甚高频全向信标改造成数字通信测向综合化系统的几种新方案

受卫星导航的冲击，甚高频全向信标（VOR）在未来航行系统中将失去它的重要地位，最终可能关闭。为充分利用VOR的频段和设备资源，本文提出了四种VOR发射机改造方案：第一是间断发射的慢速时空调制系统；第二是连续发射的二进制四相时空调制系统；第三是码分有参考信号时空调制系统；第四是时分有参考信号时空调制系统。给出了四种系统信号调制、编码、接收机设计等解决方案。改造系统的主要优点是将数字通信和无线定向综合为一体。     

GPS M码综述

M码信号是GPS系统采取的主要抗干扰措施,M码信号设计是未来军用GPS基础设施的核心问题,美国GPS联合计划办公室已于2001年8月批准了M码信号结构,计划在2004年发射第一颗M码卫星。本文介绍GPSM码信号的设计要求,M码信号调制方式设计以及信号捕获设计。     

通过信号相关方法进行高精度闭环光纤陀螺误差补偿

在线笥度要求较高及动态范围较大时，光纤陀螺仪应以闭环控制系统做为理想驱动。对于减小低频信号的扰动和准确探测在Sagnac相移随光强分布线性区域内的光强，适当的本征调制Sagnac干涉信（SIF）反馈信号是必须的，确定的调制都会伴随着不可避免的调制器和光探测器之间的串音引起的死区和偏置误差。本文提出了一个非周期控制县对SIF反馈信号进行伪随机调制的高精度闭环陀螺系统。这种随机调制原理完全消除了在测量小旋转速率时的死区，并能够通过信号相关方法对在非理想系统中的几个误差源进行固有的潜在的补偿和控制。下文半介绍这个相关性控制的原理，并将其应用于一系列本文所的闭环光纤陀螺的专门的控制环。从几个实现相关控制的高精度闭环螺的原型得到的结果表明：偏置误差可以减小两个量级，并且随机游走也显著降低。     

USB测控通信载波功率的一种分配策略

针对USB(统一S频段)通信中副载波信号的功率分配问题,提出了一种载波功率分配策略,实现了副载波功率的最优分配,达到了提高功率效率的目的。结合某卫星副载波的特点,以应答机对副载波的检测门限为依据,对测控上行各副载波功率进行分配。计算结果表明,该载波功率分配策略在残留载波和遥控指令副载波的调制损耗上要优于传统常用调制度分配方法。该功率分配策略能够为卫星通信提供更佳的功率分配,使上行各种副载波信号能够达到卫星接收解调的最佳门限。     

高阶QAM调制制式识别及其系统实现

研究了非协作通信系统中16QAM、32QAM、64QAM三种常用高阶QAM(正交幅度调制)的调制识别问题,提出了一种基于信号四次方谱和幅度特征的联合参数高阶QAM调制识别方法,并给出了详细理论分析及计算机仿真结果。该方法运算量低,易于工程实现,其正确识别率受载波及符号率估计性能影响较小。最后,基于FPGA通用硬件平台,测试结果验证了所提算法的有效性,达到了系统设计要求。在信噪比为14 dB时,正确识别率在90%以上。     

基于调制域增强副载波剥离的 GPS M码授权码流提取方法

针对 GPS M码授权码流获取问题,提出 1种新的基于调制域增强副载波剥离的方法。该方法利用 GPS C/A码和 M码码片起始位的相关性,在调制域上利用 BOC调制短码信息对 GPS M码信号进行累加增强,获取授权码流。首先,利用公开的 GPS C/A码辅助获取 GPS信号载波相位和 C/A码码相位;然后,分别利用获得的 GPS信号载波相位和 C/A码码相位,完成 GPS C/A码与交调量的剥离以及 M码授权码的初始相位对准;进一步,利用 BOC调制短码信息在调制域上实现累加增强,完成副载波剥离,获得 GPS M码授权码流;最后,利用实际采集信号对所提方法有效性进行了验证,并与现有方法进行了对比。结果表明,所提方法能够克服带宽内 P(Y)信号旁瓣能量对 M码授权码提 取的影响,可带来 3.5 dB左右的性能改善。     

高动态信号模拟器中的多普勒模拟算法

 为了测试卫星定位系统接收机的性能,须用信号模拟器来模拟各种条件下真实的卫星发射信号。卫星信号模拟器由软件、硬件和上位机三部分组成。系统主要包含目标运动轨迹计算、误差计算、导航电文生成及信号调制发射等功能模块。中频信号处理中的多普勒频移模拟是高动态卫星信号模拟器要解决的一项关键技术。为此,提出了一种全相参的多普勒模拟算法,基于真实的高动态运动模型解算出伪码和载波的频率字,在现场可编程门阵列（FPGA）中通过数控振荡器(NCO)设计产生真实的动态卫星信号。通过实际测试并与理论数据进行了比对验证,模拟出的动态特性与真实卫星信号的多普勒特性一致。     

