基于模糊函数的LFM UWB雷达信号滑动平均波达方向估计

针对线性调频类超宽带雷达信号的线性时频特性,提出了基于2阶统计量——信号模糊函数的线性调频类超宽带雷达信号波达方向估计算法,通过分析仿真证明该方法优于传统方法。根据分析指出循环平稳算法与模糊函数算法之间的关系,介绍了循环平稳算法对基于窄脉冲形式的无载波超宽带雷达信号DOA估计的有效性。系统完整地论述了超宽带雷达信号DOA估计算法。     

超宽带正交解调接收机信号采集系统设计

根据超宽带信号处理及实现目标识别的需要,设计并实现了一套超宽带脉冲体制正交解调接收机信号采集系统。介绍了系统的硬件和软件设计,提出了I/Q正交解调及脉冲体制超宽带信号幅相误差校正方案,并构建了适于超宽带信号频谱分析的双谱分析模块。实际应用表明,该系统达到了实时高速稳定数据采集的要求。     

超宽带合成孔径雷达方程研究

超宽带雷达的相对带宽极大 ,波长变化范围大 ,带内系统特性也会随波长发生变化 ,常规雷达方程已不再适于超宽带雷达。从超宽带雷达天线、UHF/VHF波段接收机噪声温度以及最小可检测的信噪比三个方面研究了超宽带合成孔径雷达方程。修正了超宽带合成孔径雷达方程 ,消除了雷达方程中波长因子的影响 ,为超宽带合成孔径雷达的系统设计奠定了基础。     

基于压缩感知和递归最小二乘的IR-UWB信道估计算法

为了减轻脉冲无线超宽带(impulse radio ultra-wide band, IR-UWB)接收机高采样频率的负担,提出了基于压缩感知和递归最小二乘的低采样率信道估计算法。该算法先令接收到的训练符号通过随机滤波器,并对其欠采样,对采样到的信号进行递归最小二乘计算,最后利用压缩感知重构算法得到信道参数的估计值。提出的算法能够在低采样率的情况下对IR-UWB信道参数进行有效估计。该算法一方面降低了接收机对于模数转换器的要求;另一方面,低采样率产生较小的数据量,从而降低了估计算法的计算量。     

无载频超宽带雷达的梳状谱干扰技术

针对传统干扰技术难以对超宽带雷达实现有效的干扰,提出了梳状谱干扰新技术。该技术在雷达信号带宽内将干扰信号集中在随机的某些频率点附近,在不改变干扰信号总能量的前提下提高了超宽带雷达信号带宽范围内部分区域的干扰信号强度,破坏雷达回波信号的相干性。以无载频超宽带雷达为研究对象,分析了该干扰新技术的机理。通过仿真实验,将该方法与噪声干扰进行比较,证明了该技术的有效性。     

基于正交M元脉位调制的DIRMA接收机性能

本文分析了基于正交M元脉位调制的数字冲击无线电多址接收机性能。该接收机由M个相关器和一个判决器组成。推导了接收机在加性高斯白噪声信道下的输出信噪比公式。讨论了脉冲宽度、用户数、数据率对系统信噪比和误比特率的影响。采用超宽带冲击脉冲作为信号载体,分析了给定数据传输速率和误比特率情况下的接收机的多址性能。仿真表明:在多用户环境中,该接收机能在较低误比特率情况下提供较高数据率通信。     

超宽带信号的一种带通采样与重建方法

针对超宽带无线通信中需要设计采样速率高达数十GHz高速模/数转换器的问题,提出了一种带通采样和总体最小二乘重建算法。该算法所要求的采样速率与信号新息率相当,远远低于传统香农采样理论所要求的奈奎斯特率。分析和仿真结果证明,所提出的采样和重建算法,能够准确地恢复原始超宽带信号,并具有良好的抗噪声性能。     

