一种用于振动数据采集的AGC设计

针对随机采集场合中事前难以确定幅值的大小,无法设置最合适的增益的问题,提出了利用卡尔曼滤波实现自动增益控制功能的设计方案。详述了设计方案的硬件原理、实现算法,并进行了实验验证。结果表明,这种设计不仅能实现振动数据采集中的自动增益控制功能,而且不需预设增益初值的情况下可获得宽广的增益幅度动态范围,对高动态范围的数据采集具有重要的实际应用价值。     

基于负阻抗变换有源接收天线的稳定性研究

对于基于负阻抗变换为基础而设计的有源接收天线,具有较高的接收灵敏度和理想的天线高度;但是由于负阻抗变换是一种正反馈,致使天线的稳定性变差,因此采用宽带低噪声可变增益放大器和深度负反馈电路的结合来改善天线稳定性,并通过仿真和实验来给予验证.实验结果证明,通过加入可变增益放大器,基于负阻抗变换的有源接收天线具有高稳定性、高灵敏度和低噪声等特性,从而最终实现一个性能优良的有源接收天线.     

基于卫星位置与速度的北斗卫星广播星历拟合

提出基于卫星位置与速度的广播星历拟合算法,给出了该拟合算法的计算过程,并对传统坐标拟合算法与坐标+速度拟合算法的拟合精度及外推精度进行比较.结果表明:基于位置+速度的拟合算法是有效的,且与传统坐标拟合算法相比,该算法能显著提高拟合的速度精度,且坐标精度也略有提高.此外,在卫星轨道数据已知历元数较少时,采用坐标+速度拟合算法优势更明显.     

风廓线雷达有源相控阵天线的设计与实现

为了在气象雷达设计中使有源相控阵天线的性能与成本最优化,采用400个交叉极化半波振子作为天线辐射单元,提高了天线的效率和可靠性,获得了低副瓣天线性能.采用20个发/收模块组成的固态有源阵,减少了内部发热,可以采用自然风冷,降低了对发射机散热系统的要求;采用40个一分二十功率分配器和一个功率合成器,减少了馈电网络的传输损耗.结果表明,设计出的有源相控阵天线满足了风廓线雷达的总体要求.     

基于分区综合改正数的北斗卫星导航系统和GPS组合的动态精密单点定位

提出一种基于分区综合改正数的北斗卫星导航系统(BDS)和GPS双系统组合(BDS/GPS)动态精密单点定位(PPP)模型。选取15个MGEX(multi-GNSS experiment)测站作为参考站或用户站进行试验,统计分析了20 d的BDS/GPS动态精密单点定位的精度及收敛性。结果表明,BDS双频动态精密单点定位平均13 min收敛至三维定位误差小于1m,平均平面精度和平均高程精度分别优于0.15 m和0.30 m;BDS/GPS双频动态精密单点定位平均3 min收敛至三维定位误差小于1 m,平均平面精度和平均高程精度分别优于0.07 m和0.15 m。     

基于北斗通信的架空线路故障监测系统的设计与实现

针对当前基于GPRS/GSM通信的架空线路故障检测系统所存在的不能全地域覆盖、故障误报和漏报问题,研究了架空线路短路故障规律、故障特征、无线射频通信、北斗短报文通信应用,设计了基于北斗通信的架空线路故障检测系统.采用北斗短报文通信有效的解决了GSM信号覆盖盲区的线路故障监测问题;采用"上报-确认"机制保证故障检测的准确性;采用"定期查询"和"单点故障全线查询"机制防止故障漏报.实验测试结果表明,基于北斗通信的架空线路故障检测系统有效解决了GSM信号覆盖盲区问题,并提高了故障监测的准确性和及时性.     

