基于频谱仪的脉冲调制信号功率校准技术研究

脉冲调制信号是雷达和数字通信系统中的一类重要信号。本文主要研究脉冲调制信号的功率测量方法,讨论并分析了脉冲调制信号的频谱特点,提出使用频谱分析仪实现脉冲调制信号的平均功率和峰值功率的测量,并采用正弦调幅法对频谱分析仪的测量结果进行验证。实验表明使用频谱仪测量脉冲调制信号功率简单易行且具有较高的测量精度。     

注入锁相源相位噪声的测试

单振荡源法测量振荡器的相位噪声,是一种绝对测量方法.这种方法不需要基准参考源,在信号功率较大时,可以有很低的门限.但是在信号功率较小时,门限要相应降低,对于很微弱的信号,甚至没法测量。介绍了用注入锁相的方法来弥补这个缺陷.分析了注入锁相源的噪声性能和用注入锁相法测量相位噪声的准确性和范围,并介绍了八毫米波段微弱信号相位噪声的测试实例.     

FSA系列频谱分析仪简介

频谱分析仪是信号在频域分析中的重要工具。近年来,频谱分析仪发展很快,从早期的只能定性分析、手动操作发展到现在能精确地定量分析、自动测试。其功能也越来越多,日益完善,操作越来越方便。本文介绍的FSA频谱分析仪就是其中一例。FSA频谱分析仪采用了先进的技术方案,如前端电路中采用分离滤波器代替常用的固定衰减器,使灵敏度提高;用五级相同滤波器串联形式,实现准连续分辨带宽调节,提高了分辨力;对第一本振用多锁相环方案降低了相位噪声;电路中加进微处理器提高了仪器的智能化程度,从而使该仪器与同类频谱仪相比较,具有灵敏度高、相位噪声低、频率和幅度误差小、操作方便等优点。可供工程技术人员和生产频谱仪的厂家参考。     

在月球背面进行低频射电天文观测的关键技术研究

月球具有足够大的尺寸,能够有效地遮挡来自地球的低频电磁波干扰,因此月球背面是进行低频射电天文观测的最佳场所。本文论述了利用低频射电频谱仪在月球背面进行空间低频射电天文观测的意义,给出了低频射电频谱仪工作原理、科学探测目标和系统组成。研究了低频射电频谱仪的设计,并采用低频射电频谱仪对北京中关村地区空中低频电磁波辐射频谱进行了试验探测,结果表明:低频射电频谱仪能够清晰地探测到0.1~40 MHz频带内的广播电台及授时台等发射的低频电磁波信号。     

卫星转发器幅频特性测量新方法

阐述了采用信号源和频谱仪两种仪器测量卫星转发器幅频特性的新方法，并给出了一个实际的例子。     

一种超高分辨率频率计

目前在美国国家标准局正在研制一种用来测量受相位噪声污染的周期信号频率的新型仪器。这种频率计利用标准逻辑电路按简单算法以平均重迭的时间间隔为原理。由于在平均过程中改善了信号-噪声比,使受白相噪声污染的信号的单次测量标准偏差与τ~(-1.5)成正比(其中τ为测量时间)。相反,使用标准频率计数器来测量其相应的不确定度在白相噪声区域与τ~(-1)成正比。因此,在该频率计的许多可能应用场合,和采用目前现有仪器以同样时间间隔进行测量比较起来,可将污染噪声所造成的测量不确定度降低几个量级。     

“嫦娥4号”任务有效载荷系统设计与实现

"嫦娥4号"任务将首次实现人类在月球背面软着陆。通过分析任务特点,以多类型有效载荷配置为背景,介绍了以科学目标和探测任务为核心的有效载荷系统设计思路和实现方法。同时针对首次在深空探测领域搭载国际合作有效载荷项目情况进行了说明。"嫦娥4号"任务最重要的科学目标是利用月球背面洁净的电磁环境进行天文低频射电观测,因此分别在着陆器和中继星上新增配置了国内新研制的低频射电频谱仪及荷兰研制的低频探测仪。科学探测的太阳爆发产生的低频电场信号极其微弱,如何消除着陆器和中继星上其他电子设备发射的近场噪声对远场探测信号的干扰就成了本次任务的最大难点。在相关研制单位的多方努力下,通过优化接收天线设计和地面数据处理算法等多种手段,实现了低频探测信号不低于30 d B的噪声抑制性能,具备了实现科学目标的能力。     