基于IEEE 802.15.4a信道的超宽带脉冲信号仿真研究

针对超宽带通信技术在远距离、低速率、精确定位方面的应用,对超宽带脉冲信号波形设计和特性进行了研究。采用了优化组合的方法进行了超宽带脉冲信号设计并对其性能进行了研究。通过仿真计算,分析了超宽带脉冲信号在IEEE 802.15.4a信道中的传播特性,得出了信道对脉冲信号影响的相关结论。结果表明,采用优化组合方法设计的超宽带脉冲信号能满足FCC辐射掩蔽标准要求,IEEE802.15.4a信道模型能较好的反映信号传播的基本规律,多路径信道对超宽带信号功率谱影响不大,超宽脉冲带信号具有抗多径干扰能力强的特点,适合低速率无线个域网、精确定位等领域的应用。     

格雷互补码雷达实现地下管线的高信杂比探测

为了解决传统脉冲体制超宽带(ultra wideband, UWB)探地雷达难以同时兼顾分辨率和探测深度的问题,构建了基于高速格雷互补码的探地雷达系统。该系统使用一对高速互补格雷码作为探测信号,通过叠加其相关运算结果,可以完全消除旁瓣,且使其峰值增大为原来的2倍。将此信号应用于地下管线探测,仿真和实验结果显示,基于高速格雷互补码的UWB探地雷达能有效探测地下金属和非金属管线。进一步,将探测结果与基于混沌脉冲位置调制信号的管线探测结果相比,在同等条件下,前者能显著提高系统的信杂比(signal-to-clutter ratio, SCR),进而可在满足高分辨率的前提下显著提高探测深度,从而证明了所提出方法的可行性与优越性。     

基于CMOS的超宽带信号产生电路设计与仿真

目前超宽带信号的产生主要使用模拟电路,设计完成之后波形参数便无法调节.现有使用数字电路产生超宽带信号的方法虽然可以调整某些参数,但是产生的波形较为单一.提出一种基于数字CMOS工艺的超宽带信号产生电路,使用DLL(延时锁环)的各级延时信号提供精确的控制时序,使用电流源阵列产生需要的充放电电流,通过对电容充放电的精确控制,产生随控制数据动态变化的超宽带信号.在0.18 um CMOS工艺下对电路进行了仿真,分析了波形的误差及其原因.     

UWB信道下的TH-PPM多径多址解调性能分析

分析了超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统在信道同时存在多径、多址干扰,及加性白噪声条件下的相干解调性能,给出了TH-PPM调制在高斯近似下的相干解调BER(biterrorrate)解析公式,分析了采用S-Rake接收下的BER性能,给出了解析表达式。为验证解析式的有效性,对比了系统仿真与解析数值计算的结果。并通过IEEE多径信道模型CM1~CM4、Rake插指数、不同的多址用户数等方面,详细分析和计算了TH-PPM的BER性能,给出了性能曲线。获得的结果为UWB室内高速多址通信系统的设计提供了依据。     

非均匀乳房组织中的超宽带微波探测系统仿真

介绍了一种基于半球模型的早期乳腺癌超宽带微波成像检测方案。收发分离的天线阵方案降低了超宽带成像对天线设计的苛刻要求。仿真考虑了乳房内部组织的不均匀给成像质量带来的影响,采用多视发射天线方案可缓解这一问题。由共焦成像算法给出的4毫米直径肿瘤的成像结果表明该方案对较复杂乳房模型的早期乳腺癌检测是可行的。     

Study on the Generation of Ultra-Wideband (UWB) High Power Microwave

The experimental study of ultra-wideband (UWB) technology, its generation and on-line measurement are presented. An experimental repetitive UWB system is designed, manufactured, and tested. High-pressure spark gap switch and its components, as well as oil spark gap switch are studied experimentally on the system. Experimental results indicate that the system operates at a 200 pps repetitive rate with a stable performance. 100 MW peak power UWB pulses are obtained on the system. Fast-time response capacitive divider is designed and fabricated, allowing for an accurate measurement of the high power UWB signal. The main issues related to the design of the switch and the UWB signal online measurement are discussed.     

