一种校准空口误差矢量幅度的辐射信号产生方法

新一代通信技术愈发依赖毫米波信号，空口条件下毫米波信号质量的校准成为亟需解决的问题。在此背景下提出了一种用于空口毫米波信号误差矢量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)参数校准的W频段宽带矢量调制辐射信号产生方法，可以提供高载频、高传输速率的宽带矢量调制信号，为毫米波接收设备EVM参数的校准提供标准信号。使用倍频加混频的方式，获得符号速率1 GBaud(500 MBaud)的W频段正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK)矢量调制信号，通过天线辐射到空间传输。接收天线在远场条件处对信号进行接收，经过下变频后得到载频1 GHz的QPSK接收信号，解调后信号的EVM约为20%@1 GBaud(10%@500 MBaud)。为提高接收信号质量，研究了相应的预失真与信号平均技术，通过结合发射接收信号来估计传输链路误差并进行迭代补偿，将EVM最低降低到5.2%@1 GBaud(2.1%@500 MBaud),大幅度地提高了信号质量，为空口EVM参数校准提供了高质量的辐射信号。     

毫米波单脉冲测角中幅相不一致的影响及补偿

对于现在广泛应用的比幅单脉冲测角系统来说,接收通道的幅相一致性是确保测角精度的一个关键因素。但是在工程实际中很难保证接收通道的完全一致,尤其对于毫米波单脉冲测角系统来说,将更加困难。本文首先介绍了比幅单脉冲的测角原理及数字处理提取角误差的两种计算公式,然后结合毫米波单脉冲系统的特点及工程实际分析了幅相不一致对测角的影响,并给出了一些补偿的方法。     

大型双反射紧缩场幅相特性校准技术研究

紧缩场是天线、目标RCS测试的关键设备,它能在近距离内把馈源发出的球面波校准为准平面波。为评定紧缩场静区产生的电磁波分布是否符合准平面波特性,需要现场搭建高性能微波幅相收发系统和大型多自由度高精度扫描系统。本文以大型双反射面紧缩场静区性能校准需求为例,从现场计量幅相系统构建、大型复杂扫描系统设计、现场计量实施等方面详细分析了紧缩场静区性能现场校准相关技术。实测结果表明现场搭建的校准系统满足远距离大型双反射面紧缩场静区性能计量需求,各项检测参数量值均满足该紧缩场设计指标要求。     

大型双反射紧缩场幅相特性校准技术研究

紧缩场是天线、目标RCS测试的关键设备,它能在近距离内把馈源发出的球面波校准为准平面波。为评定紧缩场静区产生的电磁波分布是否符合准平面波特性,需要现场搭建高性能微波幅相收发系统和大型多自由度高精度扫描系统。本文以大型双反射面紧缩场静区性能校准需求为例,从现场计量幅相系统构建、大型复杂扫描系统设计、现场计量实施等方面详细分析了紧缩场静区性能现场校准相关技术。实测结果表明现场搭建的校准系统满足远距离大型双反射面紧缩场静区性能计量需求,各项检测参数量值均满足该紧缩场设计指标要求。     

毫米波衰减校准装置方案简介

随着毫米波段日益广泛应用,毫米波衰减器校准装置的要求与日俱增。用功率比法测量衰减的简单系统如图1所示。该系统除了波导元件以外,仅需一台毫米波信号发生器、功率计和数字电压表。系统中隔离器、调配器是为被测件插入点两端近乎呈理想匹配状态而应用。在测量较小衰减量时,此法可获得很高的准确度;测量大于20dB 衰减量时,误差增大,主要是功率计量程转换、功率头偏离直线性以及漂移等原因所致,因而对标准实验室来说,不能满足要求。     

正弦压力信号幅值测量无差算法研究

正弦压力校准常用比较法,通过比较标准压力传感器与被校压力传感器在同一正弦压力源中的响应完成被校传感器的幅值校准。对正弦压力信号幅值的测量算法进行了研究,提出了一种控制采样频率为标准激励信号频率整数倍的算法,可实现幅值的无差运算,理论推导和仿真实验表明,该算法能有效提高单频校准的准确度。     

