基于Hilbert变换的中频采样技术及其硬件实现

研究用一种中频采样和数字信号正交变换理论实现脉冲多普勒雷达信号正交采样的新技术.用高速中频采样后,按一定规律抽取数据的数字方法实现了信号频谱的单边化和下变频,考虑到PD雷达多通道采样的一致性和实际需求,利用现有的芯片技术,实现两路信号采集,大大简化了板卡硬件设计的复杂性.板卡性能测试表明,通过简单的数字信号处理可实现对信号的近似Hilbert变换,并获得了良好的镜频抑制性能 .     

采用脉冲积累方式提高防撞雷达测距性能

雷达对目标回波的检测能力是雷达测距性能的基础,而一般情况下雷达的回波信号是非常微弱的，有时甚至完全淹没在噪声中.为了检测出微弱的有用信号,可以采用对回波脉冲进行视频或中频积累.分析了脉冲积累对回波信号信噪比的改善能力,并设计了先对回波信号进行高速采样然后进行累加的数字式脉冲积累方案.试验表明当对M个周期的回波信号进行积累时,可使信噪比大约改善M倍,大大提高了门限检测电平,显著地改善了雷达的测距性能.脉冲积累方式同样适用于诸如生物医电等非常微弱的信号的测量,从而可以大大提高信噪比.     

基于数字信号处理和可编程逻辑门阵列的S波段雷达主板设计

为了提高S波段微波多普勒雷达系统的控制精度与接收性能,同时将控制与接收融合到一起,基于数字信号处理和可编程逻辑门阵列(DSP+FPGA)设计了S波段系统雷达主板,其作为雷达系统中的控制与接收中心,可以根据上位机命令产生精准的时序控制信号,同时对中频回波信号进行采样、下变频、存储和上传等。通过后期性能测试,雷达主板产生的时序控制信号精准,接收性能良好,灵敏度达-94 dBm,无杂散动态范围达50 dB,闭环测试下,在输入中频回波信号幅度为-17 dB时,多普勒谱信噪比达70 dB,因此设计的雷达主板完全满足S波段多普勒雷达系统的要求。     

空-时二维步进频MIMO雷达宽带信号处理研究

为实现多输入多输出(MIMO)雷达距离高分辨,提出了空时二维步进频加线性调频的发射信号模型.MI-MO雷达采用空-时二维步进频的发射信号模型,可以将宽带信号处理分为接收波束形成、脉冲压缩、发射波束形成、慢时间维信号合成4个部分.发射信号分集给系统带来更多自由度的同时,也使信号处理变得更为复杂.仿真结果表明,当发射阵列规模较大时,MIMO雷达能在一个脉冲重复周期(PRT)内实现宽带信号合成,避免了常规宽带雷达的运动补偿问题.     

基于Stretch处理的毫米波调频步进雷达信号处理技术研究

研究了毫米波调频步进雷达Stretch(去斜率)处理中快速傅里叶变换(FFT)点数和采样间隔的选择原则。针对大带宽信号对大距离窗口的观测,提出了基于二维FFT的调频步进雷达高分辨距离像合成方法,考虑到对目标运动的敏感性问题,提出了基于帧间脉冲多普勒的速度补偿方法。利用较少的子脉冲和较低的系统采样率,该方法可实现大带宽信号对大距离窗口内静止和运动目标的观测。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于AD9854的多功能信号源设计

为了实现高性价比、低相噪和低杂散的数字化信号源,提出了以直接数字频率合成芯片AD9854为核心的设计方案.系统最大限度地挖掘了AD9854的潜力,将数字信号处理器、可编程逻辑器件和先进先出存储器与AD9854紧密结合,输出正弦信号的最高频率为110 MHz、谐波失真小于-30 dBc.能够完成调幅、调频和频移键控等调制功能.     

