基于FRFT与盲分离的扩频通信网络跳频信号时差估计

针对扩频通信网络跳频信号时差估计结果误差过高,导致信号定位追踪能力下降,多领域内信号传播停滞的问题,为增强扩频通信网络跳频信号的传播效率,提高辐射源跟踪和定位系统的信号探测能力,提出基于分数阶傅立叶变换(FRFT:Fractional Fourier Transform)与盲分离的扩频通信网络跳频信号时差估计算法的方法。采用盲分离方法获取满足跳频信号时差估计条件的两条信道,即平坦衰落信道和频率选择性衰落信道,利用FRFT估计两条信道特征,分别将平坦衰落信道特征和频率选择性衰落信道特征与最大似然块检测算法结合,实现扩频通信网络跳频信号的时差估计。实验结果表明,该方法无论是在正常环境中,还是在噪声干扰环境中,其均方根误差均处于较低水平、估计成功率均处于较高水平。

基于通道差值模型的导向滤波去雾算法及其FPGA实现

计算机视觉系统受到有雾天气的影响会导致捕获的图像质量较差。为了解决该问题,文中提出了一种基于通道差值模型的导向滤波去雾算法及其FPGA(Field Programmable Gate Array)设计。通过分离雾天图像的亮通道与暗通道得到通道差值模型,并将该模型作为导向滤波的引导图对雾天图像进行平滑处理,最后进行高升压滤波操作得到去雾图像,设计硬件架构并在FPGA上实现。实验结果表明,去雾后的图像场景照度均匀,纹理信息恢复程度较好且颜色保真度高,对于480×270大小的图像,电路综合频率为108.448 MHz,吞吐量为323.47 MB·s^(-1),完成整个去雾过程花费时间为0.0012 s。实验结果证明文中所提算法及其硬件设计能够有效提高图像可见度和去雾速度。

一种航天器单脉冲差模角跟踪系统的标定及测试方法

介绍了航天器单脉冲差模角跟踪系统的组成和基本原理;针对捕获跟踪系统性能与射频通道相位特性的相关性,提出了在无线状态下通过用户目标在一定范围内按一定轨迹运动进行射频通道相位标定及跟踪性能测试的方法;在此基础上进一步提出了利用信号源模拟用户目标在角跟踪系统天线坐标系下不同位置时天线输出的射频信号,进行有线状态下射频通道性能的测试方法。标定及测试方法通过地面试验验证了可行性和有效性,可用于航天器单脉冲差模角跟踪系统在地面的通道相位标定、跟踪性能测试和射频通道性能测试,以实现角跟踪系统对用户目标高精度、稳定的跟踪。

数字信道化的调制信号测频方法

由于雷达信号覆盖带宽范围的增大,在对宽带雷达信号进行模数转换时,采样频率需要达到吉赫兹,因此存在后端的信号处理速度和信号采样速率不匹配的问题。为了解决该问题,采用高效数字信道化结构。为了实现对经过该结构处理的雷达信号的频率参数估计,提出在传统的瞬时相位差测频的基础上加上中值滤波处理的测频方法。仿真结果表明该方法能够有效地提高调制信号的测频精度,减小由于相位编码信号本身存在相位跳变而引起的测频误差。可以将该方法应用于宽带数字接收机后端信号处理的频率测量。

双路异频欠采样压缩感知信号处理基本理论研究

压缩感知理论是一种充分利用信号稀疏性或者可压缩性的全新的信号采样理论。欠采样是其中关键的一部分,它对于采样率的选取、信号的压缩、以及信号的精确恢复均有重要意义。压缩感知会使信号估计频谱发生混叠,大多数运用中国余数定理来解模糊;中国余数定理为一种很好的解模糊方法,但是并不是所有的欠采样混叠现象全部都能用中国余数定理进行解模糊。本文基于中国余数定理提出双路异频欠采样压缩感知信号处理理论,论证了双路异频欠采样求解信号频谱位置所要满足的条件,双频采样的二复正弦信号频谱恢复条件以及双频采样多窄带信号频谱恢复条件。最后并对其进行了仿真验证说明理论的正确性。

列车振动信号与轨道平整度的关系模型仿真

轨道不平会引起列车的振动,低频振动信号的特征可以很好的描述轨道与列车振动的关系,但是,低频信号特征描述的振动区域有限,传统方法通过建立车辆—轨道垂横耦合模型来识别这种振动信号,无法描述多种不同的车型带来的振动。为解决上述问题,提出基于多渠道差异采集的轨道不平低频传感信号关联模型。对不同车型下的低频信号传输过程中的衰减程度进行估计,计算实际衰减量,并对其进行补偿。对补偿后的传感信号进行分数阶域傅里叶变换,获取信号采集目标函数,完成振动与平整度的关系建模。实验结果表明,利用上述方法进行轨道不平低频传感信号采集,能够获取不同形式的轨道不平整与列车振动的关系。

