基于混合时钟三阶DDS的信号多普勒模拟方法

在高动态卫星导航信号模拟器中,信号多普勒频移模拟是一项关键技术。结合现场可编程门阵列的特点,建立了分析混合时钟三阶直接数字频率综合(DDS)输出相位的仿真模型,推导了其输出相位表达式,给出了各阶DDS初始累加控制字的计算方法,并指出等时钟三阶DDS仿真模型仅为混合时钟仿真模型的特例。在分析了混合时钟速率对信号相位模拟造成的误差后,讨论了各阶DDS的字长设计方法,并与等时钟三阶DDS进行比较,说明了采用混合时钟三阶DDS可以降低实现资源消耗和功耗。仿真分析表明,所提方法可以实现对信号多普勒特性的高精度模拟。     

一种宽带信号产生的DDS PLL Hybrid新型结构及实现

DDS+PLL Hybrid结构兼顾DDS和PLL的优势,但也兼具DDS和PLL的缺点:宽带信号性能较差;零相位误差跟踪的实现难度大;环路稳定性差;较长的捕获时间;调频斜率受限等。提出了在传统的DDS+PLL Hybrid结构中增加频率扫描电路的方法,能够有效降低环路设计难度,提高了捕获速度。扫频电路使大带宽、短脉冲的调频信号的产生成为可能。同时提出了预失真相位补偿的方法,极大地提升了信号的脉压性能。设计了实验电路,对所提出的电路结构和相位补偿方法进行了验证。试验结果表明,在环路带宽为1MHz和2MHz时,环路的捕获时间分别减小为2.175μs和1.032μs;相位误差小于4°;信号的脉压性能接近理想,主瓣宽度与理想值相同,PLSR优于-38dB,ISLR优于-9.5dB。     

一种相位编码信号参数盲估计方法

针对电子侦察中相位编码信号参数盲估计问题,提出一种新的相位编码信号载频和码元宽度盲估计方法。该方法首先将信号划分为等长度区间,并计算每个区间内信号的频谱,然后根据包含相位跳变区间频谱与不含相位跳变区间频谱的特征差异,以各区间内信号频谱峰值序列的方差最小为准则,不断改变区间划分长度完成码元宽度和载频估计。仿真结果表明,本算法在没有任何先验知识的情况下,可以对相位编码信号参数进行精确估计。     

数字阵列雷达宽带快速跳频源设计

介绍了一种基于直接数字合成技术(DDS)与直接频率合成(DS)相结合的数字阵列雷达T/R组件设计,其主要核心思想就是运用DDS技术中的相位控制功能代替传统高频移相器,并且运用其幅度控制功能代替传统的数控衰减器,从而实现阵列雷达发射信号的数字波束形成;并且设计出高稳定度的800 MHz高频源作为输入参考,利用DDS技术实现宽带下快速跳频;输出端采用DS方法,保证得到所需频带低相噪特性。     

一种抑制相位截断误差引起的杂散分量的方法

文中介绍了一种抑制直接数字频率合成（ＤＤＳ）时由相位截断误差引起的杂散分量的方法——相位抖动法。这种方法通过给相位累加器加入抖动，来打乱相位截断误差序列的周期性，将其变为随机序列，这样就把原来由于误差序列周期性引起的有规律的杂散分量变为幅度较低的随机相位噪声，从而降低了输出的杂散信号电平与有用信号的电平之比，达到改善输出频谱特性的目的。本文对该方法做了深入的分析，给出了分析结果，最后用仿真手段验证理论分析结果。     

基于DDS+PLL的跳频宽带信号源设计

首先比较了数字直接合成技术和锁相环技术各自的优缺点,介绍了ADI公司的数字锁相环芯片ADF4360-7芯片的内部配置和PLL双模前置分频的设计.提出了一种使用DDS输出的低频段线性调频信号作为PLL信号激励源的设计方案,用来产生某型跳频信号源1 010～1 220 MHz高频段内的线性调频信号.使用FPGA的线性时序法实现了端口并串转换的控制.从实验结果分析,频段内2个典型频率点的输出频谱稳定性较高,且满足远端杂散的要求.     

