一种高效的宽带数字接收机及其FPGA实现

针对电子战中的宽带侦察数字信道化接收机,提出了基于短时傅里叶变换的宽带数字信道化接收机的改进方法,给出了该方法的FPGA实现。该方法采用多相滤波结构,通过先对时域抽取信号进行傅里叶变换,再对变换结果进行加权处理,从而实现宽带信号信道化。理论分析和原理样机系统验证表明,在相同的FPGA资源和时间分辨要求条件下,该方法相对传统短时傅里叶变换的信道化接收机可实现更多的信道数。     

数字卫星信道非线性性能分析和仿真

数字卫星信道非线性的性能预测和分析通常都是依靠纯粹的数学分析或Monte -Carlo仿真来实现的。它们或是只适用于较为简单的信道模型 ,或是非常耗费时间。通过分析数字卫星信道的非线性 ,给出了在信道中因TWT非线性引起的信号畸变进行相位补偿的一种方法 ,用较小的投入在计算机工作站上实现了卫星信道非线性性能预测和仿真。仿真结果表明 ,TWT是引起信道非线性的主要因素 ,对TWT的非线性进行相位补偿能够较好地改善信道误码性。     

面向多层卫星网络的信道资源管理方法

多层卫星网络结构复杂,信道资源有限。对多层卫星网络信道资源进行高效管理,能够提高卫星系统整体效率。为此,提出了一种面向多层卫星网络的信道资源管理方法。针对LEO/MEO/GEO三层卫星网络,首先根〖JP2〗据业务类型划分优先级,其次运用自回归积分滑动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)〖JP〗模型预测小区内新呼叫业务用户量,然后根据预测用户量和卫星剩余信道带宽为用户选择接入层,再利用博弈模型判断是否允许用户接入,最后根据降级因子选择降级用户让出信道带宽。仿真结果表明,该方法能够降低整体阻塞率,提高整体效用。     

基于多普勒分辨的连续波合成孔径雷达成像方法

提出一种新的连续波(continuous waveform, CW)体制合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像方法。有别于脉冲波形SAR和调频连续波SAR通过发射宽带信号获得高距离分辨率,CW-SAR成像利用CW波形的高多普勒分辨率进行成像,通过将回波信号与尺度变换后的发射信号进行相关构造成像数据模型,该相关信号实际为场景散射系数在等多普勒线上的投影,基于该相关信号,采用滤波反投影图像重建算法进行场景反射率重建。该CW-SAR成像方法不仅适用于宽带和窄带CW发射波形,而且也适用于单/双基SAR和任意载机飞行轨迹。以双基情形为例,分析成像方法的性能,并进行仿真验证。     

相控阵雷达宽带宽扫描角数字化解决方案

针对采用数字化宽带相控阵雷达的应用场合,提出了一种通过改变数字阵列单元基带信号移相值和延时值实现波束指向和波形的数字相控阵雷达T/R模块解决方案。给出了宽带线性调频信号引起的波束指向偏移和实时时间延迟补偿的分析方法。在分析了宽带线性调频信号对相控阵雷达带宽和扫描角的影响的基础上,通过对基带数字时钟的精确延迟,实现了数字相控阵雷达宽带信号发射和扩展最大扫描角的目的。给出了实现的原理图和试验结果,并通过试验验证该方法的有效性。     

室内卫星导航定位信号模型研究

首先总结了一些室内信道模型研究成果,这些模型或方式都没有给出广义的与室内场景特征有关的信号参数分布,或者仅仅表明了信号参数随着室内场景特征变化的趋势,同时不能反映卫星导航室内信道的动态特性。在前人的信号模型研究基础上,重点分析了室内导航信号衰落特征,提出用卫星陆地移动通信系统中的Lutz模型描述室内导航衰落信道,根据室内环境特征给出模型中各参数的取值,并且对三种典型的室内场景做了仿真。仿真结果表明,这种模型能够很好地描述室内多径和衰落特性。     

