旋转条件GPS接收信号频率和相位变化分析

针对高旋转弹丸GPS接收机无法正常工作的问题,通过计算和分析高旋转条件GPS接收信号的频率和相位变化,为设计高旋转条件GPS接收机基带算法提供依据. 根据弹丸旋转运动特点和GPS信号的传播特性建立数学模型,对由于旋转引起的GPS接收信号的多普勒频率和相位变化进行计算. 结果表明,在转速为200r/s时,产生的载波最大多普勒频移为300Hz,相位变化为0.6π,这对载波环路跟踪会产生很大影响. 而码多普勒频移和相位变化不大. 计算结果对高旋转条件GPS信号捕获和跟踪算法设计具有重要参考价值.     

滤波正弦相位调制干涉测量技术误差分析

基于正弦相位调制干涉测量是当前国际前沿的高精度光学测量技术,在位移、形貌等测量中得到广泛应用。通常采用傅里叶变换进行频谱分析提取相位参数,测量中需要处理庞大的数据,测量仪器难以快速获得测量结果,严重限制了正弦相位调制干涉的使用范围。为了降低传统频谱分析处理信号的复杂性,采用了滤波技术处理相位信息。在数据处理时直接采用低通滤波器滤除高次谐波成分,通过误差分析可知运用滤波技术处理干涉信号,公式本身引起的误差非常小,最大仅为0.9%;当调制频率波动为0.01Hz时,位移误差最大为0.1nm,误差可以忽略不计。     

基于小波脊的UM71信号瞬时特征提取

根据信号在变换域上呈现出的脊特征来提取瞬时频率特点,本文利用连续modet小波变换后的相位,进行迭代运算,对UM71信号的脊进行提取;分别用3组不同数据量的铁路实测信号来验证小波脊技术提取瞬时特征频率的可行性、准确性。同时,文中给出了算法详细的计算步骤。本文提供了一种有效、简单的分析和判断轨道电路移频信号的方法。     

微机转矩测量系统

根据相位转矩测量原理，设计了一种以８０３１单片机作为总体控制的微机转矩测量系统，该系统可与各种相位差变型传感器配套使用，操作灵活方便，适应性强，测量精度高，最大误差不大于±０．００５。     

基于傅里叶变换移相测量的相位测量轮廓术

移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源,提出一种对实际步进移相值进行测量,消除移相误差对相位测量影响的算法,该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合,利用傅里叶变换相位原理测量每次移相的实际相移量,然后根据相移实测值计算相位分布,进而获得物体表面蝗三维数据。该算法能够准确测量每步移相的实际相移量,不要求移相的均匀性和重复性,只需３帧图像就可解调出相位分布,不受移相误差的影响。仿真结果证实了该算法的有效性,实际图像数据处理结果表明,该算法可以基本消除由移相引起的误差。     

一种基于FPGA的相位测量方法

讨论了相位测量和相位检测的原理，给出了基于FPGA的相位测最方案．通过FPGA和单片机构成的双片系统，实现相位等精度恒误差测量．系统具有测量信号频带范围宽、相位测量误差小等优点，有较高的实际应用价值．     

基于移相法的三维面型测量系统优化算法研究

概述了基于相位测量的光学三维面型测量原理和移相法相位测量技术。针对移相法相位测量过程中的移相误差,结合优化的方法研究了传统五步移相算法的误差估计。根据相位展开原理,提出了加权最小二乘相位展开方法,并分别用两种不同的优化方法进行二维相位展开,对结果比较分析,验证了其性能与效率。     

基于2FSK国产ZPW-2000A铁路移频信号产生设计

国产ZPW-2000A型无绝缘轨道电路解决了调谐区断轨检查,减少调谐区分路死区等缺点被广泛使用于当代铁路运输。该文利用FPGA设计数字电路灵活性高、逻辑功能强等特点,介绍国产ZPW-2000A型移频信号产生机理,阐述直接数字频率合成DDS函数信号发生器的设计流程以及产生波形的原理,基于FPGA设计DDS模块,实现国产ZPW-2000A移频信号发生器的功能。设计结果证明,FPGA实现设计国产ZPW-2000A移频信号发生器具有系统性能稳定、频率可调、可靠性高、相位连续等特点,为铁路运输提供理论和实际应用。     

