一种双模五频点射频前端设计

根据民用卫星导航接收机市场的发展趋势和需求,提出了一种双模五频点射频前端设计方案,并完成电路设计。新方案能够同时满足接收机对GPS L1和L2以及北斗二代B1、B2和B3五个频点信号的接收。实测结果表明设计性能优越,性能稳定,抗干扰能力强,特别适合需要同时处理多模多路信号的卫星导航接收机系统。     

基于超外差体系的气象传真机信号接收端设计

研究了气象传真机的信号接收和处理问题,针对现有气象传真机射频前端接收模块体型大、功耗高等特点,采用超外差体系结构,根据气象传真机的主要性能指标,进行了硬件电路图的设计和绘制．对射频信号先上变频再下变频,实现了射频放大、选台、滤波、混频等基本功能,完成了射频前端处理模块设计．实验结果表明,该方案尽可能将总增益合理分配到信号处理的各个阶段,避免因放大器一次放大增益过大而引起的振荡,有效完成镜像抑制,满足工程应用需要．     

2.4 GHz短距无线通信系统射频模块的设计

主要介绍一种工作在2.4～2.5 GHz ISM频段的短距离无线通信收发信机射频前端模块.该模块由低噪声放大器(LNA)、上/下变频器、锁相环(PLL)频率合成器以及射频/中频滤波器等构成,并集成在一块97 mm×66 mm的PCB板上.文中在理论分析和仿真基础上对射频前端电路进行了设计和研制.发射通道输出信号频谱和接收通道解调信号的测试结果表明,该射频模块可应用于蓝牙或IEEE802.11b无线局域网等短距离无线通信系统.     

超宽带脉冲星信号采集与处理架构设计及功能验证

采用超宽带观测系统对于提升脉冲星到达时间精度具有显著效果,但超宽带接收系统所产生的超高速数据流对终端系统的实时传输、分发和处理形成了较大挑战.本文以QTT规划的S波段超宽带接收系统为对象,采用先进的射频信号直接采集和混合架构多功能天文计算模型设计了脉冲星信号采集与处理系统架构.采用一块RFSoC平台将宽带模拟信号分为2个模拟子带进行采集,然后信道化为多个数字子带并通过2个100 Gb网络端口分发至多个HPC处理节点进行实时处理,可实现3 GHz宽带信号的同步采集和多功能处理,系统架构简洁、可扩展性强.对射频信号分段采集、100 Gb网络多路分发、VDIF数据格式封装等功能进行了测试,并开展了单子带脉冲星观测实验.     

深空通信新型射频技术

深空通信射频技术是深空通信关键技术之一,该课题围绕我国未来深空探测任务的需求,重点突破适应深空通信需求的低噪声温度射频前端设计与多天线组阵增强系统相关关键技术,实现深空探测数据回传的高效可靠接收。课题设计完成低噪声温度射频前端,X/Ka频段等效噪声温度达到25 K/50 K以下。突破HEMT晶体管低温建模关键技术,实现低温器件参数的高精度提取。针对超导滤波器的关键工艺技术,以及超导滤波器运用软件精确设计展开研究。提出了支持现有天线以任意形态组阵的全新多天线信号增强处理结构,同时设计研制了多天线信号合成样机及试验验证系统。该结构可充分利用现有的接收天线和接收机,适用于非均匀组阵下各种调制方式、不同调制参数信号的无数据辅助合成,实现了对信号的盲处理。区别于传统的仅利用固定参考信号实现信号间的时延估计方法,提出了一种基于准合成输出信号作为参考时延对准算法,提高参考信号的信噪比,时延估计性能在低信噪比条件下其估计性能改善更为明显。提出并实现了一种不依赖于单路信号信噪比计算的多天线信号合成权值盲估计算法,该算法无需任何信号先验信息和定时同步,解决了信号最大比合并中权值估计的通用性问题。针对通信信号特点,研究了多天线信号多层次联合处理结构,同时实现了符号检测与同步的联合处理,以及各路信号间的联合同步与联合符号检测。在多路极低信噪比条件下,与传统合成结构的相比能够进一步提升处理增益。课题所取得成果对拓展更远距离的深空探测,实现极低信噪比条件下,大容量回传数据的可靠接收具有十分重要的意义。针对我国深空探测发展的需求,该课题通过关键技术突破与创新有效提升深空数据传输能力,为我国未来深空科学技术与工程实施提供有力支撑,推动我国空间科学与应用的原创性发展。     

