基于频移迭代的微波多普勒谱中心频率估计算法

为了准确估计回波多普勒谱的中心频率,提出了一种基于频移迭代的中心频率估计方法.该方法以谱矩法估计频移为初值,逐次改变积分区间,在每次迭代中都利用谱矩法估计其频移,直至估计的频移结果收敛,并将该结果作为中心频率.仿真结果表明:相比于目前常用的谱矩法和最小二乘多项式拟合法,频移迭代法估计中心频率效果更佳,其平均绝对误差和均方根误差均更小,且该方法估计精度不受频率分辨率约束.将该方法应用于微波多普勒测波雷达中,并得到了海浪参数.实验结果证实:利用频移迭代法估计中心频率,可以探测得到更准确的有效浪高和平均浪周期.     

卫星移动通信多普勒频移补偿研究

针对卫星通信系统中,多普勒频移过大对通信过程造成严重影响的问题。在传统多普勒频移补偿思想的基础上,通过分析信号传输过程中影响多普勒频移估计值的因素。提出了一种改进的多普勒频移补偿方案。该方案通过使用最大似然估计法对用户链路上的收发信号进行多普勒频移估计。并使用该方案对Iridium系统,GEO（geostationary earth orbit）系统的反向通信链路上的多普勒频移进行计算,得出频率补偿误差。仿真结果表明,当统计点数N=3500,信噪比SNR=8 dB时,经改进后,频率补偿方案在Iridium系统与GEO系统中的频率估计误差与传统频率补偿方案中的频率估计误差相比较,分别降低了50%与42%。因此,改进后的频率补偿方案与传统频率补偿方案相比,多普勒频率估计精度更高,更有利于卫星信号的精确跟踪和解调。     

基于双斜坡法的光纤应变快速测量方法

为了提高基于布里渊散射的光纤应变测量的实时性,将仅根据两个工作点布里渊增益计算布里渊频移的双斜坡法用于光纤应变测量。介绍了双斜坡法的基本原理,基于仿真布里渊谱研究了左右两侧工作点选择对布里渊频移计算准确性的影响规律,确定了最佳的工作点。基于确定的最佳工作点和不同信噪比的布里渊谱,研究了信噪比对双斜坡法和最小二乘拟合法准确性的影响规律。结果表明,双斜坡法的两个工作点围绕光纤沿线布里渊频移的均值对称时误差最小;随两个工作点频率之差的增加布里渊频移误差先减小后增大。相似准确性下双斜坡法的布里渊谱测量时间仅为最小二乘拟合法的1/30左右,布里渊频移的计算时间仅约为后者的1/480。     

基于小波变换和实调制细化包络谱的滚动轴承故障诊断

为了解决常规调制信号细化谱中存在的调制成分较弱和边带不对称问题,根据移频调制原理,提出了可以实现正负频段频谱对称的新频移方法-实调制方法,将实调制结果滤波和重采样后,再经过Hilbert变换,得到真正意义上的细化包络频谱。本文对细化包络谱进行了计算机模拟分析,并用于电机断条的故障诊断,结果表明：由于剔除了无用的调制频率的影响,使得被调制的故障特征频率更容易识别和测量,克服了常规细化谱在故障诊断应用中的缺陷。     

多普勒频移对运动三能级原子稳态布居的影响

借助数值计算和图像法讨论了多普勒频移对运动Ξ型三能级原子在双色行波场中稳态布居的影响.结果表明,多普勒频移对共振位置有精细的影响,并且拉比频率越大多普勒频移更加明显.     

基于协同神经网络的频率估计

利用协同神经网络解决通信中的频率估计问题,以卫星通信中去除多普勒频移为背景,研究对二进制相位键控(BPSK)信号的频偏估计.在大多普勒频移被划分为若干较小的频率区间的情况下,用协同神经网络中的序参量来表示每个频率子区间,通过竞争某个序参量最终胜出的方式,便可确定出信号所在的频率区间.利用伴随向量的简化逼近形式使得协同神经网络的算法复杂度大大降低,但也引入了一定的系统误差.通过分析及仿真,利用协同神经网络捕获大多普勒频移具有速度较快,硬件代价不大等优点.     