陀螺仪有源磁悬浮控制系统的设计与实现

为克服液浮陀螺仪在动态工作情况下精度的不确定性,提高陀螺仪的动态性能和稳定性,设计了一种有源磁悬浮数字控制系统．该系统利用相关解调技术解算反馈控制数据,实现液浮陀螺仪浮子在三维空间中快速精确定中．实验证明,该方案设计先进可行,采用有源磁悬浮系统的液浮陀螺仪24h随机漂移为0．0006°／h．     

用于北斗二代/GPS接收机的低功耗自动增益控制策略

提出一种用于北斗二代/GPS兼容系统的自动增益控制策略, 并采用数模混合的结构实现55 dB增益控制范围及简单的反馈控制环路。此策略通过复用模数转换器的采样结果,自动调整电压控制增益放大器和数控增益放大器的增益。与传统自动增益放大器相比较, 无需功率检测器或者检波器, 大大降低了功耗水平。此增益控制策略在台积电 0.18 μm工艺下进行验证。测试结果显示其建立时间小于1 ms, 仅消耗2 mA功耗, 符合在北斗二代和GPS系统对自动增益控制电路的指标要求。     

基于FPGA的北斗卫星导航信号发生器设计

设计了一种基于FPGA的北斗B1频点信号发生器,通过MATLAB对北斗B1频点的C/A码、D码及其被扩频后经过QPSK调制的卫星模拟信号分别进行了仿真,使用Verilog HDL描述了信号发生器,并使用ISE对设计进行综合实现,使用Modelsim对信号发生器内的模块进行仿真.实验结果验证了设计的正确性和可行性,为信号发生器的最终实现提供了强有力的支撑.     

无线通信领域中自动增益控制电路的研究

分析了自动增益技术原理,以及实现自动增益控制（AGC）电路的两种基本方法,概括了这两种方法在噪声和线性方面的区别．并给出了它们各自三阶互调失真的表达式,最后又对AGC放大器和乘法器进行了分析和比较．通过对AGC基本电路的分析和比较,为实际的AGC电路的设计打下了基础．     

基于 MEMS 辅助的单基线北斗融合测姿算法

载体的姿态信息是导航的重要参数,随着北斗卫星导航系统（Beidou navigation satellite system,BDS）和微机电系统（micro-electro-mechanical systems,MEMS）惯性传感器的发展与完善,高精度、低成本、自主化的融合测姿技术具有广阔的应用前景,因此,提出MEMS辅助单基线北斗融合测姿算法。根据MEMS惯性传感器解算出的姿态信息确定基线向量的搜索范围,从而辅助模糊度函数法（ambiguity function method,AFM）减小整周模糊度搜索空间,提高整周模糊度快速求解的成功率和计算效率。将BDS输出的姿态角信息作为观测信息,对MEMS陀螺仪解算出的姿态信息进行实时校正,实现BDS和MEMS传感器二者的数据融合算法。通过实测数据仿真验证,该算法能够解决信号失锁带来的整周模糊度求解困难的问题,并且测姿系统能在遮挡和动态等复杂环境下提供高质量姿态测量结果。     

北斗无线电测定业务机载设备与铱星机载地球站间兼容性

推动北斗(Beidou Navigation Satellite System,BDS)机载设备应用于民用航空器,将面临与已装载设备间的兼容性分析.铱星系统已相继在波音、空客等主要机型上集成应用,为航空器提供航空移动卫星服务.铱星系统用户链路与无线电测定业务(radio determination satellite service,RDSS)上行链路频谱重叠,针对北斗RDSS机载设备与铱星机载地球站进性兼容性评估.其中,机载天线间隔离度是评估机载系统电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)的主要参数之一,将飞机机身理想化为纯金属的光滑圆柱表面,通过调整两系统天线的相对位置,分析天线布局对天线隔离度的影响.同时,收、发天线极化轴比与RDSS发射功率也对两系统的兼容性产生重要影响.仿真结果表明,北斗RDSS机载设备会对铱星机载地球站造成有害干扰,并给出合理的同机安装建议,为北斗RDSS机载设备在民航上的适航装机提供了参考.     