美国的宇载雷达遥感试验及未来计划

雷达遥感是一种有源微波遥感技术。它包括合成孔径雷达(SAR),雷达散射计、雷达高度计及地基有源微波频谱仪等。美国的雷达遥感计划始于1966年。目的主要是利用宇载、机载和地基(包括车载)的雷达设备,研究地球和其它行星表面的微波频率响应特性。SAR用于军事侦察与测绘、地质、地理、水文、海洋和农业等部门的遥感测量;高度计用于海洋地貌和海洋大地水准面的测量;散射计用于海洋表面风场和海流的测量;宽带的有源微波频谱仪主要用于地物散射特性曲线的测量。     

基于CCD的单缝衍射条纹光强测量与小波去噪技术研究

通过CCD的数据采集对单缝衍射条纹的光强进行测量试验,简要分析了试验中的噪声来源。提出使用小波技术对CCD的采集信号进行噪声滤除,详细讨论了小波的分解与重构以及在去除噪声中的应用。试验结果表明,小波技术能完全滤除噪声。     

多路纳秒时差自动测量系统的研制

介绍了一个适于多个频标相位和长短期频率比对的高精度测量系统。比对信号采用5MHz,与一个分辨力为Ins的计数器相配,时差测量的理论分辨力为0.2ps;相位测量的本底噪声为±0.3ps(rms);频率测量的本底噪声为4×10^(-13)/τ(τ<100S)。还对系统中的差拍器的设计原则和具体实施考虑作了介绍。     

SERF原子自旋惯性测量检测误差分析及抑制

在无自旋交换弛豫(SERF)原子自旋惯性测量装置中，检测系统的性能是决定输出信号灵敏度和稳定性极限的关键因素。为有效抑制SERF原子自旋惯性测量的低频随机噪声，在横向电子自旋极化率稳态解和旋光角表达式的基础上，建立检测相关的输出信号误差机理模型，明确了检测系统影响最终测量信号噪声的主要因素。研究结果表明：检测光入射气室时的初始光强作为信号背景直接引起刻度系数的波动而非作用于电子自旋，而检测光的非理想线偏振导致电子自旋产生横向抽运效果和横向光频移作用，从而引入测量误差。针对检测系统影响测量信号噪声的主要参数，设计了参数优化路径：先通过优化检测光频率，提高惯性测量刻度系数，后通过检测光功率的优化，减小横向抽运效应、横向光频移作用及检测光背景波动。实验表明：通过对比输出信号的Allan方差，优化后SERF原子自旋惯性测量的零偏不稳定性减小了1.8倍，速率斜坡噪声系数从0.124 (°)/h²减小至0.041 (°)/h²，达到了抑制测量信号低频随机噪声的效果。     

一种互相关法测量相位噪声理论及仿真分析

相位噪声测量是无线电计测领域的重要研究内容，随着信号源等各种信号仪器设备的不断发展，相位噪声测量技术方面也产生了更高的要求。介绍了互相关法测量相位噪声的理论与仿真分析方法，通过理论推导阐释了互相关法抑制干扰噪声的原理，在推论的基础上建立了基于MATLAB的仿真分析模型，仿真验证了不同互相关次数下，系统噪声底部的改善程度，并进一步分析了双通道相关性对互相关运算结果的影响，得到了对应的仿真验证结果，为相关的工程设计提供参考。     

基于CCD的单缝衍射条纹光强测量与小波去噪技术研究

通过CCD的数据采集对单缝衍射条纹的光强进行测量试验,简要分析了试验中的噪声来源.提出使用小波技术对CCD的采集信号进行噪声滤除,详细讨论了小波的分解与重构以及在去除噪声中的应用.试验结果表明,小波技术能完全滤除噪声.     

