相位非线性畸变对GPS伪距测量的影响

基于直接序列扩频体制的伪距测量在卫星导航、雷达、航天测控、深空探测等领域获得了广泛应用.射频链路、电缆多径等引入的相位非线性畸变会对扩频信号的传输时延产生影响,进而影响延迟锁定环(DLL)的伪距测量结果.传统群时延的定义难以描述一定带宽内的相位畸变,也难以与扩频信号时延建立对应关系.在对相频曲线进行Taylor展开的基础上给出了群时延的新定义,利用零阶群时延、线性群时延和抛物线群时延等来描述相位畸变,并定量研究各阶群时延对DLL伪距测量的影响.所得结论表明抛物线(二阶)群时延对伪距测量的影响最大.     

射频发射模块非线性效应的消除方法

射频模块存在相位特性的非线性效应,群延迟随频率的变化不再是一个常数,并可能造成输出射频信号的波形失真,而影响精密射频信号源的输出精度。基于递归最小二乘算法的自适应滤波器,提出了消除其非线性效应的新方法。并以GPS模拟源为例,利用其自校模块,采用软件无线电和数字信号处理技术,精确估计出射频模块的模型参数。将基带合成信号通过一个数字逆滤波器,以消除相位的非线性和群延迟随频率的变化。利用自编的仿真程序包,在Matlab中进行了相应的模拟计算。仿真结果表明,该方法可有效地消除相位非线性效应对射频信号的影响,输出信号的波形失真在理论上可控制在0.01%以内。     

星上高功率放大器对导航信号载波跟踪性能的影响分析

由于滤波器带宽的限制和高功率放大器(HPA)的非线性效应,使恒包络导航信号产生失真,这将引起导航信号载波跟踪时锁相环(PLL)跟踪性能的恶化。针对这个问题,建立了星上高功率放大器非线性失真的一般模型,并推导了HPA的非线性效应引起PLL跟踪抖动的表达式,然后仿真分析了不同信号体制、不同滤波器带宽和不同功率放大器模型下的PLL跟踪抖动性能。     

长途电话网中数传信道的模拟特性测量

本文介绍了公用电话网中,用于数传的信道模拟特性各参数(包括衰减频率失真、群时延失真、随机噪声、脉冲噪声、瞬断、幅度突变、相位突变、谐波失真、相位抖动、频率偏差和电平波动)的产生原因和对数传的影响,及其测量原理和国际标准。并例举了北京某机务站至某地机务站(来回长度约2800km)的租用话路(共四个四线音频转接段)的环路测试结果。     

数字式鉴相器的相位失真分析

数字式鉴相器的相位失真是导致产生寄生信号和额外相位噪声并使锁相环路不稳定的主要因素之一。锁相环路是通讯设备、测试仪器和雷达中的一个关键部件,因此,减少鉴相器相位失真,对于系统设计是很重要的。利用差分电路,可以有效地减小鉴相器相位失真的影响。     

群时延傅里叶分解模型及其估计方法

建立了基于三角函数级数的群时延模型,并理论证明了仅采用有限阶数的三角函数群时延即可表征任意群时延对信号相关峰的影响。在此基础上,通过测量信号相关峰,并与不同三角函数群时延组合下的相关峰进行匹配搜索即可估计群时延的三角函数分解级数,从而估计得到相关峰影响等效的群时延特性。仿真中,采用该方法估计得到的群时延特性对滤波器进行修正后,信号相关峰与经过滤波器之前的信号相关峰高度吻合,时延估计偏差在0.1 ns之内。     

基于空间采样法的齿轮调相振动信号解调

在对机械设备的齿轮部件进行振动监测时,由于载荷以及转速波动等因素的影响,会引起振动信号的相位调制,使得频谱严重失真.通过对调相现象的理论分析和数值仿真计算,提出了基于空间采样的齿轮振动调相信号的解调方法,结果表明,该方法可以获得有价值的振动信号,从而进行有效的齿轮故障诊断.     