PN code acquisition algorithm in DS-UWB system based on threshold comparison criterion

The direct sequence ultra-wideband (DS-UWB) is a promising technology for short-range wireless communications. The UWB signal is a stream of very low power density and ultra-short pulses, and the great potential of DS-UWB depends critically on the success of timing acquisition. A rapid acquisition algorithm for reducing the acquisition time of the coarse pseudo-noise (PN) sequences is proposed. The algorithm utilizes the auxiliary sequence and biscarch strategy based on the threshold comparison criterion. Both theoretical analysis and simulation tests show that with the proposed search strategy and simple operations over the symbol duration at the receiver, the proposed algorithm can considerably reduce the acquisition time even as it maintains the PN sequence acquisition probability in the DS-UWB system over the dense multipath environment.     

超宽带TH-PPM 调制技术抗干扰性能研究

针对超宽带TH-PPM调制技术在多个频带干扰条件下的抗干扰性能进行了分析研究。基于超宽带TH-PPM调制所使用脉冲波形的不同,推导得出了在多个频带干扰条件下,超宽带TH-PPM调制技术的抗干扰能力指标的通用数学表达式。该结果对单频带干扰也同样适用。此外,在多个频带干扰条件下,对超宽带TH-PPM调制技术、直接序列扩频调制技术和跳频调制技术的抗干扰性能进行了比较分析研究,并分别对其进行了数值仿真。仿真结果表明,在多数情况下,超宽带TH-PPM调制技术抑制多个频带干扰的能力,明显优于直接序列扩频调制技术和跳频调制技术。     

On UWB system performance under impulsive noise environment

In this paper, the performance of UWB (ultrawide bandwidth) radio systems under impulsive noise environment (INE) is investigated. At first, the Middleton's class a model is used as a model of impulsive noise (IN), we investigate the statistical characteristics of in-phase and quadrature components of IN, and it is proved that unlike Gaussian noise (GN), they are dependent especially to IN with small impulsive indices, Then, making use of this dependence between in-phase and quadrature components, an ovel UWB radio receiver designed for IN is proposed. The exact expression for the average BER (bit error rate) of this receiver, which is a function of SNR (signal to noise power ratio) and threshold value, is derived. Thirdly, we'll discuss the optimum threshold value. We'll also estimate the performance of UWB radio systems with the proposed receiver designed for IN and with the conventional receiver designed for GN in INE. Numerical results show that the performance achieved by the proposed UWB radio receiver is much etter than that of the conventional UWB radio receiver. Meanwhile, it is shown that both impulsive index and threshold value have much effect on the performance of UWB radio system s under the condition of INE     

UWB多目标异步定位及算法

基于到达时间法(TOA)和超宽带信息帧往返传输(RTT)原理,提出一种新的UWB多目标异步定位及其算法.系统节点均具有收发功能,在测量某个节点时,往返传输(RTT)的UWB帧只需使用一次,也不需要保证接收节点时钟严格同步的光纤连接等系统条件的限制.与同步方法相比较,本方法和算法具有低复杂性、一般性和实用性.仿真结果也表明其定位精度完全可以与同步TOA法或TDOA法相媲美.     

DS-BPSK超宽带通信系统的误码率分析

分析了采用直接序列扩频-二进制移相键控(DS-BPSK)方案的超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统的原理及实现方案。在此基础上推导出DS-BPSK UWB通信系统误码率的理论计算公式,并利用Matlab对系统性能进行了仿真。仿真结果显示,该理论公式较好地反映影响DS-BPSK超宽带通信系统信道容量的各种因素,分析结果与实际情况基本吻合。     

基于SPGA算法的低频超宽带 SAR运动补偿方法

对已经初步聚焦的低频超宽带(ultra wideband, UWB)合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像进行基于图像域的相位误差补偿,可进一步提高图像聚焦质量。依据UWB SAR运动误差模型,提出了基于条带式相位梯度自聚焦（strip phase gradient autofocus, SPGA）算法的相位误差补偿方法。该方法有效地补偿大合成孔径、宽测绘带低频UWB SAR图像中的二维空变相位误差。仿真和实测数据处理结果验证了所提方法的有效性。