DSP技术在无线电引信多普勒滤波器设计中的应用

DSP在引信上的成功应用为数字滤波器在引信中的应用提供了前提条件。数字滤波器具有稳定可靠，调整参数容易等模拟滤波器无法比拟的优点，使其应用前景广阔。本文详细介绍了一多普勒滤波器的设计过程，并给出了一种简单实用的数字滤波器设计方法以及基于DSP的实现程序。     

一种确定机载雷达杂波检测性能的简单方法

在恒定的方位旁瓣和多普勒信号处理条件下，使用本文介绍的简化方法，对任何脉冲重复频率，都能确定其多普勒滤波器输出端的杂波噪声比。     

在干扰条件下的机载和星载自适应MTI

本文讨论了运动平台雷达同时抑制杂波和干扰的问题。运动雷达接收到的杂波是宽带多普勒信号，采取的措施可用时－空杂波滤波器补偿多普勒民芝。干扰通常也是宽带信号以覆盖整个雷达带宽。根据多普勒处理观点，干扰对消是空域处理问题。这里讨论了空域和时－空滤波器同时抑制干扰和杂波的问题，同时比较了几种接收机的结构。     

利用X射线脉冲星和多普勒频移的组合导航

为了提高航天器自主导航能力,提出了一种利用X射线脉冲星和多普勒频移的组合导航方法。多普勒导航利用相对于太阳的多普勒径向速度作为量测信息,该方法不能得到所有的状态估计。脉冲星导航系统具有完全可观测性,但是滤波周期较长,不能提供连续的导航信息。因这两种方法具有互补性,利用联邦滤波器来融合脉冲星导航与多普勒导航提供的信息。由于两种方法的量测方程与状态方程都是非线性的,采用无迹卡尔曼滤波器(UKF)作为子滤波器。实验结果验证了该导航方法的可行性和精确性。与脉冲星导航方法相比,该组合导航方法可提供更高的位置估计精度。     

利用不对称类椭圆函数滤波器实现的一类新的CMC双工器

介绍了一种新的公共多模胺双工器。这种双工器扩展了三模滤波器的使用范围。利用公共多模腔中的一个公共模式将两个不对称类椭圆函数滤波器耦成为一个双工器，并且获得了很好的测试曲线。由于其紧凑和轻质量的设计，这种双工器非常适合于通信卫星使用。     

一种新型窄带高性能带通滤波器的设计

在现代通信系统的射频前端中，微波带通滤波器是必不可少的重要器件。带通滤波器设计中，由于微带线的平面结构、加工方便及低成本等特点而成为最常用的微波滤波器实现方式。文章提出了一种集低插入损耗、高选择性、结构紧凑多种特点于一体的高性能窄带微波带通滤波器的设计方法。该种滤波器由基于平行耦合线和准集总电感耦合形式的四分之一波长短路谐振器实现。相比于常规滤波器，使用该种方法设计的滤波器可以集多种优势于一体，充分利用了微带传输线结构的特点。四级级联滤波器的耦合矩阵及网络变换方法被应用于该滤波器的设计并进行了详细的理论分析。为了验证本文提出方法的有效性，使用本文设计方法仿真设计了一个中心频率为1.575GHz的滤波器并进行了加工测设，仿真与测试结果的良好吻合充分证明了设计方法的有效性。     

消失模波导滤波器的新结构

在已有的消失模波导滤波器设计理论的基础上 ,使用了两个错开又互相垂直的单杆或双杆并联容性元件和一个“45°”耦合螺钉的新结构 ,设计了二阶消失模波导滤波器 ,并以此结构作为一个基本单元 ,研制了四阶的椭圆函数滤波器。其高频仿真软件HFSS仿真的电性能和实测的实验件电性能良好。该结构可以扩展设计多种函数的小型多阶的消失模波导滤波器。     

基于多物理场仿真的TE221温补滤波器设计技术

输出多工器是有效载荷转发器分系统的关键部件之一，其性能好坏决定了整个转发器分系统的性能特性。随着市场需求和航天技术的不断发展，对输出多工器的要求也越来越高。然而，针对输出多工器高温度稳定性需求，采用温补结构是国际上普遍采用的改善输出多工器温度稳定性的方法。文章以TE221的温补滤波器为设计原型，提出了应用多物理场仿真设计温补滤波器的方法。文中首先仿真设计了Ka频段的TE221模滤波器；然后仿真分析了影响温补特性的关键结构尺寸；最后，应用多物理场仿真的方法设计一种TE221模温补滤波器，该滤波器温漂系数小于1ppm/℃，其设计结果满足航天系统的应用。文章提出的设计方法适合任意结构形式的温补滤波器设计，并且该设计方法方便灵活、简单快速。     

基于交会雷达测量的相对导航滤波器

以两飞行器自主交会、绕飞与最终逼近为背景 ,研究基于交会雷达的自主相对导航方法。基于间接测量量设计了扩展Kalman滤波器 ,并设计了具有自调整功能的测量误差协方差矩阵R。数学仿真证明了该方法的有效性     

一种纯距离跟踪滤波器的改进算法

针对纯距离目标跟踪可观测程度较低的问题,提出一种基于角度参数的纯距离目标跟踪改进算法。文中方法将系统的观测区间范围划分为若干个子扇区,每个子扇区采用一个独立的加权扩展卡尔曼滤波器进行纯距离跟踪,利用贝叶斯理论来修正各滤波器的权重,系统的输出为各并行运行的滤波器估计值的加权和,最终获得目标的运动轨迹。系统的仿真结果表明,方法收敛速度快,跟踪精度高于扩展卡尔曼滤波器的跟踪精度。     