多用数字频率计设计

频率和周期是电信号在时域内重要的特征。测量信号的频率和周期也是认识一个信号的重要手段。测频和测周的原理仪器的设计方案很多。传统的设计中多使用分立元件,存在可靠性较差,功耗大,精度漂移大等缺点。利用专用集成芯片也是一种方法,但成本较高。使用单片机测频在对精度要求和被测信号频率较低时是可行的,而且成本较低。其缺点是高频范围小。另外,FPGA可以进一步扩展测量的范围,在设计高频测量仪器的情况下,是很好的一种方法。在本文中,主要介绍了测频和测周的原理及如何利用单片机制作简易数字频率计的方法。介绍了软件编程流程及设计方法。分析了测量产生误差原因及解决方法。     

基于同步导频复用技术的OFDM水声通信

针对正交频分复用水声通信中,为实时同步和多普勒补偿而频繁加入辅助数据使通信速率降低的问题,通过设置导频的相位和幅度,把导频转变为首尾相位连续的线性调频信号,该方法使同步与导频复用,同时可以进行多普勒估计,从而节省了额外加入线性调频信号所占用的时间.湖上试验结果表明:系统通信速率为0.25 bit/(s.Hz),未经纠错编码的最低误码率为2.68%,验证了该方法的可行性和有效性.     

采用相位推算法测量低频FSK信号频率

随着铁路的迅速发展,需要更多的信息量和更加有效的铁路信号检测方法,以满足铁路运输安全和高效率.提出一种基于时域分析测量低频频移键控(FSK)信号频率的相位推算法,并分析了测量误差产生的原因.通过计算机仿真效果较好,此法可在铁路信号检测中应用.     

移频信号抗干扰检测算法研究

时域分析和傅氏变换的频域分析方法是现代铁路信号检测的主要方法之一 .随着铁路的发展 ,需要更多的信息量和更加有效的铁路信号检测方法 ,以满足铁路运输安全和高效率的需要 .近年来 ,现代频域分析已有很大的进展 ,出现许多新的信号分析处理方法 ,特别是小波和高阶谱分析的发展 ,已能分别对非平稳和非高斯信号进行有效地分析处理 .本文尝试采用小波变换对铁路移频信号进行分析 ,在分析时考虑交流干扰 ,得到铁路移频信号的完整参数 ,并给出仿真结果     

与频率无关的压控精密相移器

本文提出了一种压控精密相移器。设定相移的调整范围从１４°￣１６０°连续可调。在４５Ｈｚ￣６０Ｈｚ的频率范围内相移位变化小于０．５°，该电践输入信号电压范围是１４０ｍＶ￣５Ｖ，它已成功的用于电力系统的测量仪表中，本文介绍了电路工作原理，电路结构和实验结果。     

基于全相位频谱分析的图像配准

为了提高图像配准精度并简化算法,在研究传统频域配准方法的基础上,引入了全相位FFT谱分析,并将其推广到分析二维图像频谱．提出了基于全相位FFT谱分析的欠采样图像频域配准算法．配准实验结果表明,基于全相位频谱分析的图像配准精度高于传统频域配准方法,能基本实现空域配准精度,无噪声条件下对平移参数的估计精度高于空城方法．     

Costas序列短波MFSK通信时频联合同步方法

针对低信噪比与强多径传播导致短波MFSK信号捕获困难、同步精度低的问题，提出一种基于Costas序列的短波MFSK信号时频联合同步方法。利用Costas序列二维图案优异的自相关特性进行信号检测与同步，将传统的滑动窗口法由时域扩展到时频域，同步获得时间和频率的估计值;为了降低计算量，给出了频偏与时延的精估计方法。仿真结果表明，与传统伪随机码(PN码)同步方法相比，提出的方法具有更好的抗噪声和抗频偏性能。在信号带宽为50 Hz、同步序列长度为1.28 s的ITU-R中纬度短波信道上，该同步方法能够达到98%的捕获率，虚警概率低于10^-2;时间同步误差低于12 ms;频率估计误差低于1 Hz。     

