UWB通信系统隐蔽性能仿真分析及系统设计方法

超宽带(UWB)由于其低检测概率(LPD)特性而很有可能成为一种用于战术隐蔽通信的技术.针对两类常用的超宽带无线电信号IR-UWB和MB-OFDM,采用最佳未知信号检测接收机,通过仿真及与直接序列扩频(DSSS)系统比较,评估了超宽带系统的隐蔽性能并提出了提高系统隐蔽性的系统设计方法,剖析了提高IR-UWB通信系统隐蔽性的实现限制.     

超宽带矢量测距与惯性传感组合的精准步长计算算法

为适应复杂环境下变步长精准测量要求,提出一种基于超宽带(ultra wide band, UWB)矢量测距和惯性传感组合的精准步长计算算法;针对基于惯性传感组合的步长测算精度受佩戴方式和系统运行时间影响以致无法实现行人步长精准测量和长航时精度保持的问题,提出一种结合足间模型与零速检测联合步长算法。根据行人行走时足部轨迹模型构造足间步长模型,得到准确的步长计算公式;根据足部惯性传感器运动特征进行零速检测并触发UWB测距,结合陀螺解算角度和足间模型公式计算得到步长。实验表明,提出的步长估计算法精度可达98.20%,与传统步长算法相比,误差显著降低。     

基于CMLE的改进型IR-UWB同步算法

提出了一种基于CMLE的改进型IR-UWB同步算法,包含3项优化方案:帧级噪声抑制、噪声模板互相关估计以及滑动相关搜索.其中,帧级噪声抑制、噪声模板互相关估计通过加强噪声抑制能力从而改善算法在低信噪比情况下的参数估计精度;滑动相关搜索进一步优化了高信噪比情况下参数估计的均方误差性能.数学分析及仿真实验的结果表明每项优化方案均在不同程度上实现了预期的性能优化.     

一种基于正交脉冲调制的IR-UWB同步算法

超宽带信号的快速同步捕获是UWB系统实现的一个重大挑战.提出了一种基于修正Hermite多项式脉冲的同步捕获方法,脉冲信号选用零阶和一阶修正Hermite多项式,2种脉冲信号按特殊顺序作为超宽带脉冲信号,同时与滑动相关结合.该算法不需要在本地生成模板,只需进行接收信号与其自身延迟之间的相关运算.其中低阶的修正Hermite多项式的正交性使算法得到更精确的同步参数.理论分析及仿真实验结果表明,该算法实现了预期的性能优化.     

再论TH320型全洛氏硬度计的示值误差调整

TH320型全洛氏硬度计采用分段数字化调整的方法,有效克服了普通洛氏硬度计因示值线性不好而造成的调整困难,使示值调整变得简捷、方便。同时,全洛氏硬度计的每一个硬度范围段的示值误差调整是完全独立的,即调整某一个范围段的示值误差修正量对其他范围段示值的修正幅度毫无影响。如何利用手中的有限的标准块,修正标尺整个测试范围内的数据,该文通过实际数据的测试,进一步认识了TH320全洛氏硬度计在示值误差调整方面的特点。     

一种基于快速跳频的超宽带无线接入多址方式

超宽带技术是近年来美国联邦通信委员会批准为民用的高速短距离无线通信技术。对比分析了DS-UWB和TH—UWB2种单载波超宽带系统，在此基础上，为提高频谱利用率，在多径衰落和多用户信道中，给出了一种旨在解决多用户干扰的基于正交Costas序列快跳频的UWB—OFDM系统。     

时效处理对17-7PH不锈钢微观组织和维氏硬度的影响

采用JSM-6480扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）、Wilson Tukon 1102维氏硬度计研究了时效处理对17-7PH不锈钢微观组织和维氏硬度的影响。结果表明：17-7PH不锈钢经过0 ℃/30 min深冷处理后,在560 ℃进行时效处理,随着时效时间的延长,维氏硬度逐渐降低,未进行时效处理时的维氏硬度最高,为481;-73 ℃/8 h深冷处理后,再510 ℃/30 min时效处理,达到峰值时效硬度,维氏硬度为500,继续延长时效时间,维氏硬度逐渐降低。     

包络分析在超宽带信号采集中的应用

室内环境下超宽带信号具有丰富的多径分量,在时域中这些分量表现出簇（cluster）的形式,簇在时域上类似于幅度调制,可采用包络分析法对其进行分析.介绍了利用小波变换进行超宽带信号包络分析的方法,给出了接收信号包络的时域表达式,并对低信噪比下超宽带信号进行了包络提取,结果显示该方法实现了簇内多径分量的合并,并具有很强的去噪作用.包络分析方法对于那些难以建立模型的传输环境以及能够建立模型但难以提取参数的场合下超宽带信号的采集具有重要的意义,它指出了传统的包络分析技术可用于超宽带信号的采集.     

基于双极性多脉冲的UWB调制方案及性能分析

针对普遍单脉冲位置调制的不足,在已有的UWB(Ultra-Wideband)脉冲位置调制研究基础上,提出了一种改进的双极性多脉冲位置调制(AMPPM:Ambipolar Multi-Pulse Position Modulation)的UWB跳时调制方案,并对其加性高斯白噪声(AWGN:Additive white Gaussian Noise)下的信道容量,最大可靠通信距离等性能指标进行了理论分析。理论分析及实验数值结果表明,在相同的条件下,与普通的单脉冲位置调制(PPM:Pulse Position Modulation)相比,AMPPM能获得较高的容量,即在给定可实现脉冲宽度下可获得更高的通信速率。仿真结果表明,当脉冲宽度为0.5 ns时,L进制AMPPM可达到333 Mbit/s的速率,而同等条件下的L进制PPM仅能达到167 Mbit/s的速率。同时AMPPM在最大可靠通信距离指标方面也较相应的PPM及脉冲幅度调制(PAM:Pulse Amplitude Modulation)有改善,在100 Mbit/s及10-4的误码率下可达到8 m的通信距离。     

一种基于分形结构的UWB天线的设计

对一种超宽带平面圆形单极子印刷天线提出改进方法,通过在圆形贴片上蚀刻分形几何中的Sierpinski三角,使天线满足在2．8～15．1GHz的超宽带频带要求,并且实现了4．5～5．9GHz的频率缺13的功能,大大提高了天线的抗干扰性．通过仿真表明,天线的远场辐射方向图,驻波比VSWR均满足要求,并且分形特有的尺寸缩减性实现了超宽带天线的小型化．为分形天线的几何参数与电参数之间关系的研究提供理论依据与数据支持．