超宽带中快速低复杂度自动增益控制设计

针对应用于双载波正交频分复用（DC-OFDM）超宽带（UWB）系统高速、低成本和快速收敛的自动增益控制（AGC）的设计要求,提出了低复杂度的采用混合补偿增益的两步式快速AGC设计算法;仿真结果表明,该算法能在室内密集多径的无线环境中保证增益调整精度和稳定度,并能有效减少收敛时间.在AGC电路实现层次,基于对数函数性质提出了输入范围动态可调的低复杂度查找表实现方法;VLSI综合结果表明,该方法能减少46%的芯片面积.     

一种低成本全球导航卫星系统终端天线

为降低天线成本,提高天线性能,采用廉价FR4介质基板和印刷电路板技术,提出一种适用于全球导航卫星系统((NSS)终端的低成本天线.该天线由单一同轴探针馈电,不需要匹配电路,天线结构简单.通过调整嵌入在辐射贴片中圆形槽的尺寸和位置,实现了良好的右旋圆极化接收.对该天线的测试结果表明,天线在1559～1592MHz频带内电压驻波比小于2,轴比小于6dB,增益高于2.8dBi,3dB波束宽带大于90°,可满足GNSS终端系统的技术指标要求.     

全球定位系统/北斗双系统定位优势的验证与分析

为了验证与分析全球定位系统（GPS）与北斗卫星导航系统联合定位相较于GPS单系统定位在亚太地区的优势,利用GPS/北斗双频双模接收机开展不同模式下的动/静态单点定位实验和实时动态差分法（RTK）实验,并通过对实测数据的分析,给出了北斗导航卫星对GPS单系统定位的影响.结果表明,GPS/北斗双系统卫星观测相对于GPS单系统在卫星可视数量、卫星对于测站的几何分布、扩大连续运行参考站系统（CORS）网的作用范围等方面有很大的优势,而且双系统组合定位算法有效地提高了接收机的定位性能.     

北斗高精度相对定位选星方法研究

针对北斗系统中高轨卫星会带来较全球定位系统（global positioning system ,GPS）更为严重的法方程病态性这一问题,分析了双差载波相位观测方程系数矩阵对整周模糊度浮点解解算的影响,结合北斗系统三轨道星座混合的特点,研究了区域北斗高精度相对定位选星方法,以仰角最高的地球同步轨道（geostationary earth orbit, GEO）卫星作为参考星,优先选取仰角高于10°的中地球轨道（medium earth orbit,MEO）卫星,然后按照均匀分布的原则选取倾斜地球同步轨道（inclined geosynchronous satellite orbit,IGSO）卫星。通过对实测数据进行试验和分析,证明了该方法的正确性和合理性,在进行区域北斗高精度相对定位时,能在一定程度上改善法方程的病态性,使模糊度浮点解较快收敛至真值附近,有利于模糊度的快速正确固定。     

基于门限估计的水声通信接收机自动增益控制

为了使用自动增益控制对接收信号的幅度进行动态压缩,采用统计接收端信号过门限瞬时值次数的方法,判断是否要调整原信号和基于对数或指数信号的变步长调整自动增益控制算法。在对数或指数信号变步长调整中,对数或指数信号之间是可以互相转换的,步长和收敛因子的选取受水声信道特性、信号幅度、噪声种类的影响。该方法已应用于水声信号接收系统,可较好地对输入信号的幅度进行动态压缩,还滤除了部分噪声的影响,达到了设定的期望值。实验结果表明,该方法抑制噪声能力强,跟踪速度快,适合在水声通信系统中应用。     

移动通信中使用软件无线电实现AGC的一种方法

简要叙述了AGC和软件无线电的概念,重点介绍了ANALOG DEVICES公司的ADL5330可变增益放大器的特性以及基于此放大器设计的一套AGC系统,对其中DSP处理部分提出的新算法：幅度计算、门限判断和查表进行了详细讨论,给出了在TI公司的TMS320C55X数字信号处理器和CCS仿真系统上的处理流程和MATLAB仿真结果,结果表明：AGC系统可以实现信号到达接收机时约为60 dB的功率调整范围。