TDS-OFDM雷达通信共享信号波形设计

在使用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)信号的雷达通信一体化系统中,循环前缀(Cyclic Prefix, CP)和导频的存在,使得共享信号在自相关运算中出现较高的副瓣电平,严重影响雷达检测性能。针对这个问题,提出一种新的基于时域同步OFDM(Time Domain Synchronization OFDM, TDS-OFDM)的共享信号形式,该信号利用训练序列填充保护间隔,同时完成同步与信道估计,从而避免了CP副瓣和导频副瓣的出现。首先分析TDS-OFDM共享信号的模糊函数,然后通过训练序列的优化设计,有效降低TDS-OFDM信号的距离峰值副瓣,同时保持训练序列自身良好的自相关性能。理论分析与仿真表明,相对于CP-OFDM,TDS-OFDM共享信号更加适用于雷达通信一体化系统。     

单层反射模式蓝宝石腔体的9.7GHz频率基准

分析了多层圆柱形蓝宝石腔体谐振器为实现Bragg谐振模式需满足的尺寸条件。仿真并设计了单层腔体,利用teflon支撑件将蓝宝石固定在内部镀银的金属腔体内。其在9.7GHz频点实现了Bragg包含模式,Q值高于200 000。利用该谐振器作为带通滤波器构建了室温下的X波段振荡器。该振荡器还包括低噪放、滤波器和手动移相器。通过合理选择谐振器的插入损耗和调节移相器,该振荡器成功实现了稳定输出。测试结果表明,该振荡器具有低的相位噪声但易受环境温度影响。由于采用了极高Q值的蓝宝石谐振器,该振荡器可能成为目前最低相噪的X波段室温频率基准。     

基于线性频率调制与解调的片上直流电压信号放大器

片内直流电压信号摆幅较小,且受到CMOS工艺中被动器件一致性较差、易被高频交流信号干扰等因素的影响,采用典型的比例放大电路难以放大这类信号.为此提出了一种基于“载频”的“电压→频率→电压”放大方法,使用载波信号作为片上长距离传输的信号,将易受到干扰的直流信号局部化,利用前馈补偿技术构建了具有高度线性转换关系的“电压→频率”调制电路,采用具有较高线性度的频率解调电路实现后级电压信号的解调,有效地放大片内直流电压信号.电路仿真结果表明,所提出的放大器电路能有效地放大片上电压信号,直流电压增益为2.4.     

星载寄生式SAR系统频率同步分析

针对星载寄生式SAR系统对地观测应用背景,详细分析了频率同步误差对双站SAR成像的影响,以法国提出的“干涉车轮”构形为例,对同步误差进行了仿真。提出了一种新的频率同步方法,该方法通过接收主星的直达波信号并进行相关处理,从而得到频率同步误差。计算机仿真结果表明该同步方法的准确性和有效性。     

基于优化初始聚类中心K-Means算法的跳频信号分选

提出了一种优化初始聚类中心的方法.方法通过搜索参数统计直方图峰值预估类数目,并根据峰值位置确定聚类中心大概位置.由于优化的初始类心与实际类心相隔不远,聚类迭代次数大为减少.与传统的优化聚类中心方法相比,本方法计算量更少.最后将改进K-Means聚类算法应用于跳频信号分选,仿真结果表明,分选效果良好.     

微弱正弦信号在有噪声的FN神经元模型中的传输特性研究

长期以来弄清神经系统中的信号是如何传输的一直是广大研究人员努力的目标.针对一种被普遍研究的神经元简化模型--FitzHugh-nagumo(FN)模型,采用二阶随机龙格-库塔算法分析了该模型对加性噪声和微弱正弦信号的响应特性.时域和频域的统计参数表明适当强度的噪声有利于信号的传输,存在随机共振现象,即与噪声强度关联的输出信噪比曲线为倒钟形;另外值得关注的是,与正弦信号频率关联的输出信噪比曲线也为倒钟形,分析可见正弦信号的无量纲频率在区间0.2～0.8时模型的输出信噪比最大,表明该神经元模型有频率敏感性,即更易于检测到该范围内的弱信号.上述结果与生物学的发现是一致的,将有助于进一步揭示周期信号在神经元中的传输方法,建立更加准确的神经元数学模型.     

一种自适应的ISAR图像时－频分析方法

提出一种自适应的逆合成孔径雷达 (ISAR)图像的时频分析方法 ,它将时频信号分解算法—自适应高斯基表示 (AGR)方法与ISAR图像处理相结合。得益于高斯基函数方差的自适应调整 ,可自动地将图像中的理想点散射中心与非点散射结构区分开来。分别对ISAR图像的径向与横向距离轴进行上述变换 ,可解构出非点散射中心随角度或随频率变化的特性。应用该方法对仿真数据及飞机目标实测数据所成的ISAR图像进行时 -频分析 ,结果表明该方法正确可行 ,且物理意义明确     

基于0.18um CMOS 工艺的GPS/北斗双模可重构接收机射频前端

设计了一种GPS/北斗双模可重构接收机射频前端,支持GPS L1和北斗B1两种工作模式,较单模接收机在可用性、连续性和完好性等方面具有优势。此射频前端采用低中频架构,混频器、中频滤波器等关键模块可重构,硬件复用的同时减少了芯片面积、降低了系统功耗。测试结果表明,在1.8V电源电压下,电压增益为103dB,功耗37.8mW,GPS L1和北斗B1波段噪声系数均小于3.2dB,芯片面积为2.263×2.098mm₂。     

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。     

并联放电等离子体合成射流激励器工作特性

等离子体合成射流激励器凭借射流速度高、工作频带宽、响应迅速等优势在高速流场主动流动控制领域具有良好的应用前景。为了克服单个激励器控制能力弱、控制范围窄的缺点,开展了并联放电等离子体合成射流激励器的研究,搭建了最多支持三路并联放电的微秒脉冲电源。测试结果表明,电源在空载及负载条件下可以实现1000 Hz稳定放电。随着放电电容的增大,放电电能的提高,等离子体电弧的温度升高,激励器腔体内气体被加热得更剧烈,产生的射流速度增大。随着工作频率的提高,激励器的击穿电压降低,放电电能减小,射流速度减小。通过对触发信号的调制,可以实现每个激励器的独立控制,使得并联式激励器具有更强的流动控制灵活性。试验结果显示,激励器工作相位与触发相位具有较好的对应关系。