正弦压力信号幅值测量无差算法研究

正弦压力校准常用比较法，通过比较标准压力传感器与被校压力传感器在同一正弦压力源中的响应完成被校传感器的幅值校准。对正弦压力信号幅值的测量算法进行了研究，提出了一种控制采样频率为标准激励信号频率整数倍的算法，可实现幅值的无差运算，理论推导和仿真实验表明，该算法能有效提高单频校准的准确度。     

扫频绝压校准装置的设计与实现

介绍了扫频绝压校准装置的设计与实现，该校准装置不仅能产生绝压正弦压力信号，还可以产生绝压扫频压力信号，可以在给定频率点对绝压传感器进行幅值灵敏度和相位的测量，也可直接测出绝压传感器在给定频率段的幅频特性曲线和相频特性曲线，校准装置的工作频率范围为（1～5000）Hz，工作压力范围为（1～200）kPa。     

RVDT角位移传感器校准技术研究

RVDT角位移传感器应用于某型号发动机,用于测量燃油调节器开度和燃油流量,与设定流量比较实现反馈,达到燃油流量随发动机状态变化准确调节的目的。介绍了RVDT传感器的应用背景、现状和工作原理,着重分析了RVDT传感器及信号调理电路的校准方法和相关试验研究。利用RVDT传感器校准装置,进行了RVDT传感器和信号调理电路匹配特性试验,表明信号调理电路设计合理,工作可靠;开展了幅值和频率激励对RVDT传感器输出影响试验研究,结果表明幅值激励对传感器输出影响大,而频率激励对传感器输出影响小。利用本套校准装置,首次为某型号发动机RVDT传感器及信号调理电路提供计量校准服务,为型号任务提供了计量保障。     

卫星推力器模拟器校准技术研究

依据卫星姿轨控半实物仿真系统的技术要求,提出一种用于推力器模拟器的校准装置设计。校准装置采用网口通信模式模拟动力学计算机的喷气指令。校准装置以FPGA和单片机为控制核心,内置信号调理模块、高精度脉冲采集模块,数据解算模块等。该校准装置已经用于卫星姿轨控地面仿真测试的校准过程中,不仅能提升效率和质量,还能替代目前由多个设备组成的校准测试系统。有效降低成本,模拟推力器的全过程在线校准。     

模拟开关调制的幅相转换电路

为了使光栅测角系统获得较高的分辨率,通常采用鉴相式电子细分。这就需要把频率随转速变化、幅值随转角变化的光栅幅值信号变成频率固定、幅值不变、仅电相角随机械转角变化的相位信号。本文介绍了采用模拟开关调制的幅相转换电路的原理,对选频放大器和模拟开关的精度进行了理论分析,并给出了实验结果。     

相控阵天线快速校准方法

相控阵天线的快速测量和校准一直是相控阵天线研究的热门问题。传统校准方法的测量速度较慢,不能满足大量工程需求的测量校准要求。针对实际工程应用需求,在对幅相求解算法研究的基础上,提出了一种基于幅度测量的快速校准方法--四相幅度校准法（FPC）。经理论分析,该方法的校准时间仅相当于采用6位数字移相器的旋转矢量法所花费校准时间的1/16。对四相幅度校准法、采用4位数字移相器的旋转矢量法和采用6位数字移相器的旋转矢量法的校准速度和校准精度做了对比试验,试验结果验证了四相幅度校准法的正确性和高效性。      

基于步进频连续波的近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统

为了克服压控振荡器（VCO）输出线性调频（LFM）信号频率线性度较差的缺点,本文提出了基于直接数字合成（DDS）技术产生步进频连续波信号的近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统,该系统具有距离分辨率高、频率精度高以及波形产生和波形控制较为简单的优点。首先,本文通过步进频连续波信号的探测原理分析了该信号的一维距离像、距离分辨率以及距离模糊的特点;然后,通过波动方程推导出近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统的重构算法;最后,在微波暗室搭建了半实物仿真成像系统,验证了步进频连续波信号在近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统中应用的可行性和有效性。     