基于小孔径超视距目标探测的OFDM-LFM发射波形设计

针对传统天波超视距雷达接收阵列孔径大的问题,提出一种基于小孔径的超视距目标探测方法。分析了阵列孔径减小后信号接收与处理的性能损失,在此基础上采用正交频分复用线性调频信号,从发射信号设计方面提升系统性能。首先对信号进行建模,重点提出一种基于凸优化的脉压信号峰值旁瓣抑制算法,建立了优化模型并进行求解。仿真表明,采用正交频分复用线性调频信号可以提升距离分辨率,采用凸优化的算法后脉压峰值旁瓣为-26.28dB,旁瓣电平平均值小于-50dB,距离门内和距离门外噪声/干扰的抑制能力得到提升,改善了小孔径超视距目标探测的处理性能。     

宽带Σ-Δ锁相环路的相位噪声抵消技术

根据传统的小数分频锁相环中的采样保持方案,提出了宽带Σ-Δ锁相环中采样保持技术的实现方案.方案的采样时刻由首先出现的参考时钟信号或分频器信号的上升沿决定,可以在采样前为补偿电流和电荷泵电流提供足够的时间以保证它们在积分器上的完全积分,从而解决了使用相位内插的Σ-Δ锁相环中电荷泵电流脉冲与补偿电流脉冲间的匹配问题.仿真结果表明,使用采样保持单元后可以显著降低环路中的相位噪声和杂散噪声.     

基于FCM聚类的雷达中频信号的运动目标检测

针对航海雷达在强杂波环境下对弱小目标检测能力不足的情况,提出一种基于FCM(Fuzzy-C-Means)聚类的雷达中频信号检测方法.对雷达中频信号进行小波分解,提取低频子带作为聚类样本集,利用FCM聚类方法,对同次脉冲回波相邻单元进行聚类分析,通过设定门限来判定目标.仿真结果表明,该方法可以改善输出信噪比,实现对目标的有效检测.     

北斗高矩形系数LC滤波器设计与仿真

针对目前北斗通信系统中设计临频干扰和传统滤波器存在的工作频率、带宽、带内平坦度和矩形系数等指标不理想的缺陷,设计了一种新式滤波器模型.该模型具有较好的矩形系数、带内平坦度和带外抑制能力,-3 d B带宽内波动小于0.896 d B,实测矩形系数为1.73,能够很好去除北斗通信系统模拟中频中的干扰信号.利用ADS2008仿真软件进行了模型的仿真,制作实物测试滤波器的矩形系数、带内平坦度及带外抑制能力.结果表明,该滤波器可用于北斗通信系统.     

滑窗式线性调频及衍生多相码旁瓣抑制滤波器

线性调频波形由于多普勒性能突出 ,一直是一种在雷达中具有广泛应用的脉冲压缩波形 ,但是线性调频的旁瓣不够理想。对线性调频旁瓣结构进行了理论分析 ,指出其主瓣附近旁瓣所具有的逐点倒相特性 ,并据此提出 3点滑窗旁瓣抑制滤波器 ,理论分析及仿真计算表明 ,3点滑窗滤波可以通过灵活的改变参数 ,达到不同的脉压要求 ,信噪比损失大约在 1d B左右 ,而且基本不随多普勒频率增长而变化。该滤波器同样适用于线性调频波形衍生的多相码 (P3/ P4)旁瓣抑制     

一种基于正交脉冲分集的ISAR欺骗干扰消除与识别方法

延时转发欺骗性干扰是针对逆合成孔径雷达(ISAR)成像的一种重要干扰方法,为了对抗干扰产生的假目标,提出一种基于正交脉冲分集的ISAR欺骗干扰识别与消除方法。首先建立了逆合成孔径雷达干扰信号模型,研究并给出了针对此干扰的正交脉冲设计应当满足的约束条件,通过设计一组半正交化的脉冲实现了对于延迟转发欺骗干扰的消除与识别。该方法通过对逆合成孔径雷达波形的正交化设计,可以检测并消除延时转发干扰产生的假目标,实现相应的逆合成孔径雷达抗干扰。最后通过仿真实验在20 dB的干信比条件下,产生了0.3倍峰值的旁瓣波形,并成功得到ISAR图像。同时在5 dB以上的高信噪比条件下,将文中方法与已有方法进行对比,ISAR图像的峰值信噪比提升了约5 dB,验证了所提方法的有效性。     

用于飞行时间质谱仪的高压延时脉冲串发生器的研制

介绍了一种高压延时脉冲串发生器的原理和测试结果。该发生器使用简单的RC电路,通过延时调节、脉冲串产生和高压脉冲串产生三个步骤实现了0～±800V高压脉冲串的输出。此高压脉冲串上升沿小于100ns,可实现2μs～30ms的延时,产生的脉冲串总宽度可在1～10ms内调节,脉冲串内脉冲频率为1～10kHz可调,且产生的波形稳定,误差不超过1%,可用作垂直引入式飞行时间质谱仪里的推斥电源,用于离子的采样。同时介绍了电路各部分的调节方法、波形的输出及抖动情况,分析了误差的产生主要来自电路中电阻电容的不稳定性。提出了装置的不足之处及需要改进的地方。     

微波MESFET上变频器

微波ＭＥＳＦＥＴ上变频器张锦卫＊冯立民苗敬峰（东南大学无线电工程系，南京２１００１８）随着微波ＦＥＴ的迅速发展，微波场效应管上变频器的研究引起了人们的兴趣．１９８０年Ａｂｌａｓｓｍｅｉｅｒ等人利用ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ制作了频率较低的上变频器［１］，...     