波导双通带滤波器

应用单个谐振器提取衰减极点的原理和引入有关的交叉耦合的方法，利用一个滤波器结构实现了陡峭衰减的双通带滤波器。分析了这种滤波器的基本原理，介绍了有关的设计参数和方法，并采用两腔波导滤波器进行了实验，实测的电性能与理论分析特性吻合较好。     

高动态DS/FH混合扩频系统实现长伪码快速捕获的一种方法

针对长伪码与快速捕获的矛盾 ,设计了一种基于 FPGA技术的数字匹配滤波器 ,用于在高动态、低信噪比的 DS/ FH混合扩频系统中实现快速捕获。考虑多普勒频移的影响采用频率和码相位二维搜索。对将进入数字匹配滤波器的数据进行了降速处理 ,大大节省了硬件资源。仿真结果证明 ,采用数字匹配滤波器可在高动态环境下实现长伪码的快速捕获     

多尺度搜索补偿的临近空间高超声速目标相参积累算法

针对临近空间高超声速目标回波信号相参积累时存在的跨距离门和多普勒扩展问题，提出一种基于多尺度搜索补偿的相参积累算法。算法在距离走动补偿的基础上，根据目标加速度和加加速度的变化区间，同时对目标加速度和加加速度估计值进行搜索，并利用多尺度搜索的方法，解决搜索尺度和搜索计算量之间的矛盾，完成相参积累。仿真结果表明，算法能够有效解决目标长时间积累过程中存在的跨距离门和多普勒扩展问题，抑制噪声并提高增益，积累效果明显优于传统积累方法。     

广义Hilbert变换及其滤波器的设计

广义Hilbert变换将传统的Hilbert变换由整数阶向分数阶的推广,其应用领域也得到了扩展。文章主要研究设计广义Hilbert滤波器时,窗函数的选择问题以及对滤波器的误差进行分析,并给出了分析结果。     

深空着陆器双程多普勒测量设计方法

针对深空探测中轨道器 着陆器双程无线电测量时多普勒精度的需求，文章提出了一种深空着陆器双程多普勒测量设计方法。通过对着陆器收发信机的变频链路设计、载波相干转发电路设计、载波跟踪环路参数分析和设计，提出基于着陆器收发信机的载波相干转发处理方法；该方法对接收通道本振、发射通道本振、收发处理时钟进行同源设计，并根据相干转发比，将接收多普勒估计值补偿至发射信标，从而提高了多普勒测量精度。最终，系统实测得到的多普勒频偏精度为1.6mHz。与传统的非同源相干转发系统相比，该方法去除了着陆器晶振的抖动偏差，可实现更高的测量精度，适用于中国火星探测工程、小行星探测工程等深空探测活动中着陆器的设计和部署。     

一种面向景象匹配的实时图加窗中值滤波算法

结合空域滤波方法中最常用的中值滤波器和邻域均值滤波器的特点，设计了一种加窗中值滤波器，并将其应用于景象匹配实时图的滤波预处理，通过仿真实验验证了该方法的有效性和在景象匹配中的实用性，可有效提高景象匹配实时图的可匹配性能。     

硅基微加工工艺滤波器的研究进展

硅基滤波器在毫米波频段具有高Q值、低损耗、小体积、低成本的明显优势，并且易于与集成电路集成，是解决毫米波滤波器芯片化的绝佳手段。文章首先给出了硅基微加工工艺滤波器的设计方法分类，然后着重介绍近年来国内外硅基微加工工艺滤波器的五种不同设计方法：集总式、薄膜腔体型、带线型、自屏蔽型以及基片集成波导型。通过介绍各方法的工作原理，重点分析了各方法的研究现状及优缺点，并进行了综合对比分析，从加工工艺难度和性能上来看，自屏蔽型以及基片集成波导型硅基微加工工艺滤波器具有更大的发展空间和应用前景。     

基于自适应滤波的光谱畸变误差抑制方法

为降低天文光谱畸变误差对多普勒测速导航精度的影响,设计结合非线性Sage-Husa噪声估计器及抗差扩展卡尔曼滤波器(Robust Extend Kalman Filter,REKF)的自适应滤波算法。当系统模型可靠时,抗差滤波能够通过预测残差判断异常量测并降低其权重;当系统模型噪声先验信息不准确时,通过Sage-Husa噪声估计器估计系统噪声协方差阵Q阵,以保证抗差滤波的效果。此外,结合多普勒测速导航及X射线脉冲星导航进行组合导航,以提高位置估计精度。仿真结果表明,该算法能够在系统模型噪声先验信息不准确的情况下有效控制光谱畸变造成的量测误差对导航精度的影响。     

跨声速气动参数在线辨识方法研究

以增广扩展卡尔曼滤波作为在线辨识工具,对再入体跨声速区的气动参数在线辨识方法展开研究.系统分析了增广扩展卡尔曼滤波对状态和参数联合辨识效果,发现缓变气动参数辨识效果良好,但气动参数变化剧烈时辨识结果有较大偏差,为克服这一缺点,将强跟踪思想引入到一般的增广扩展卡尔曼滤波器中.通过仿真表明,强跟踪增广扩展卡尔曼滤波器可以有效克服一般增广扩展卡尔曼滤波在参数变化较大时估计误差较大的缺点.     

机载自适应动目标显示雷达旁视和前视雷达的比较

运动的雷达所接收到的杂波回波会产生降低慢动目标的检测能力的多普勒带宽。采用间接地雷达平台运动进行补偿的自适应空时杂波滤波器，可以克服这种多普勒频散效应。为了应用空时处理，要求有一个多通道的天线。