机载无线电导航系统集成射频激励器的设计与实现

无线电导航系统是航空电子系统中非常重要的组成部分之一,在对无线电导航进行在线和总体调试时,往往需要多个地面台和机载设备提供激励信号,大大降低了调试的灵活性。主要以航空电子系统中重要的无线电导航系统(甚高频全向无线电信标、指点信标、自动定向仪和仪表着陆系统等)为对象,采用软件无线电技术,设计并实现机载无线电导航系统集成射频激励器,产生调试过程中所需要的各种激励信号,从而提高无线电导航系统调试的灵活性和效率。     

X波段FMCW导航雷达射频前端设计与实现

针对基于锁相环技术的雷达射频前端无法快速变频,以及传统雷达采用多次倍频、混频带来较大杂散的问题,提出一种将直接数字频率合成(direct digital synthesizer, DDS)技术、上变频技术和倍频技术相结合的射频收发前端设计方案。该设计方案中DDS具有输出信号灵活、变频快速等特点,使输出的雷达信号具有高稳定性和高准确度;同时该设计采用零中频接收机方案,降低设计的复杂度并减少镜像频率的干扰。对系统方案进行了对比分析,得到了较优设计方案,并根据设计方案完成芯片选型;利用ADS2012仿真软件进行了链路仿真并参考芯片数据手册完成原理图绘制和印制电路板(printed circuit board, PCB)布局布线;完成了元器件焊接和硬件测试。实测结果显示,此设计方案基本满足X波段调频连续波(frequency modulated continuous wave, FMCW)导航雷达射频前端的设计要求。     

无线发射系统的射频前端设计

无线发射系统被广泛的应用,对它的射频前端进行研究十分重要.该射频前端包括滤波器模块、混频器模块、放大器模块、功放模块、天线模块,方便对后期基于FPGA数字中频部分产生的10.7 MHz中频信号进行处理,然后得到具有一定功率的433.92 MHz射频信号,并有效发射.最后对各个模块进行调试与测试,验证了该射频前端设计的正确性,实现了对数字中频输出声音信号的发射转换.     

多个带通信号低速率采样频率的选取方法

目的 用公共的低速采样频率对金频段内许多不同频点的带通信号进行采样。方法 分析了带通采样信号的频谱和规律．导出了低速采样频率的选取公式。结果 给出了运用选取低速采样频率公式选取频率的方法。结论 合理选取频点和低速采样频率能够实现用公共的低速采样频率对全频段内许多不同频点的带通信号进行采样。     

OFDM信号过采样率盲估计的新方法

针对低信噪比多径信道下过采样率估计性能低的问题,根据正交频分复用( OFDM)基带采样信号的频谱特性,提出了基于采样信号频谱逼近的过采样率盲估计方法.该方法首先利用改进的移动协方差方法估计信号的载波频率,采用修正的周期图平均法估计信号的功率谱;然后通过选择最佳的滚降系数,设计一个最佳余弦滚降滤波器,使余弦滚降滤波器的截止频率逼近信号的截止频率;最后根据过采样信号的频谱特性原理估计出接收信号的过采样率,实现了不同类型OFDM信号的过采样率的盲估计.仿真结果表明,在信噪比为-2 dB,多径信道条件下OFDM信号的过采样率估计的均方误差不超过0.2.可见该方法无需任何先验知识,在低信噪比多径信道下具有良好的估计性能.     

多频带信号的带通采样方法与实现

研究多频带信号的直接射频采样技术,根据镜像频率和采样频率的对应关系,推导出一种多频带信号的采样频率搜索算法,并结合软件实现中的计算截尾误差问题给出一种编程可实现的算法流程.仿真结果表明,该算法能够有效地找到最小合理采样频率,适合工程实现.     