基于FPGA的GPS信号频域捕获算法设计及其实现

GPS信号捕获是GPS接收机的关键技术,针对常用的GPS接收机中采用的串行滑动相关捕获技术速度慢的缺点,设计了基于FPGA的频域快速捕获算法.与传统的时域相关捕获算法相比,采用FFT技术的频域捕获算法可以快速捕获到多普勒频移及C/A码相位延时.同时使用了系统级建模工具System Generator设计快速捕获算法的FPGA硬件方案,并采用时分复用的方式使每次相关运算共用一个FFT核,节省了大量的硬件资源.     

基于分数阶傅里叶变换的时延和频率偏移联合估计方法

针对传统相关运算对时延和频移进行联合估计计算复杂度高的缺陷,提出一种基于分数阶傅里叶变换的时延和频移联合估计方法.该方法利用信号的时延和频偏变换到分数域表现为分数域谱位置的平移特性,通过在不同的分数域利用最小均方误差准则来获得分数域谱位置的偏移量来进行联合估计.该方法不局限于仅适用于Chirp信号,对其它类型的信号同样适用.且与传统相关估计法相比,具有简洁、高效的特点.计算机仿真结果表明,该方法是有效的.     

C波段反射型线性360°模拟移相器的设计

为了调制射频信号在传输过程中引入的相移, 设计了中心频率为4.0 GHz的反射型线性360°模拟移相器, 利用分支线型定向耦合器和变容二极管实现360°移相。为了增加工作带宽, 采用两个双分支定向耦合器级联构成三分支定向耦合器。同时采用带有串联传输线和短路终端的反射终端电路, 使电路更易调节, 以获得最佳线性度和最大带宽。最终给出了移相器的线性度和插入损耗的仿真和测试结果。结果表明, 该移相器移相范围为360°, 带宽为200 MHz, 中心频率移相误差小于15°, 插入损耗波动小于3.5 dB。     

基于二次相移数据重组的直行运动误差在线检测分离技术

通常的直线误差分离方法,一般是先行分离出工件的形状误差,再据此求出运动误差,由于存在着误差残留,不利于运动误差的在线检测．本在三点法测量数据的基础上,提出了两种基于二次相移的直行运动误差先行分离方法：单信道二次相移数据重组法和多信道二次相移数据重组法,即通过对三测头数据按照二次相移原则进行单信道或多信道的数据重组,便能够在EST的首次操作时消除形状误差的影响,在反滤波基础上先行分离出直行运动误差的平移分量和转动分量．权函数的对比分析表明：先行分离出运动误差的单信道或多信道二次相移数据重组法与先行分离出形状误差的普通频域三点法具有相同的权函数,它们在本质上具有同源性和统一性．实测结果证明了这两种方法的正确有效性．     

基于SGP4模型的卫星多普勒频移补偿方法研究

针对卫星与地面站进行通信时,地面站接收到的信号存在明显的多普勒频移现象,提出了一种基于SGP4模型的卫星多普勒频移补偿算法。首先,根据开普勒定律推导出多普勒频移公式;然后由卫星星历信息,基于SGP4模型预测出卫星的轨道,计算出卫星和地面站之间的相对位置和相对速度,得出多普勒频偏,在地面站分别进行预校正与补偿;最后,使用STK/HPOP生成标称轨道对SGP4模型生成的预测轨道进行误差分析和性能评估。仿真结果表明,对于工作在Ka频段、轨道高度200~1 000 km的低轨卫星,多普勒频偏估计精度优于50 Hz,精度高;随着轨道高度的增加,多普勒频偏估计更加精确。