高动态GNSS信号多普勒模拟任意阶DDS合成器设计*

为高精度模拟高动态条件下GNSS信号的多普勒特性，本文提出一种任意阶DDS信号合成器的设计方法。设计了任意阶DDS信号合成器的结构；通过理论分析，推导了各级累加器相位初值的计算公式；给出了字长选择方法；经仿真与验证，该方法能精确模拟GNSS信号的多普勒特性。此外，本文提出的DDS设计方法不受阶数的限制，可普遍应用于各类信号模拟器的设计。     

软件化雷达的多路超高速ADC数字谱分析

用于软件雷达硬件平台的并行多路等效时间超高速ADC系统中,客观地存在着诸多不可避免的工作非均匀性,如:时基抖动、通道直流偏置不均衡及通道增益不一致等等,而造成取样输出信号的频谱发生畸变,影响雷达系统性能.综合讨论了由于采样非均匀和通道偏置及增益不一致对取样信号数字谱的影响,在矩形抽样和理想抽样情况下,建立了该信号数字频谱的完整数学模型,并以理想抽样的正弦信号为例进行详细分析,得到了采样系统输出信噪比的计算公式,为系统的后续补偿校正,及对软件雷达系统指标的确定与分配提供了参考和依据.     

基于DDS的雷达中频信号模拟器设计

信号模拟器在雷达、通信等有电子领域均有广泛应用。直接数字合成技术(DDS)能够有效的解决模拟频率合成电路中对频率、相位等信号特征控制复杂和误差较大的问题。本文介绍了一种基于DDS技术的雷达中频信号模拟器设计实现方法，以ARM嵌入式软核处理器控制DDS芯片，配合后端电路中滤波、放大、程控衰减等信号整形手段，最终产生满足要求的连续波/脉冲的单频信号、线性调频信号和频率快速捷变信号等多种雷达中频信号。通过实际电路测试给出结果，达到预期设计目标。     

改进的导弹半实物仿真跟踪微分器设计

为了抑制三轴转台输出信号存在相位延迟和噪声对导弹半实物仿真系统性能的影响,研究并设计了一种改进的跟踪微分器进行相位补偿和滤波。基于传统跟踪微分器的工作原理,设计三轴转台输出信号跟踪的基本结构,分析其在输入信号存在噪声时,由于经过传统的跟踪微分器获取微分信号使得噪声强度放大,致使跟踪信号存在振荡的现象。在此基础上,提出一种将微分跟踪器产生的微分信号再串联一个跟踪微分器的相位超前补偿器设计方法,以滤除由于输入信号噪声引起的信号污染,进而消除输出信号的振荡问题。以某导弹半实物仿真系统三轴转台输出信号存在相位延迟和噪声的现象为算例,通过与超前校正方法对比研究,进行了系统仿真验证。仿真结果表明,改进相位超前补偿器能有效地提取姿态角速度信号,具有良好的滤波和相位超前补偿性能,进而证明了其在导弹半实物仿真试验应用的正确性和有效性。     

数字波束形成技术(DBF)在雷达中的应用

数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物,其广泛应用于阵列信号处理领域。由于电磁工作环境的恶化和大量射频干扰的存在,在极低的信干噪比(SINR)条件下进行目标检测和信息提取十分困难。对于阵列系统,往往采用自适应数字波束形成(ADBF)技术,来抑制强干扰和方向性干扰对有用信号的影响。介绍了数字波束形成器的基本原理及其DSP的实现结构。     

基于电磁涡旋的雷达目标成像

作为信息载体的电磁波除了传统的携带信息方式外,近年来其波前以电磁涡旋形式展现的信息调制能力也越来越受到关注。本文综述了电磁涡旋在信息调制等方面的研究进展,阐述了其在雷达信息获取方面的潜在应用价值。针对圆形相控阵列,建立了电磁涡旋波照射下理想点散射目标的回波模型。将各阵元的接收信号按照与发射时相同的模式移相后,沿圆周积分即可获得雷达阵列的输出回波。该回波可表示为经平方Bessel函数调幅后的傅里叶基函数的线性组合。结合Bessel函数的频谱特性,分析了轨道角动量态与方位角变量之间的近似对偶关系,利用逆投影和滤波-傅里叶变换方法进行了成像处理。仿真实验表明,电磁涡旋对雷达目标具有方位向成像的潜力。本文的研究可为新体制的雷达设计、目标识别技术的发展提供参考和借鉴。     

