冲具有陡峭的上升沿和宽频谱,能够对GPS进行干扰,是一种新型导航干扰手段。通过分析重频超宽带电磁脉冲的能量谱线分布情况探究了其对GPS导航接收机的干扰机理,对重频UWB电磁脉冲对GPS接收机干扰效果与脉冲参数之间的关系进行了研究。结果表明:重频UWB电磁脉冲可以对导航接收机射频前端电路造成非线性干扰,降低接收机的捕获性能,提高脉冲场强或者重频可以增强干扰效果,甚至导致接收机失去捕获能力。