相位差测量系统的硬件电路

为精确测量两个同频率信号的相位差,设计一种基于DSP的相位差测量系统。该系统采用DSP2812作为测量的主控芯片,其内部集成有捕获单元和A/D模块;运用信道交换技术和降频技术,消除通道带来的附加相移,并将高频信号转化为低频信号以便于测量。测试结果表明,两路输入信号相同时,输入信号频率过大或是过小,测量频率和相位的精度均会明显降低,幅值精度变化不大;两路输入信号峰值、频率相同,相位可变时,信号频率增加或信号幅值过小,系统的测量精度均会有所下降。该相位差测量系统能够实现对两路同频信号的幅值、频率和相位差的精确测量,且可以进一步扩展以实现对多路信号相位差的测量。

双通道接收的相位差估算方法

分析了双通道接收相位差的时域、频域计算方法,基于DFT的频域估算方法,充分利用了DFT对信噪比的改善作用,克服了时域方法要求较高信噪比的缺点,能有效地抑制噪声,提高测量精度。但是离散的DFT输出谱限制了信噪比的改善,文中利用截断DFT的输出谱特性来估计信号频率,再用一次最大似然估计得到信号相位估计,减小运算量。分析和仿真表明文中方法可以得到接近最大似然法的测量精度。

新型相位差可调的多通道信号发生器设计

利用直接数字频率合成器芯片AD9959设计了一种相位差可调节的多通道正弦信号发生器。系统设计以直接数字频率合成(DDS)技术为核心,采用USB2.0控制器CY7C68013实现整个系统的控制。通过对系统硬件和软件分析,搭建了系统实验电路。实验结果表明,信号源产生的输出信号频率稳定,频率切换速度快,可实现任意两个通道间设定的相位差恒定输出,四通道信号源均能对频率、幅度和相位等指标独立调节。

一种CoMP系统的频率复用方法及性能分析

协作多点技术(CoMP)是LTE-Advanced系统中用于提高小区边缘用户性能的一项关键技术。然而,小区边缘用户性能得不到保证甚至恶化。为此本文基于支持宏分集的频率复用方法提出了一种适用于CoMP-SU-MIMO模式的分数频率复用方法。该方法通过设置信道增益差门限将边缘用户分为两类,分别由两小区和三小区协作提供服务,以此提高频率利用率。仿真结果表明,该方法与非CoMPFFR相比边缘用户平均速率有了极大提高。合理的频率复用系数和信道增益门限能够进一步提高边缘用户的平均速率。

毫米波捷变频体制下低空风切变风速估计方法

机载气象雷达下视探测低空风切变时,复杂的电磁干扰及强地杂波会严重影响其对目标信号的检测,造成风场速度估计失准。针对上述问题,本文提出一种毫米波(millimeter wave, MMW)捷变频体制下的低空风切变风速估计方法。该方法采用载频脉组间捷变,在每个脉组内利用雷达系统先验信息设计两维两脉冲对消(two dimensional pulse-to-pulse canceller, TDPC)预滤波器对雷达回波进行预滤波,削弱杂波功率,接着利用基于组合空时主通道的自适应处理(combined space-time main channel adaptive processing, CMCAP)对回波数据进行空时二维滤波,得到风切变信号的模糊多普勒估计值,最后将每个脉组内的估计结果由多普勒频率域转换到速度域,采用错位差分查表的方式订正模糊速度,从而得到风场的真实速度值。仿真结果分析验证了所提方法的有效性。

多芯片小数分频锁相环输出信号相位同步设计

为了在多通道射频(RF)通信系统中,实现多个收发器芯片或单个收发器芯片上的锁相环(PLL)相位同步,提出小数分频PLL输出信号相位同步算法.设计相位累加采样点数选取算法,算法选取的采样点数用于累加参考时钟欠采样的PLL输出信号与数控振荡器(NCO)产生的参考信号经三角运算的结果,以消除高次谐波分量,并有效降低相位差计算结果的误差.根据相位差的计算结果反馈调节PLL内delta-sigma调制器(DSM)输入的小数分频比,线性调整PLL输出信号的相位,实现多个PLL输出信号相位与参考信号相位同步.通过仿真验证算法的正确性,且最终相位同步后的相位误差为0.35°,完成同步所需的时间为210 ms.