软件无线电中调频波形的正交解调

为了满足软件无线电电台中通用波形库的设计要求,研究了软件无线电中FM波形的数字化解调,分析了用坐标旋转数字计算机(CORD IC)算法,计算FM基带解析信号相位的过程。给出了FM正交解调结构,即在统一的中频数字化硬件平台上,与单边带、调幅等波形一起在基带完成正交解调。在此基础上,提出了一种采用相位校正的差分鉴频方法,并针对DSP实现形式对CORD IC算法进行了改进。该算法与传统的非相干解调方式相比,在灵活性和可靠性方面有了较大的增强。     

一种具有陷波特性的超宽带超导滤波器设计

研究了具有陷波特性的超宽带超导滤波器设计方法,采用两级多模谐振器实现了具有超宽带通带的超导滤波器,具有带内插损低、带边陡峭度高、结构紧凑的优点。为了抑制通带内不需要的干扰信号,采用开路短截线的方法成功引入一个中心频率为5GHz的阻带。未经调谐的测试结果和仿真结果吻合得很好,3-dB带宽从3.28GHz到10.56GHz,相对带宽为105.2%。超宽带通带内引入的阻带具有高的选择性(3-dB带宽小于5%)和高的抑制度(高于60dB)。此外,通带反射系数高于14.2dB。     

一种程控多功能数字IQ信号发生器设计

针对雷达、导航、军用通信等装备系统中对高速I/Q数据的测试需求,结合中频数字化接收机的数据传输特点,设计了一种基于FPGA的程控数字I/Q信号发生器,集I/Q数据播放和数据生成等多种功能于一体。采用人机交互式界面对输出信号类型、信号频率、采样点数进行配置,解决了传统模拟信号源中波形切换不灵活的问题。结合PCI-E串行总线传输技术、基于双口RAM的数据缓存技术及LVDS数据传输技术实现高速数据通信。经实际测试,该多功能信号发生器不仅能产生最高100 MHz采样率、400 MB数据率的正弦波、方波、三角波和随机波等I/Q信号,还能高速率回放雷达接收机采集到的I/Q数据,为某航天数据探测装备提供了良好的技术支持。     

伪随机序列捷变频跳频频率合成器的研制

研究一种跳频通信机低杂散、低相噪快速捷变频率合成器的实现途径。该合成器采用DDS芯片（AD9852）激励PLL（Q3236）的方案,控制单元采用TI公司的DSP芯片TMS320C31,将DDS极高的频率分辨力与锁相式频率合成器较高的工作频率结合起来,获得了更高的频率合成性能,其主要技术指标为：相位噪声小于-100dB/Hz（偏离载频1kHz处）,杂散电平小于-60dB。     

准连续波跟踪雷达信号处理机的设计与实现

目的 开发适合准连续波跟踪雷达特点的高性能数字信号处理机。方法 根据准连续波雷达的特点,以中频采样技术代替传统的模拟双通道采样。在处理机设计方面,用高性能的通用浮点ＤＳＰ代替专用ＤＳＰ,并采用了并行处理结构。结果 本实现方法与传统的模拟实现方法相比,镜频抑制比提高近１倍。结论 中频采样技术适合准连续波雷达体制。另外,利用通用ＤＳＰ作为处理机的硬件平台,用软件实现全部信号处理功能,从而简化系统结构,     

基于FPGA的单脉冲雷达信号预处理系统设计与实现

由于单脉冲雷达信号预处理运算量大,算法结构比较固定,本文采用FPGA实现预处理系统,对三路中频进行采样,并将采样结果分别进行下变频得到基带数字信号.考虑到信号有多种模式,并且脉压所占用的资源较多,所以采用一个脉压模块完成三路信号不同模式的脉压处理.通过FPGA产生测试信号,将测试信号输入到ADC中,实现回环测试.将处理结果与仿真结果进行对比分析,二者一致,表明设计的系统合理可行.