一种基于自适应滤波的GPS滚转角估计方法

全球定位系统（GPS）测姿技术主要是利用GPS载波相位和信号功率2种方法，但是测量信息单一且独立，针对旋转载体的测姿问题，提出一种基于自适应滤波的GPS滚转角估计方法，通过融合GPS接收机天线信号功率和多普勒频率信息测量载体滚转角和滚转角速度。利用当前统计模型对滚转角和滚转角速度测量进行系统建模，根据滚转角预测估计值选取量测量，并提出自适应滤波，采用滚转角加速度估计自适应滤波算法，实现了对系统噪声方差阵的自适应调整，避免了滚转角加速度最值的选取问题，降低了噪声的影响。通过仿真验证了基于自适应滤波的GPS滚转角估计方法的可行性，结果表明该方法的测量精度高于无迹卡尔曼滤波（UKF）。      

三点法EST测量直线度的误差分析

叙述了三点法误差分离技术测量回转体素线直线度误差的原理，分析了参数选择、测头间距误差、传感器标定误差、工件安装误差对测量误差的影响，探讨了对信号谐波和测量噪声的抑制措施，以提高直线度误差的测量准确度。     

基于Riccati方程解的高增益未知输入观测器设计

针对具有未知输入和测量噪声的一类Lipschitz非线性系统,研究了状态估计、噪声估计及未知输入重构问题.通过将输出噪声看作扩展状态,把原系统转化为描述系统.针对描述系统,首先基于Riccati方程的解,提出了一种高增益观测器设计方法,实现对系统状态的估计和测量噪声的重构;之后,设计二阶高增益滑模观测器精确估计输出的微分,并利用状态和输出微分的估计,提出了一种未知输入的重构方法.在一Riccati方程有解的前提下,所提出的未知输入和测量噪声的重构,均适用于强时变信号.最后,对一个实际模型仿真,验证所提出方法的有效性.      

Freeman链码在CCD输出信号处理中的应用

测量信号噪声数据的处理是仪器仪表设计和生产的必要内容,采用解析几何或者傅立叶变换得到特征频谱来判断一段离散数据曲线上的噪声大小,运算复杂.通过对Freeman方向链码的分析,提出利用Freeman方向链码判断一段曲线上的噪声程度,量化后作为平滑窗口尺寸选择的依据,并在处理线阵CCD输出信号中与固定窗口曲线平滑及FFT数字滤波器进行了比较,证明了其可行性.Freeman链码的应用简化了在单片机编程中使用数字滤波器的大模块的编程,降低编程难度,同时使信号噪声的处理仅仅在数学运算阶段,不引入其他的电路噪声,比以前增加电子元件完成信号处理的方法能更好地抑制噪声.     

小管径超声波流量计去噪方法

超声波流量计中存在各种噪声,直接影响流量测量的精度。文章首先分析了小管径超声波流量计中噪声的来源,从实时性的角度出发,提出了一种直接对测量时间差进行去噪的方法,避免了对原始超声波信号进行采样、分析带来的实时性差的问题。针对随机噪声和声学噪声引起的时间差数据中的误差,以硬阈值小波滤波作为第一级滤波、中值加均值滤波为第二级滤波进行处理。通过流量测量实验,验证了去噪方法的有效性,结果表明,去噪后流量计的瞬时测量误差小于1%。     

通信卫星测试仪

1309-2型通信卫星测试仪,能够在C和Ku波段频率范围内测试通信卫星接收机。它能够从3.7至8.4千兆赫,10.7至12.2千兆赫,14至14.5千兆赫范围内测试信号,因而在C和Ku频段范围的下行和上行线频率都包括进去了。测试仪的输出电平以大的精度在C频段内130分贝范围里和在K_u频段内100分贝范围里变化,所以接收机的动态范围可以很精确的测量。提供输出信号的信号源是速调管空腔调谐振荡器。这种型式的振荡器产生的信号具有低的边带调频噪声。这个特性使得它适用于频分多址通信系统单边带信道中测量噪声电平。     

光纤陀螺中分形噪声的参数估计和去除

光纤陀螺零漂信号中主要存在分形噪声和高斯白噪声,采用传统的时间序列分析法很难去除这类混合噪声.基于小波分析,提出一种分步估计加性白噪声强度和分形随机过程参数的新方法.先通过拟合自相关函数,估计出白噪声的强度;再在小波变换域估计分形噪声参数,并选取适当软阈值对测量值滤波.实验结果表明该估计和降噪方法有效地去除了光纤陀螺中的混合噪声,且不需要噪声的先验知识,具有很好的适应性.