基于扫频原理的自适应滤波电路设计

设计了一种自适应滤波电路,该电路主要由中心频率可调带通滤波器组成。论文详细给出了基于数字信号控制器(DSC)、开关电容滤波器的实现方案。实验结果表明,该电路在200⁸00Hz的频带内具有良好的动态带通滤波功能,并在扫频型输电线路参数测量中得到了应用。     

线性调频信号源的研制

提出了一种具体的C波段的线性调频信号源的设计方案．该方案是基于最新的直接数字频率合成技术（DDS）和锁相环频率合成（PLL）相结合的结构,利用DDS与PLL进行混频产生所需信号,重点阐述了系统的硬件实现,包括系统设计方案、主要电路模块设计及高速PCB板设计的关键技术等,并针对实际调试过程中的常见问题给出具体的解决方案．     

基于软件无线电的宽带数字中频接收机研究

分析了基于软件无线电的宽带数字中频接收机中的关键技术一带通采样下变频技术、数字下变频技术、多速率处理技术，并实现了欠采样技术条件的软件系统仿真。由此可见，在现有条件下实现宽带数字中频接收机是可行的。     

基于调制宽带转换器的倒谱恢复算法

亚奈奎斯特采样主要应用于宽带通信和射频(RF)技术中。目前理论成熟且硬件实现的亚奈奎斯特采样技术有随机解调器和调制宽带转换器。随机解调器主要用于谱线的检测,而调制宽带转换器是用于稀疏多频带信号。调制宽带转换器(MWC)是一种用于获取频域稀疏、时域连续信号的一种亚奈奎斯特采样方法。其平均采样速率要低于奈奎斯特速率。亚奈奎斯特采样是一种全盲采样方法,即在信号采样和信号重构时都是不知道频谱信息和频谱位置。本文提出一种基于调制宽带转换器的时域对偶信号的倒谱恢复算法,能在极小误差(0.0098)范围内完美的恢复出原始信号。     

脉冲步进频率雷达宽带数字接收

根据脉冲步进频率信号的特征，提出了一种新的宽带数字接收方案．通过对回波脉冲串的分组采样和数字正交混频，实现了宽频带的步进频率脉冲信号的频率搬移，显著降低了信号的采样速率和硬件实现的复杂性．通过多级滤波设计和结构优化，简化了处理结构并提高了滤波性能和实时性．该宽带数字接收处理方法从根本上解决了传统的步进频率混频和相干检波模拟电路中存在的寄生调制和I／Q通道幅相不一致的问题．利用QuartusⅡ软件进行了电路设计和时序仿真，仿真结果表明该数字接收机的处理性能可以满足实时处理的要求，有很好的仿真成像结果．     

一种双通道中频数字接收机的硬件设计实现

在电子对抗领域中,雷达信号的信息是信号分选、威胁识别、引导干扰的重要参数．与传统的模拟接收技术相比,数字接收机具有高分辨率、高可靠性、抗干扰能力强、灵活可变等许多优点．宽带、大动态范围、高灵敏度的数字接收机在电子对抗领域中有着广泛的应用前景．根据中频采样和数字下变频的基本原理,介绍了一种双通道中频数字接收机的硬件设计与实现方案．模拟信号经高速A／D采样后直接由FPGA进行信号处理．结果表明,系统具有成本低、精度高、结构简单等优良性能,可以满足实际需要．     

全频段多系统全球导航卫星系统数据采集系统的设计与实现

基于FPGA设计实现了一种全频段多系统全球导航卫星系统(global navigation sattellite system,GNSS)数据采集系统。该系统由宽带天线、宽带射频前端、A/D转换模块、下变频模块、滤波器模块、数据存储模块等构成,可以实现四大导航系统的全频段覆盖,具有并行数据采集通道多、采样速率高、可灵活配置等特点,能够满足全频段多系统软件接收机的各种处理需求。对GALILEO在轨卫星实际数据的测试结果验证了数据采集系统的正确性。该数据采集系统可用于GNSS全频模拟信号源的验证以及在轨导航卫星信号的质量监测。     

一种基于光纤传输的数字视频系统的设计

介绍了一种基于光纤传输的数字视频系统的设计．在介绍模拟视频信号数字化传输理论的同时，重点分析了系统中取样频率的选择、量化位数的确定等关键问题，并提出了一整套详细的设计方案．对系统实现过程中涉及的芯片进行了详细的介绍，同时对遇到的实际问题也加以说明，提出了相应的解决措施．