高动态扩频信号的捕获跟踪与解调

本文给出了一种高动态扩频信号的跟踪解调方法，采用数字平方环载波捕获跟踪，并实施数字下变频对无载波频率变化的扩频信号进行简单相干积累解扩解调，变二维捕获过程为两个一维捕获过程，简化了高动态情形设计方案。     

比相测距系统的天、地零值校准（下）

4 比相测距系统相位匹配(相位色散值)的校准 比相测距系统,不论采用伪码或侧音测距,都是将测距信号按一定方式(调相或调频)调制在载波上经天线发射到空间,再由目标应答机转发回地面接收系统,最后用测量收、发测距信号(伪码或侧音)的相位移(时延)来测定空间目标的距离。由于这种比相测距系统是以测相来实现测距的,测距信号在传输过程(地面→空间→应答机→空间→地面)任何一个环节上所产生的相移都将直接转换为距离测量值。因此,必须采用前节所述的方法首先将应     

多载波调制结合Turbo编码技术的性能分析

多载波调制是一种有效克服衰落信道频率选择性的技术,从而显著减少码间干扰(ISI)。Turbo码以其接近香农极限的工作性能受到人们的注目,它能在极低信噪比条件下提供可靠通信。把多载波调制与Turbo 编码结合起来能够对整个系统提供显著的性能增益。本文试图对采用这两种技术的通信系统给出性能上的评估。     

连续相位调制解调技术研究

连续相位调制（CPM）是一种相位连续的恒包络调制方式,以其较高的功率有效性和带宽利用率,在未来军用遥测系统中具有广阔的应用前景。研究适用于多进制部分响应CPM信号的相干解调技术,阐述了如何在信号状态网格图的基础上应用维特比算法对信号进行解调,并给出了最大似然序列检测（MLSD）接收机的结构。在高斯白噪声信道下对该算法进行性能仿真,结果表明,在载波恢复准确的情况下,该算法能够得到最佳的解调性能。     

卫星通信信号体系调制识别技术

对常用卫星通信信号的高阶累积量和高阶谱的谱线特征进行了理论分析与仿真,提出一种基于高阶累积量和谱特征相结合的卫星通信信号调制方式识别方法。该方法从升余弦成形信号的高阶累积量、功率谱、平方谱和四次方谱中提取一组健壮性强的特征参数,在没有先验知识的条件下,完成对卫星信号符号速率和载波频率的盲估计,并在此基础上实现调制方式的自动识别。该方法涵盖了目前绝大多数的卫星通信调制方式,初步形成了卫星通信信号调制识别体系。仿真实验表明,该方法能够克服升余弦成形带来的影响,在实际中有较好的应用前景。     

一种应用于低频电磁波通信的快响应原子磁强计

相较于传统线圈，原子磁强计作为低频电磁波通信信号磁传感接收器具有体积小、灵敏度高的优势。基于射频光双共振原理实现原子的宏观极化和相干进动，并通过探测磁矩横向分量来获得待测磁场信息,最终实现一台灵敏度500 fT/Hz1/2@1～5 Hz，响应带宽3.5 kHz的原子磁强计。并利用该原子磁强计作为磁传感器对频率200 Hz、磁场分量幅度10 nT的电磁波开展了通过探测磁场分量接收通信信号的实验，实现码率200 /s的电磁波通信信号的接收，验证了该磁强计作为接收机接收低频电磁波通信信号的能力。     

一种基于非平稳信号分析的时相调制信号解调算法

基于非平稳信号分析方法,对时相调制(Time-Phase Modulation,TPM)信号的时频分布特性进行了详细分析,建立了TPM调制信号相位突变与时频分布幅度的映射关系,利用该映射提出了一种基于非平稳信号分析的TPM调制信号解调算法,并对该解调算法性能进行了理论分析,讨论了最佳判决门限选取方法,仿真结果验证了理论分析的正确性。理论分析及仿真表明,基于非平稳信号分析的TPM调制信号解调算法获得了优于传统的相关解调的调制系统差错性能。     