隔离信号调理模块自动校准系统设计

针对隔离信号调理模块型号多、参量多、使用量大,采用手动计量校准耗时耗力、容易出错、工作效率低等问题,在VEE Pro软件开发平台上,设计开发出一套隔离信号调理模块自动校准系统。该系统包括仪器信息记录、校准及打印输出三个主模块,测试过程采用实时测试显示,自动进行数据处理并存档。使用结果表明：该系统操作简便,提高了工作效率及准确度,降低了人为出错几率,确保了测试数据准确可靠。     

微波幅相接收机的低中频正交优化结构

为解决微波毫米波幅相接收机的频率偏移超过中频带宽的问题,提出了一种低中频正交接收机结合双边带抑载的优化结构.利用频率误差对消的方法,获得了稳定的低中频信号,不包含微波本振源的频率偏移且保持了2路输入信号之间的相位关系.它的2路中频通道不对称,其中一路用一个晶体振荡器产生的正弦波预调制,对消过程用模拟乘法器和正交解调器在第1中频实现.与频率误差跟踪不同,它避免了锁相环引入的寄生调制和复杂性.分析了其性能,包括I/Q幅相不平衡的误差和校正.概述了一个实际的基于此结构的微波接收机,该接收机的特点是电路结构简单、成本低和小型化,性能测试结果和实际应用表明其具有较高的灵敏度和精度.     

毫米波七端口反射计系统

本文讨论了七端口网络特性,给出了校准测量公式:将七端口和六端口网络作了分析比较,最后给出了新研制的七端口毫米波反射计测量系统和测试结果。     

卫星测控系统新型校相体制的研究与实现

在许多卫星测控系统中,使用标校塔信标信号进行自动校相存在一定的局限性.为了克服这些局限性,研究了一种新的校相体制,设计了地面校相信号模拟源产生校相所需的信号,进行自动校相.从理论上分析,设计的校相信号模拟源完全能满足系统自动校相的精度要求.这种校相体制可以应用于许多测控系统中,对研究测控系统的无塔标校具有指导意义.     

振动传感器校准的理想系统——9610型

现代信号分析技术的发展,使振动传感器在宽频率范围内快速、准确的校准得以实现。我所于1992年引进了丹麦B&K公司的9610型振动传感器校准系统。该系统可以实现800个频率点同时校准,并采用随机信号作为激振信号,因而能较好地模拟实际环境。由于信号能同时作用在所有频率上,校准过程持续时间较短,整个操作过程由计算机控制,校准结果曲线或用多种方式打印输出。具体来说有以下几个用途:     

科氏质量流量计全数字闭环系统的设计与实现

科氏质量流量计(CMF,Coriolis Mass Flowmeter)全数字闭环系统,采用现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)和现代数字信号处理方法对CMF传感器进行稳定精确的闭环控制,实时性和精度较高.以高速并行器件FPGA为运算和控制核心,在相位控制中引入FIFO(First In First Out)组件,通过控制FIFO的读、写请求信号来改变时间差,实现对拾振和激励信号的相位差准确、稳定的控制;采用不连续和连续幅值控制相结合的非线性幅值控制方法,快速、准确地设定幅值,适应性强,实现对拾振信号幅值的良好控制,并控制拾振信号以稳定的幅值输出,提高CMF的测量精度和稳定性.实流标定对比实验结果表明:CMF数字闭环在零点稳定性、动态响应特性和重复性方面都优于模拟闭环,并在一定程度上提高了CMF的测量精度.      

利用调频信号实现低频振动传感器的快速校准

为了充分提高超低频振动校准系统的实用性,针对低频传感器校准的需要和该系统的特点,提出了利用调频正弦波作为激励信号,只需要一次测量即可实现对低频振动传感器的校准,校准时间由几十分钟缩短到几分钟甚至1min之内,校准效率大大提高.为了避免由于系统幅频特性不理想而在较高频段对传感器校准精度不高的缺点,提出了利用系统的动态频率特性和线性调频波时频域相关的特性,设计相应的数字补偿滤波器实现对信号源的瞬时补偿,从而实现振动台的线性调频振动.实验结果表明,振动台能够输出较补偿前更为理想的线性调频波,校准结果也更接近绝对校准,且重复性好,同时满足了校准效率和精度的要求.