OFDM系统中高功率放大器预失真技术研究

针对正交频分复用(OFDM)系统中高功率放大器(HPA)固有的非线性特性导致频谱再生和邻道干扰等问题,介绍了一种高功率放大器的自适应预失真技术,该技术采用查表法对信号进行预失真。本文用M AT-LAB仿真研究分析了基于查表法自适应基带预失真算法的有效性。仿真实验表明:该预失真算法可以有效地降低放大器所带来的OFDM信号频谱再生等非线性失真,提高了系统的性能。     

基于干涉仪的扩频雷达多通道时分复用技术

在基于多基线相位干涉仪的扩频测向雷达系统中,多通道间的增益与相位差异以及不同环境下群时延变化特性差异一直是测量误差的主要来源。多通道时分复用技术通过最大限度共用接收通道降低通道差异导致的测量误差;同时,合理分配各通道时隙,采用多时隙信号相干积累的办法兼顾动态跟踪能力和测量精度。相比传统的多通道接收系统,该方法提高了测量精度,降低了硬件复杂度与系统成本,体积与功耗均进一步降低。     

基于瞬时相位差分特性的数据传输系统丢点检测方法

针对数据传输系统丢点问题,依据连续正弦信号瞬时相位差分特性,探讨了一种自动检测数据传输系统丢点方法。首先在数据传输系统采集前端加入正弦信号;然后将解包好的数据通过希尔伯特变换求取数据瞬时相位,并从前向后进行相位补偿,使数据瞬时相位呈连续递增形式;最后通过相位差分法求得瞬时相位前向差分。由理论分析可知:连续正弦信号未丢点时,当前位置数据相比前一位置数据相位差为2πfc/fs(fc为正弦信号频率,fs为数据传输系统采样率);连续正弦信号丢点时,当前位置数据相比前一位置数据相位差为2πfc(n+1)/fs(n为传输数据丢失点数)。由此特性,可实现对数据传输系统是否丢点实现自动检测。理论分析和实验结果表明,探讨的数据传输系统丢点检测方法可实现对数据传输系统是否丢点实现自动检测,便于工程应用。     

限制雷达PRI测量精度因素分析及仿真验证

雷达对抗侦察接收机作为一种带宽有限系统,其对脉冲雷达信号存在传输失真.详细分析了脉冲前沿的失真情况,并且讨论了当脉冲幅度发生抖动以及信号被噪声污染的情况下,失真对雷达PRI测量精度带来的影响.针对3种情况进行了计算机仿真实验,验证了理论分析的正确性.最后提出了进行高精度雷达PRI测量需要克服的几个难题.     

基于NFxPEM算法的调制气流声源的非线性补偿

针对调制气流声源存在较强的谐波畸变,将声源系统等效为Hammerstein非线性模型,利用该模型下的预失真技术对声源进行非线性补偿研究。根据辨识的Hammerstein模型中静态非线性部分带有直流分量的特点,给出了考虑直流分量补偿的预失真算法,并用数值仿真验证了算法的准确性和直流分量补偿的必要性。在非线性补偿实验中,根据单频信号辨识得到Hammerstein模型参数,采用NFxPEM算法求得对应的预失真Wiener模型参数和预失真波形。实验结果表明, 与直接发射相比,补偿发射后声波的功率谱中谐波能量有所下降,而基频能量有小幅度的上升,说明了研究思路的正确性。     

基于NFxPEM算法的调制气流声源的非线性补偿研究

针对调制气流声源存在较强的谐波畸变,将声源系统等效为Hammerstein非线性模型,利用该模型下的预失真技术对声源进行非线性补偿研究。根据辨识的Hammerstein模型中静态非线性部分带有直流分量的特点,给出了考虑直流分量补偿的预失真算法,并用数值仿真验证了算法的准确性和直流分量补偿的必要性。在非线性补偿实验中,根据单频信号辨识得到Hammerstein模型参数,采用NFxPEM算法求得对应的预失真Wiener模型参数和预失真波形。实验结果表明,与直接发射相比,补偿发射后声波的功率谱中谐波能量有所下降,而基频能量有小幅度的上升,说明了研究思路的正确性。     