移频轨道电路信号检测技术的研究

介绍了FFT快速傅里叶算法在ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统中的研究,用M atlab仿真软件对该系统中信息的调制和解调进行了仿真,并在FFT快速傅里叶算法的基础上运用欠采样技术,对系统中载频频率和低频频率的分辨率进行了研究。另外,根据ZPW-2000A型无绝缘自动闭塞系统的特点和FFT快速傅里叶算法的硬件要求,搭建了检测移频轨道电路信号的硬件平台。最后,通过软硬件相结合,成功将FFT快速傅里叶算法运用到移频轨道电路信号检测中。     

星载原子钟磁致频移影响在轨评估

星载原子钟作为磁敏感设备,外界磁场变化会导致星载原子钟输出频率发生变化.本文采用星载主备原子钟比相法评估了10颗配置星载氢原子钟的MEO导航卫星原子钟频率稳定度,短期稳定度平均值优于1×10^?12τ^?1/2,天稳均优于7×10^?15.基于该稳定度水平,本文针对导航卫星原子钟磁致频移进行了初步评估,得到磁力矩器工作情况下原子钟磁致频移达到1×10^?13量级,磁力矩器持续工作1 h将引起钟差预报误差0.4 ns.本文将在轨磁力矩器工作状态等效为磁致频移噪声,仿真分析了其对星载原子钟稳定度的影响,仿真结果表明,该磁致频移噪声将恶化星载原子钟长期稳定度,尤其对稳定度更高的原子钟恶化更明显.本文最后就如何降低磁致频移对星载原子钟的影响进行了讨论.     

超声波多普勒频移信号提取及其硬件电路研究

超声波多普勒回波信号频率具有复杂性,回波信号频差的获取方法直接影响着测量精度。为此研究了一种多普勒频移信号的提取及其硬件电路的设计。基于多普勒流速测量原理,对回波信号进行放大、混频、滤波,从回波信号中提取有用的超声波频移信号,并对其硬件电路进行设计。该方法经过仿真验证满足要求,对下一步超声波频移回波信号的数字处理做出了铺垫,是确保多普勒超声波流量计精度的基础。     

基于UKF算法的高机动机载平台多普勒频移估计

针对卫星通信在高机动状态下非线性较强,会引起较大多普勒频移的问题,提出利用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman Filter,UKF)算法进行多普勒频移估计。依据高机动飞行器飞行特点,建立直线和圆周运动中的UKF多普勒频移估计模型,并进行仿真分析。结果表明,在卫星通信信道模型中,UKF算法能够对高机动机载平台进行更精确的频率估计,实用性更强。     

一种循环谱域GPS卫星导航信号抗干扰方法

针对弱GPS信号受到的时频重叠复杂强干扰,采用信号抵消的思想,提出了一种在循环谱域消除干扰的方法.首先通过循环谱分析获得强干扰信号的循环频率参数;然后利用自适应频移(frequency shift, FRESH)滤波器与所得干扰信号的循环频率,得到具体的强干扰重构与抵消的频移滤波处理过程;最后采用LMS(least mean square)自适应算法对频移滤波进行实际实现,即可完成对强干扰的快速去除.通过对不同干扰场景下分离出的GPS信号跟踪捕获性能仿真,验证了所提方法的有效性.     

采用余弦拟合的随机共振反演技术研究

针对当前随机共振反演方法实施过程流程复杂、需要调节的参数繁多、对幅值的估计不准,以及难以处理频率相差较大的多频信号等诸多问题,提出了一种新的采用余弦拟合的随机共振反演算法.该算法采用移频变尺度随机共振检测频率,利用所得频率设计余弦曲线对输入信号进行最小二乘拟合,不需对特殊点进行特别处理,幅值不受波形畸变的影响,因此可以处理频率相差任意大小的多频信号.通过数值仿真和机车走行部故障的诊断,验证了该算法具有较强的工程实用性,同时结合频谱校正技术可以进一步提高该方法的精确性,更准确地检测出信号频率及幅值.     