卫星数传OFDM信号的多普勒效应影响分析

正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号具有较高的频谱效率,有利于实现高速传输。在卫星对地高码率数据传输系统设计中,OFDM有助于解决带宽资源的问题,因此极富吸引力。但是,由于近地轨道(low earth orbit,LEO)星地链路的大动态特性,传输信号会遭受严重的多普勒效应影响。对于宽带OFDM信号而言,多普勒效应的表现形式更为复杂,不再仅仅是频率的偏移。分析宽带OFDM信号在LEO卫星对地数传链路中所受到的多普勒影响。首先,对卫星数传链路进行数学建模,并且推导出该大动态场景下的OFDM信号模型;之后,量化分析由于多普勒效应所产生的符号间干扰和载波间干扰。根据理论分析结果,给出OFDM体制在LEO星地数传应用中的设计要求和设计局限。     

基于子带信号的MPSK载频估计算法

均匀子带技术是宽带信道化中经常采用的数据处理方法。针对均匀子带信道化易造成信号频谱割裂的问题,建立了M进制移相键控(M phase-shift-keying,MPSK)信号子带信道化输出的数学模型。将目标信号的频谱损失转化为码元成型函数的变化,证明子带信号保留了原信号码元成型函数所带来的循环平稳特性,提出了一种新的基于子带信号M次方谱的载频估计算法。该方法无需合并子带就可进行目标信号的参数估计,提高了宽带处理的效率。仿真分析了算法在不同带宽覆盖比和不同信噪比下的估计性能。理论分析和仿真结果证明了算法的有效性和可靠性。     

新型加载宽带线天线研究

针对无线通信系统的需求,提出了一种新型的小型化宽带天线--加载宽带线天线.对这种新型天线进行了分析,给出了天线的设计思想和设计方法,通过仿真手段详细讨论了天线的各个结构参数对于性能的影响,并详尽分析了天线的阻抗和辐射特性,分析结果表明这种新型宽带天线具有较宽的阻抗带宽和水平全向的方向图.最后给出了天线的实物模型和天线的实测性能,实测小于-10 dB的频率范围为153 MHz～475 MHZ,与仿真结果基本吻合.这种新型加载宽带线天线的结构和电特性决定了其非常适用于移动通信终端设备,作为手.持终端天线和车栽天线具有广阔的应用前景.     

卫星移动通信的信道特点及仿真模型

分析了卫星移动通信的信道特点,研究了信号经过卫星移动信道后幅度和相位分布,给出了实用的卫星移动信道仿真模型,对基本的BPSK调制信号在该模型中进行了计算机仿真,得到了仿真结果。     

基于波束优化设计的宽带相干信号子空间算法

提高波束域宽带相干信号子空间算法(BCSSM)在低信噪比下的估计性能,并降低其运算量,是BC-SSM在实际系统中得到应用的关键。借助于优化方法,设计具有低旁瓣和恒定束宽特征的时域宽带波束形成器来实现预形成宽带波束,在保证宽带信号无失真接收的同时,能够有效抑制干扰,从而提高了BCSSM在低信噪比下的估计性能。宽带波束形成器采用数字延迟线和FIR滤波器相结合的结构,减少了设计所需FIR滤波器的阶数,显著降低了算法的运算量。设计实例和仿真结果证明了所提方法的有效性。     

利用窄带接收机实现对宽带雷达信号测向

窄带电子侦察接收机具有能够稀释信号和便于实现数字处理等优点,通过对宽带信号在窄带接收机中的过渡过程的分析,证明了宽带信号经过窄带系统后,其方位信息得到了保存,并且测向算法的设计与通频带带宽及阵元相对位置等系统指标有关。结合MUSIC算法完成了方位信息的提取并进行了计算机仿真实验,证明了结论的正确性。     

Application of uniform DFT filter bank in radar jamming system

1 .INTRODUCTIONWith the rapid development of radar technology ,The technology of high-resolution radar i mage for-mationis gradually getting mature , and the coun-termeasure to high-resolution radar is growing a re-search hot point in the field of ECM. In order toattain high-resolution, High-resolutionradar usual-ly adopts the wideband pulse signal with 1 GHzbandwidth and over . So the realization of A/D( Analog/Digital) conversionis more difficult in en-gineering practice . For the s…     

基于STFT的宽带数字ESM接收技术

提出了一种新的基于瞬时测频的宽带数字电子支援（electronic support measure, ESM）接收技术。首先对输入信号进行短时傅里叶变换,通过对变换结果进行快速插值,实现瞬时测频;然后利用多门限完成瞬时频域检测,并根据检测带宽进行抽取。这种新的接收技术能够有效解决ESM系统对宽带同时到达信号的侦收难题,且算法结构规整,易于用现场可编程逻辑门阵列（field programmable gate array, FPGA）芯片进行硬件实现。计算机仿真结果表明,系统单信号检测灵敏度可达-5 dB,当输入信噪比为-5 dB~15 dB时,单信号正确检测概率可达90％以上,动态范围达20 dB,双信号瞬时动态范围可达18 dB。     