基于多片高速D/A AD9739的多通道信号模拟器

多元阵天线阵列常被用于侦查和定位系统,相位差变化率则是单站无源定位中常用的观测参数。文中介绍了一种基于AD公司多片2.5 GSample·s-1的高速AD9739型号D/A转换器,采用DDS技术的多通道信号模拟器。经测试,该模拟器能较真实地模拟出,多元阵天线阵列所接收到的宽带线性调频信号波形的相位差变化信息。

对跳频信号时差测向技术研究

主要针对跳频信号时差测向进行研究,介绍了时差测向的基本原理,其关键在于对时差的测量,因此主要工作即为对跳频信号进行时差测量。基于信道化方法对跳频信号进行时差估计具有较高的精度,可以在FPGA中实现。

无积分误差的双相关频差补偿信道测试方法

针对未来无人机、航天、地铁等无法同步的无线信道测试工程中,收发端无法同步的问题,提出了一种无积分误差的双相关频差补偿信道测试方法,预先设置频差,在训练阶段存储频差参数,在测试后对随机序列以及频差实施相关运算,补偿收发端之间的频差影响。提出了数值预置、直连获取、信道获取等3种频差获取方案,适用于不同的工作环境。理论分析与实验表明所提方法在任意频差下,均能有确定性输出,且随着收发间频差的增加,最终输出可收敛于同步情况下输出幅度的一半,解决了特殊环境下信道检测的难题。

高精度幅相差的数字化测量方法

针对在P+L频段进行多路通道相对幅度、相位差测试的应用场合,提出了一种对两两射频通道实施频率变换和高精度数字化采集,由两两数字化运算得到相对相位差和幅度差的测量方法。给出了通过正交数字化信号共轭相乘运算实现高精度相位差和幅度差测量的数学分析方法。在分析了频率变换和高速数字采集对相位和幅度测量误差影响的基础上,通过对两路信号相对相位和幅度的测试结果与通用仪器测量结果的比较,验证了该方法的有效性。

基于AMSR-2数据的多种射频干扰识别方法的比较

由于射频干扰(radio-frequency interference,RFI)对星载微波遥感的影响日益严重,为了比较各种识别方法的适用性,基于先进微波扫描辐射计(advanced microwave scanning radiometer 2,AMSR-2)2015年冬季和夏季的观测亮度温度,分别采用谱差法、多通道回归分析法、双主成分分析法和比值法,对欧洲陆地区域和海洋区域的10.65GHz和7.3GHz频率干扰进行识别和分析,并对比几种方法的月综合结果.结果表明,冬季时谱差法在陆地上受积雪散射的影响,会将积雪下垫面误判为RFI污染;多通道回归分析法和双主成分分析法识别出的结果类似,无论陆地和洋面还是冬季和夏季均可有效使用;当10.65GHz和7.3GHz波段观测同时存在RFI时,比值法将不能识别出10.65GHz的RFI信号,并且比值法会将海陆边界及附近视场的观测误判为RFI信号.多通道回归分析法和双主成分分析法的适用范围较为广泛,而谱差法和比值法各有弊端.

异步滑动相关MIMO信道测试方法

为了解决无线信道测试工程中射频与PN码在收发端都无法同步的问题,提出了一种采用异步滑动相关MIMO信道测试方法。为了实现射频异频补偿,在训练阶段存储收发端间频差数据,测试阶段接收端在收发异频情况下解调测试数据,在数据分析阶段,根据训练阶段频差数据计算异频系数,并通过正交频差相关运算补偿基带信号因射频频差产生的幅度抖动。为了实现PN码的异频补偿,通过对基带信号上采样和下采样补偿PN样本频差造成的抽样时刻偏移,通过PN序列滑动相关获得信道冲激响应。理论分析与实验验证表明,提出的方法对实现特殊条件下收发端无法同步的无线信道测试具有重要意义。

新型C/S双频馈源

随着多功能、多用途雷达天线技术发展,要求越来越多的天线工作在多频段、宽频带,对于反射面天线来说,天线本身具有宽带特性,而馈源是实现多功能、多用途的关键。本文给出一种新型C/S双频馈源的实例,主要描述了C/S双频馈源工作原理和C频段多模三通道自跟踪馈源具体实现方法,通过与传统五喇叭体制的同类馈源的性能比对,总结出该新型馈源的几个特点。

基于LabVIEW的星用铷频标多通道时差数据自动采集系统

针对同时测量多台星用铷频标长期频率特性时测量周期长、数据量大等问题,设计了一种基于LabVIEW平台的多通道时差数据自动采集系统,用LabSQL数据库访问技术实现数据的实时存储、分析与处理。实验结果表明:该系统自动化程度高、稳定可靠,实现了同时对16台星用铷频标进行长期频率特性的测量,提高了工作效率。