0.34THz高速无线通信发射机芯片设计

基于0.13μm Si Ge Bi CMOS工艺,设计了一个应用于0.34 THz高速通信系统的4路集成相控阵发射机芯片。该芯片集成了21.25 GHz的锁相环(PLL)频率源、4倍频器、4路威尔金森(Wilkinson)功分网络,每一路相控阵通道包括85 GHz功率放大器、模拟移相器、20 Gbps二进制启闭键控(OOK)调制器、4倍频器以及2×2片载天线阵列。针对系统各个模块进行了测试和分析,并且对系统方向图进行了仿真。仿真结果表明,该相控阵系统能在E面实现±12°的角度扫描,3 d B波束宽度为11.9°,系统有效等向辐射功率(EIRP)为12 d Bm。该集成相控阵发射机芯片的面积为8 mm×4.3 mm。

获取目标最佳极化算法的FPGA实现

根据带门限的序列Jacobi方法,提出了一种实时获取目标最佳极化的FPGA实现方法。该方法精简了对待求矩阵最大非对角元素的搜索过程,并在FPGA中采用并行结构的运算模块设计,优化了有限状态机(FSM)的执行时序,从而避免了CORDIC算法繁琐的迭代过程,减少了程序运行时间。FPGA实现结果表明,该方法的执行速度比CORDIC算法至少提高了21%,具有较高的实时性。

面阵扫描型警戒系统目标探测方法

根据红外面阵探测器的成像特点,提出了一种面阵扫描型警戒系统,该系统的新颖之处在于面阵的旋转会带来目标探测有效像元数目的增加,并使得目标探测信噪比得到提高。描述了使用面阵探测器扫描型警戒系统的系统参数和工作过程,推导了该系统的点扩散模型,分析了目标的成像特点,重点描述和分析了针对本系统特点的目标探测算法,并介绍了其信号处理的硬件结构。实验结果表明,基于面阵探测器的红外搜索系统具有很高目标探测概率,并且能够在强杂波环境中检测弱目标。

红外面阵旋转搜索系统作用距离方程

红外面阵旋转搜索系统一直倍受争议,文中对此进行了讨论。研究了红外面阵旋转搜索系统存在的多像元探测相关性,对多像元相关性进行相关像素灰度积累可以有效提高目标探测信噪比,并最终提升探测作用距离。基于多像元相关性,文中推导了面阵旋转搜索系统考虑多像元相关性的点源探测作用距离方程,以及考虑数据关联等作用的有效作用距离方程。对面阵旋转的作用距离方程、有效作用距离方程进行了仿真,同时对面阵旋转与静止时的作用距离、面阵旋转搜索系统和线阵旋转搜索系统的性能进行了比较。最终通过仿真数据证明了面阵旋转搜索系统的实用价值。

基于磁阻传感器的旋转弹飞行姿态测量方法

在弹体旋转的情况下,角速度陀螺测试滚转角误差较大,飞行姿态测量精度低。文中提出一种基于磁阻传感器代替滚转角速率陀螺,测量滚转弹飞行姿态的方法。通过仿真,基于磁阻传感器测量的姿态角比用滚转角速度陀螺测量的姿态角的精度提高了至少10倍,验证了该方法的可行性,同时也证明了该方法具有较高的精度。由于磁阻传感器成本较低,该方法具有广泛的推广和应用价值。

注锁扫描被动毫米波成像系统设计

提出了一种注锁相控阵电扫描的设计方案。该方案通过注锁扫描振荡器阵列间的相位耦合实现波束扫描,文章介绍了注锁振荡器与其注入信号间的相位关系,给出了系统的设计方案,并详细讨论了主要部分的参数设计。

一种小型化发夹型双频交叉耦合滤波器的设计

结合交叉耦合滤波器综合技术及利用寄生通带实现双通带方法进行双频带通滤波器的设计。将阶梯阻抗谐振器(SIR)结构引入小型化发夹谐振器,利用寄生通带灵活设计双频带通滤波器;利用交叉耦合技术在滤波器阻带产生传输零点,以实现高性能的带外抑制特性;选取4阶2对称传输零点的拓扑结构来实现双频交叉耦合矩阵。研制出的四阶小型化发夹型双频带通滤波器中心频率为2.35 GHz和5.15 GHz,带外衰减基本在30 dB以上;体积小、性能好,具有很好的实用性。

毫米波注锁扫描辐射计系统设计

基于注锁振荡器阵列的波束控制理论,提出了一种注锁电扫描毫米波辐射计的系统设计方案,给出了天线阵列的设计参数,讨论了阵列的角度扫描限制。通过谐波提取的方法构建了3 mm波段的注锁振荡器阵列,降低了注锁阵列的实现难度。最后讨论了辐射计的系统参数。