一种宽带高分辨MVDR有效算法研究

研究了一种低计算量的宽带最小方差无畸变波束形成(MVDR)算法,利用频移和线性相位FIR低通滤波对阵列接收信号的复包络作窄带分解,对各子带信号的基带信号作最小方差波束形成,所以可将原始信号的采样频率降到接近处理频段的带宽大小,选择信号主要能量频带,可以减少处理子带个数,大大降低了运算量。仿真和湖试数据分析结果证明了该方法的有效性,且对弱目标分辨性能较好。     

基于震荡权重粒子群杂交的过2采样DFT滤波器组优化设计

基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform, DFT)滤波器组的数字射频存储器具备宽频带覆盖和干扰宽带雷达的特点。针对临界采样时DFT滤波器组信道间混叠严重的问题,推导了过2采样DFT滤波器组的高效多相实现结构,将带间混叠减少了一半。为进一步提高重构信号的精度,提出了基于震荡粒子群杂交算法的滤波器频域设计方法,通过优化目标函数,提高了输出峰值信噪比,降低了最大输出误差,缩减了优化求解时间。仿真结果验证了过2采样DFT滤波器组结构的正确性,提出的震荡权重粒子群杂交滤波器设计可以精确地重构跨多个信道的宽频信号,具备干扰宽频信号的能力。     

数模混合自适应功率分配星载多波束移动通信方法

针对多波束移动通信卫星业务不均衡导致功放工作点不一致、功率利用率低等问题,首次提出数模混合自适应功率分配(adaptive power allocation algorithm based on digital and analog hybrid system,APA-DAH)方法。该方法实现了在卫星载荷发射总功率不变情况下,根据通信业务量自适应分配各波束的发射功率,并且所有功放的工作点基本一致,保证通信波束性能的同时极大提高了卫星载荷的功率利用率。针对APA-DAH多波束移动通信卫星载荷要求每个通道的幅度和相位分布完全一致,否则系统性能急剧下降问题,提出了适用于APA-DAH多波束移动通信的幅相一致性校准方法,该方法利用零相关序列具有优异的自相关和互相关特性,实现多通道快速校准,并且校准不影响正常通信性能。性能仿真和远场测试结果表明:在校准信号功率比通信信号功率低15 dB时,校准后的幅相一致性误差分别优于0.1 dB和0.3°,实测主瓣内增益损失小于0.35 dB。     

基于Stacked-TCN的空间混叠信号单通道盲源分离方法

针对空间互联网星地通信场景中的混叠信号分离精度不足问题, 提出了基于深度学习的堆叠时域卷积网络(stacked time-domain convolutional network, Stacked-TCN)分离方法。首先, 对混合信号提取编码特征表示。然后, 通过时域卷积网络训练得到源信号的深层特征掩模, 将每个信号源的掩模与混合信号编码特征做Hadamard乘积, 得到源信号的编码特征表示。最后, 使用1-D卷积, 对源信号特征进行解码, 得到原始波形。实验采用负的比例不变信噪比作为网络训练的损失函数, 即单通道盲源分离性能的评价指标。结果表明, Stacked-TCN方法与其他4种算法相比, 所提方法具有更好的分离精度和噪声鲁棒性。     

基于模数混合的高速激光信号同步算法

针对全数字环路在高速信号同步中的应用局限,提出了一种基于模数混合的同步算法。利用高速门电路和有源阻容(resistance capacitance, RC)积分电路完成高速模拟信号与再生信号的相关运算,经低速模数采样、插值计算、环路滤波处理,调整再生信号,形成模数混合的闭合环路,实现对传输时延的跟踪。仿真与分析结果表明,对于传输速率2.5 Gsps的宽带信号,Eb/N0高于-10 dB时,模数混合算法同步精度在80 ps以内,与全数字算法相当;同时,与全数字算法相比,此算法明显降低了采样率,大幅降低了数字信号处理运算复杂度,节约了时钟和处理资源,并降低了功耗,更适于高速传输系统。