Rayleigh信道的建模与仿真

移动无线信道传输特性的仿真对移动通信的研究具有重要意义,其中小尺度衰落仿真又是其中的重点和难点。针对多普勒频移和无线信道的随机性,讨论了基于Rayleigh衰落的无线信道的小尺度模型,并运用数字信号处理方法,在频域给出了多普勒滤波仿真小尺度信道衰落的方法、频率选择性信道的仿真模型和仿真曲线。该方法较好地模拟了信号载波频率和通信终端移动速度的影响。     

一种适于小波包多载波系统导频信道估计的方法

提出了一种适于小波包多载波系统信道估计的导频插入方法．该方法结合小波包多载波系统树型结构的分解特性以及不同频率对相干时间的影响,将子载波在树型结构的基础上分成若干个组,并结合等差原理,引入时域不等间隔的导频模式,实现导频的合理分配．在上述方法中,高频部分插入了相对较多的导频,使得总的导频数减少的同时,能够更好地估计多普勒频移的影响．仿真结果表明,在载波调制过程中,采用不等间隔导频模式与传统的等间隔块状导频模式相比,当导频个数减少14％,信噪比为20dB时,误比特率降低了19．6％;并且不论多普勒频移如何变化,系统总能在多径瑞利衰落信道中保持良好的性能．     

距离徙动校正对SAR方位移频类型干扰的影响

本文从距离-多普勒成像算法入手,分析了距离徙动校正的过程,指出方位移频干扰在忽视SAR系统二维耦合特性的条件下,会引入距离徙动校正的误差。文章通过视角与多普勒的紧密关系,推导了以视角作为自变量的移频干扰距离徙动校正误差表达式,分别对各种变量关系下误差量、距离包络分布形式进行了讨论,并给出了方位频移干扰能够正确方位聚焦的频移区间。最后的仿真结果验证了本文内容的正确性,为移频干扰的工程实现和应用提供有力参考。     

LFM脉冲压缩雷达的移频干扰技术研究

脉冲压缩雷达能够同时提高雷达的作用距离和距离分辨率,在现代雷达中被广泛采用.由于线性调频脉冲压缩雷达的距离-多普勒频移之间存在强耦合现象,使其比常规雷达更易受移频干扰.对单假目标移频干扰、线性函数移频干扰和分段线性函数移频干扰进行了理论分析和Matlab仿真验证,并对各种干扰进行比较和分析.仿真实验证明了理论分析的正确性和有效性,在工程实践上提供了对抗脉冲压缩雷达的理论指导.     

基于TD-NLMS的航空移动通信OFDM系统载波频率偏移消除

针对航空移动通信中时变的信道环境和多普勒频移造成的子载波间干扰(ICI),提出了一种时域自适应归一化最小均方误差算法(TD-NLMS)来消除航空移动信道正交频分复用(OFDM)系统中载波频率偏移引起的干扰.该算法首先对接收的时域信号进行频偏预估计和预补偿,然后对剩余载波频移进行消除.仿真结果表明:在航空移动信道环境中,新算法可以很好的对旋转相位进行补偿,与最小二乘算法相比,误码率性能有明显提高,可以实现对载波频率偏移的消除.     

硅喇曼光谱研究

对于由晶格振动所调制的喇曼声子谱,如果不考虑非简谐效应,则声子频率不随温度的变化而变化,即频移不随温度改变。但是,实验指出频移和线宽跟温度有关,温度上升频移减小,线宽增大,这种频移和线宽对温度的依赖是由声子相互作用过程中的非简谐性引起的,即晶格振动势能的三次方以上的贡献。Hart等人用微扰理论建立三声     

距离徙动校正对SAR方位移频干扰的影响

从距离-多普勒成像算法入手,分析了距离徙动校正的过程,指出方位移频干扰在忽视SAR系统二维耦合特性的条件下,会引入距离徙动校正的误差。通过视角与多普勒的紧密关系,推导了以视角作为自变量的移频干扰距离徙动校正误差表达式,分别对各种变量关系下误差量、距离包络分布形式进行了讨论,并给出了方位频移干扰能够正确方位聚焦的频移区间。最后的仿真结果验证了本文内容的正确性,为移频干扰的工程实现和应用提供有力参考。     

基于SIMULINK的高动态下直序扩频通信系统的仿真

在扩频通信中,伪码的同步与否决定着通信的成功与否。而伪码的同步主要通过相关峰的幅度来判别。在高动态环境下,多普勒频移会对相关峰的幅度产生巨大的影响。只有适度补偿这些影响后才能完成同步。本系统采用基于FFT的多普勒频率估计方法,完成了在多普勒频移情况下的扩频同步。仿真结果验证了方法的有效性。