实用D/A变换器引起的信号抖动分析

本文针对模拟信号数字化处理后,其信号会出现抖动这一实际现象,进行了深入的理论分析和计算,指出产生抖动的主要原因是数字离散信号在Ｄ／Ａ变换器滤波后残留了部分高频分量。本文推导了残留高频分量引起幅度抖动和相位抖动的表达式,分析了影响幅、相抖动的主要因素,并提出了减小抖动的措施。本文得出的结论对数字化系统设计,具有实际指导意义。     

光纤激光水听器的PGC实时全数字解调系统

概述了基于麦克尔逊干涉仪的光纤激光水听器的相位载波零差法(PGC)调制解调原理,通过数学推导及仿真,分析了调制信号和混频信号的频差是导致全数字化解调结果错误的主要因素之一。针对该诱导因素提供了可行的解决方案,并实现了基于DSP的1 MHz采样频率下使用PGC方法的全数字实时解调系统。对低频水声波段800Hz水声信号进行解调,实验结果表明:解调信号波形良好。     

非晶丝GMI磁传感器信号的小波分析

当非晶丝巨磁阻抗效应( Giant Magneto-Impedance,GMI)磁探头输出数据的信噪比小于0时,常规的峰值检波方法难以检出真实信号.为此,提出了一种新的微弱信号检测方法,将非晶丝GMI磁探头的输出信号经放大、滤波和采样之后直接送入数字信号处理系统,利用小波变换方法提取微弱信号的特征,并利用相关分析法确定...     

基于STM32的导航设备模拟板设计

设计了一个基于STM32系列微控制器的导航设备模拟板,模拟了导航设备的各种功能。模拟板能够模拟雷达导航接口的如下信号：ARINC 429总线数据输出、数字-自整角机输出（模拟航向信号）、DA数据输出（模拟偏航距）、DO数据输出（模拟主警告和偏航距标志）。板卡采用USB总线接口与上位机通信。详细介绍了模拟板的系统结构,给出了硬件系统的详细设计,并详细讨论了模拟板的STM32微控制器固件程序设计、USB驱动程序设计。硬件调试和真实环境测试表明,设计的模拟板满足了导航设备模拟的需求,便于外场测试。     

复杂波形反数字储频干扰思考

阐述了数字射频存储器的基本结构,以及干扰的优点和局限性,从设计复杂波形进行反数字储频干扰研究,对阶段相位扰动LFM信号、串并联信号、脉内非线性调频脉间相位编码信号进行了分析。这3种复杂信号能够造成干扰信号和雷达信号失配,弱化干扰和回波的相干度,能够区分出干扰信号和回波信号,达到反干扰的效果,为反数字储频干扰的研究提供理论依据。     

基于DDS阵列的发射数字波束形成系统设计

设计了一种基于高性能DDS芯片AD9959的数字阵列雷达发射数字波束形成系统。该系统的核心器件为2片AD9959与1片FPGA芯片。系统以全数字方式产生8通道相参雷达信号,具有幅相控制灵活、易于扩展、模块化、体积小等特点。最后以实测图表的形式说明了系统的杂散抑制,相位噪声,灵活的幅相控制等性能。     

二相编码雷达前沿复制干扰的能量效率分析

针对提高干扰的能量利用效率提供一些理论和技术问题,介绍了前沿复制干扰的产生背景。对二相编码雷达、灵巧噪声干扰和前沿复制干扰的基本成分通过匹配滤波器后的输出信号脉冲峰值进行了分析。以在匹配滤波器输出端产生相同数量和相同幅度大小的脉冲为能量利用效率比较基准,给出了这两种干扰方式各自所需的干扰信号能量的计算公式,并进行了典型条件下,这两种干扰方式所需干扰信号能量的数值计算;在一般情况下,对这两种干扰方式的能量利用效率进行了比较。指出若前沿波形宽度为雷达发射信号宽度的1/n,则前沿复制干扰所需能量为灵巧噪声干扰所需能量的n倍,前沿复制干扰的能量利用效率仅为灵巧噪声干扰的能量利用效率的1/n。