群时延波动对DS-chirp信号匹配接收性能影响的分析研究

本文根据笔者在研制《微波ＰＭＰ抗干扰扩频单元》中发现的收发信道系统群时延波动对ＤＳ－ｃｈｉｒｐ信号匹配接收性能产生的不良影响,对之进行了较为详尽的理论分析,并通过硬件实验和计算机模拟,找出也群时延波动地ｃｈｉｒｐ信号匹配的接收影响的机理及解决途径,为进一步将ｃｈｉｒｐ信号用于扩频通信提供了有益的借鉴和参考。     

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。     

电源纹波对相参雷达改善因子的影响

分析了电源纹波对行波管(TWT)级联发射机放大链引起非线性失真的原因,通过对非线性失真公式进行变换,导出了发射电源纹波与相参雷达MTI改善因子的关系式,给出了衡量电源纹波的参数,为雷达系统设计选择TWT和确定电源纹波参数指标提供了定量理论依据     

基于记忆非线性多项式的星地一体预失真算法

传统的基于间接学习结构的预失真技术通常仅考虑对单个地面功放或卫星功放进行补偿,线性化性能有限;文中联合地面功放与卫星功放的非线性失真和卫星信道的实际传输特性,提出了一种适合透明卫星功放的星地一体间接学习预失真算法。该算法利用记忆深度为5、非线性阶数为9的奇偶项多项式作为预失真器,同时采用最小均方(LMS)与递归最小二乘(RLS)联合的算法自适应更新预失真器的系数,以兼顾运算量和收敛速度。仿真结果表明,经过星地一体预失真后,卫星高功放输出端APSK星座图误差矢量幅度改善值达到91.52%,带外功率谱抑制平均提升了11.41dB,系统线性化性能非常理想。     

集成平台空域辅助阵列共址干扰抑制技术

针对同时存在恶意干扰与非法窃听的通信环境,提出一种协作干扰(cooperative jamming, CJ)掩护的保密通信架构,收发信机之间采用跳频技术躲避恶意干扰,并采用协作干扰技术阻塞非法窃听。但该架构的通信带宽较大,会在收发频率振荡器中引起显著的同相和正交(in-phase and quadrature, IQ)通道失衡。鉴于此,对收发IQ通道失衡引起的信号失真进行数学建模,给出接收机处信干噪比的数学表达式,并给出干扰抑制比的闭合表达式。仿真结果表明,收发IQ通道失衡引起的信号失真的功率远大于热噪声功率。随着收发IQ通道失衡加剧,所提架构的信干噪比和干扰抑制比性能均会急剧下降,当幅度和相位失衡分别达到0.95和π/50时,信干噪比和干扰抑制比均损失了47 dB。     

保密通信中同相和正交通道失衡对干扰抑制性能的影响

针对同时存在恶意干扰与非法窃听的通信环境,提出一种协作干扰(cooperative jamming, CJ)掩护的保密通信架构,收发信机之间采用跳频技术躲避恶意干扰,并采用协作干扰技术阻塞非法窃听。但该架构的通信带宽较大,会在收发频率振荡器中引起显著的同相和正交(in-phase and quadrature, IQ)通道失衡。鉴于此,对收发IQ通道失衡引起的信号失真进行数学建模,给出接收机处信干噪比的数学表达式,并给出干扰抑制比的闭合表达式。仿真结果表明,收发IQ通道失衡引起的信号失真的功率远大于热噪声功率。随着收发IQ通道失衡加剧,所提架构的信干噪比和干扰抑制比性能均会急剧下降,当幅度和相位失衡分别达到0.95和π/50时,信干噪比和干扰抑制比均损失了47 dB。     

DDS输出信号频谱结构的系统分析

首先介绍了直接数字合成(DDS)技术的基本原理和理想情况下DDS的输出信号频谱结构,然后分析了工程实际中DDS的误差信号来源,从信号与系统理论的角度解释了相位截断和幅度量化引起的DDS输出信号频谱的杂散,并在最后对D/A的非理想特性和参考时钟相位噪声的影响作了简要的说明。