航天飞机运载器的靶场安全指令接收/解码器

靶场安全用的停飞分系统是所有航天器发射运载器的一个组成部分。该分系统中的指令接收和解码器接收上行射频信号,启动停飞动作。对于无人航天器运载器,靶场安全上行指令信号由一组选定的IRIG单音组成(按特定的顺序,对射频载波进行调频)。航天飞机的发射,则采用了一种更为复杂的主字母(High-Alphabet)调制技术,这种技术能更好地防止干扰信号所引起的误炸。航天飞机系统使用了一种复合指令调制格式,即由几种不同的单音组成,对标准的UHF载皮进行调频。指令字中的字母由两个同时发送的单音组成,这两个单音选自7个可供使用的单音频率。这7个单音一次使用两个,可形成一个21个字母的字母表,用这些字母构成指令字。每次任务可选择发射字母序列。对于任何一次任务,大约有10~(12)种可供选用的代码组合。对于航天飞机发射,空间运输系统的固体助推器和外储箱要加靶场安全指令接收—解码器。接收机部分设计成单超外差式,在制造过程中固定调谐在一个合适的射频中心频率上。解码器部分采用一个微处理器进行解码。解码器在飞行前编好程,使之仅能识别这次任务的代码。此外,借助微处理器利用快速付利叶变换(FFT)完成单音解调。由固态输出开关给停飞炸毁机构输出解码器输出电压     

九开关变换器驱动六相电机的载波调制PWM控制

针对九开关变换器驱动六相永磁同步电机系统的断相运行状态,研究了一种基于有效作用时间的载波调制PWM控制方法。给出了九开关变换器及基于有效作用时间的载波调制PWM控制的基本原理,建立了正常情况下六相PMSM的数学模型,根据单相和两相断路后电机相应的约束条件,采用空间解耦变换矩阵,分别建立了单相断路和两相断路后的电机数学模型,在Matlab/Simulink中进行了仿真实验,验证了所提控制方法的可行性。     

暂态信号形成的参量阵声场特性

暂态参量阵技术容易获得低频宽带信号,是诸多声呐系统广泛使用的信号模式。在众多描述非线性声波 传播的理论模型中,KZK方程能够准确地描述有限振幅声波传播的衍射、吸收及非线性效应,是描述参量阵非线性 声场最为精确的方程之一。文章从KZK方程的时域求解出发,对常见暂态信号自解调形成的参量阵进行分析。 理论研究表明,暂态信号参量阵的声场特性主要与信号包络的载波、上升沿有直接关系。高斯包络脉冲的上升沿 越陡峭,相同轴向位置的低频分量幅值越大,相同峰值功率前提下的能量转换效率越高；当被调制载波的中心频率 一致时,正线性调频信号调制得到的参量阵声压幅值要略高于负线性调频信号。文章可为暂态信号参量阵的辐射 波形选择提供初步的理论指导。     

基于FRFT和相位差分算法的信号特征提取

基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)算法的信号识别方法已广泛应用于雷达信号处理领域,相位差分算法对于检测相位编码信号尤为高效。基于 FRFT和相位差分法的信号检测算法已被提出,但在较低的信噪比下该算法并不能准确识别 LFM、LFM-BPSK信号。针对低信噪比背景下该算法性能较差的问题,给出 1种改进的算法,并通过加入多相编码信号的识别,扩大其适用范围。仿真验证结果表明,提出的算法不仅较原有算法能在较低信噪比条件下有效检测 LFM、BPSK、Frank3种单一调制方式的信号,还能检测出复杂调制的 LFM-BPSK信号。     

基于FPGA的BOC(1,1)信号捕获技术

BOC调制是新一代卫星导航系统中广泛采用的调制方式,在时域上具有多峰值特性,副峰的存在增加了捕获的难度。采用自相关副峰消除技术(ASPeCT)在原有的BOC码相关支路的基础上增加一条伪码相关支路,可以有效削弱码相位检测函数的副峰,避免误捕获,是一种性能良好的BOC信号捕获技术。提出一种采用二维并行快速搜索的在FPGA芯片中实现ASPeCT捕获技术的方案,可以显著缩短捕获时间。在理论分析和仿真验证的基础上,采用Verilog硬件描述语言在接收机FPGA+DSP平台上编程实现,在露天测试中,成功捕获到Galileo E1B卫星导航信号,并对ChipScope采集的数字中频信号的多普勒频率和码相位静态捕获结果进行验证,与同一段信号的Matlab仿真结果一致,证明所提出的技术方案正确合理可行。     

光纤陀螺的随机过调制

大多数光纤陀螺的结构为Ｓａｇｎａｃ干涉仪,是干涉型光纤陀螺,并且对输入的传动速率仅呈现二阶（余弦）敏感性,为引入一阶（正弦）敏感性需进行相位调制,这使我们能够观测输入角速率的大小和方向,光纤陀螺相位调制,第一个是测量角速率的信噪比,第二个是校正引起陀螺漂移的调制信号的电耦合,在早期的光纤陀螺中,是把±π／２的方波调制信号加在干涉仪中,后来,±π／２或３π／２与方波复合调制被用来校准阳位调制的精度。