一种合成宽带数字波束形成相控阵通道幅相误差的校准方法

在对相控阵雷达数字化单脉冲和差波束形成原理研究的基础上,给出了单脉冲比的提取模型。对通道幅相误差与角度估计精度的关系进行了分析,结果表明通道幅相误差将导致和波束主瓣畸变,增益降低,进而影响角度测量的精度;在利用合成宽带信号进行距离高分辨成像时,通道的幅相误差将会导致高分辨距离像的畸变。针对通道误差的校准提出了一种不需要注入参考信号的盲自适应校准方法,利用接收信号作为参考信号,采用改进的NLMS算法求取校准权值,在校准过程中进行通道延迟的补偿。仿真结果证明了该方法的有效性。

基于极化捷变编码技术的雷达抗欺骗干扰研究

为提高雷达系统对欺骗性干扰的抵抗能力,提出一种基于极化捷变编码技术和匹配思想的抗干扰方法。通过发射极化捷变信号,将回波的幅度和相位与目标的先验信息进行匹配,从而提高系统在干扰环境下对该目标的检测能力。MATLAB仿真表明:该方法可在低至0.4 dB的信干比下检出目标,具有较高的实用性和稳定性。

基于SS-CML的双频Wilkinson功分器研究

为了设计出结构紧凑且制作加工灵活方便的双频功分器结构,该文提出了一种基于短路短截线加载耦合微带线(Shorted stub loaded coupled microstrip lines,SS-CML)单元的新型双频Wilkinson功分器。在运用奇偶模分析法对SS-CML单元的等效相位及等效特性阻抗分析的基础上,推导出采用该单元设计双频Wilkinson功分器的解析公式,讨论了该功分器工作频率比的适用范围。最后设计加工并测试了一个工作于1.43 GHz和2.57 GHz的双频Wilkinson功分器,测试与仿真结果吻合良好。该功分器可适用于工作频率比较小的情况。

一种极化捷变雷达中欺骗性干扰的提取方法

为简化目标回波和干扰信号的分离过程以及求解干扰的Jones矢量,提出一种简便的提取雷达欺骗性干扰方法。通过发射一组相关的极化捷变信号,利用目标的变极化效应和干扰极化相对不变的特性,在对接收机输出信号的加减运算中将目标回波和干扰分离,从而提取干扰波形以及计算其Jones矢量。与现有干扰特征提取算法相比,该方法在单片实现时可节省芯片资源。仿真表明,当干噪比(INR)大于11.8 dB时,Jones矢量计算相对误差不超过10%.

一种新型的阻抗矩阵快速填充算法及其性能分析

阻抗矩阵的快速填充方法和快速求解方法是计算电磁学的研究重点。本文提出了一种新型的阻抗矩阵快速填充算法。该方法在几何分块的基础上,使用HRWG函数作为基函数和测试函数离散积分方程,得到该分块矩阵的稀疏化分解,并在此基础上实现矩量法的快速填充。数值举例表明该算法具有较高的精度和效率,能够用于电磁散射问题快速求解。

基于迭代梯度下降算法的DOA估计

波达方向(Direction-of-arrival,DOA)估计在探测、跟踪、电子对抗等领域有着广泛的应用,而现有的算法大多存在估计精度不足、算法复杂度大、算法计算量大的问题。本文在使用梯度下降算法来求解最小噪声特征值所对应的噪声特征向量的基础上,通过上周期测量的噪声特征向量作为当前周期递推的初始化向量,来减少每个周期测量的运算量,提高算法估计精度。Matlab仿真结果表明:基于迭代梯度下降算法的DOA估计有较高估计精度的同时能够减少运算量。

一种具有噪声抑制功能的红外图像锐化算法

锐化是图像增强巾一项关键性的技术,但如果图像中包含噪声,噪声也会囚为锐化而放大,最终导致信噪比的降低。探索了一种算法既可以对图像进行锐化滤波,又不降低图像的信噪比。采用模式识别的相关理论,基于隶属度和概率松弛技术对红外图像中由真实边缘和由各种噪声引起的亮度数值变化进行区分,对不同区域采用不同的锐化处理。该算法不同于传统图像锐化算法只基于局部对比度的缺点,在图像锐化过程中考虑图像边缘和噪声的空间分布的差异,改善了传统边缘增强算法对噪声放大的缺点。实验数据表明,该锐化方法未引起信噪比的降低,具有良好的前景和实用价值。