基于星载气象雷达的非线性调频信号优化设计

随着天气观测、研究和规划的进展,气象雷达技术的开发工作取得了重大进展。脉冲压缩使新一代低成本、紧凑型星载天气雷达系统成为可能。为了抑制脉压带来的距离旁瓣,目标探测雷达通常采用基于幅度调制和失配滤波的方法,但由于其存在主瓣扩展和功率损失等缺点,不适用于气象观测。非线性调频（NLFM）信号可以调整其功率谱密度,在明显不降低信噪比的情况下提供较低的旁瓣输出。本文设计了一种新的波形优化框架。该框架通过多目标粒子群优化算法（MOPOS）构造了一种针对气象粒子目标的非线性调频（NLFM）脉冲压缩波形,实现了极低的距离旁瓣电平和较高的多普勒容限,可以显著地缓解非常有限的卫星峰值功率的限制和卫星平台运动导致的多普勒对系统影响。仿真实验结果表明：改进的非线性调频波形具有良好的性能。     

宽带噪声调频信号产生系统的数字化硬件实现

宽带高精度的噪声调频信号在现代电子干扰系统中应用广泛。传统的模拟或半数字化的噪声调频信号产生方式容易受到温度等环境因素的影响,已无法满足现代电子战中对噪声调频信号的要求。提出了一种新型的噪声调频信号产生方式,基于现场可编程门阵列FPGA的全数字化实现架构,通过直接数字频率合成DDS技术实现。FPGA的时序分析结果表明,该系统主频到达了250MHZ以上。对硬件实现电路的测试结果表明,该系统能够产生带宽超过300MHZ、带宽调整精度5kHz以内的噪声调频信号。     

宽带相控阵雷达孔径渡越时间补偿

基于宽带相控阵雷达孔径渡越时间对一维距离像影响的分析,提出了一种孔径渡越时间数字补偿的方法.根据线性调频(LFM)信号的解线性调频处理特点,采用时间补偿处理.在子天线阵实现实时延迟补偿.实验与仿真结果表明:该法可对孔径渡越时间进行有效补偿,具一定的参考价值.     

基于FrFT优化窗的STFT及非线性调频信号瞬时频率估计

瞬时频率(IF)是描述非平稳调频信号最基本的参数,调频信号广泛应用于声纳、雷达、通讯和生物等领域。本文采用分数阶Fourier变换来优化STFT的窗函数,并估计非线性调频信号的瞬时频率。进行了详细的误差理论分析。同时在实验上和Wingner分布(WVD)、短时Fourier变换(STFT)进行误差(MSE)比较分析。仿真证明,FrFt优化窗STFT对估计非线性调频信号的瞬时频率具有良好的性能。     

基于数字波形合成的PCM/FM调制技术

随着无线通信向数字化、软件化发展,采用软件无线电技术实现各种通信功能成为目前研究的热点。在广泛应用的PCM/FM遥测体制中,PCM/FM调制模块也可采用基于软件无线电的数字方法来实现。相比于模拟技术,数字技术可以改善模拟锁相调频电路的低频响应特性,有利于增强系统的稳定性和灵活性,并能有效地提高传输效率和保证传输性能。在PCM/FM调制的数字化实现方案中,结合了直接波形合成(DWS)及数字上变频(DUC)技术,以DSP为核心,通过软件算法将PCM信号分解为基带I、Q(同相、正交)信号,I、Q信号分别与各自的载波相乘后相加形成正交调制数据流,然后经过D/A转换得到正交调制模拟信号。其中的软件算法部分采用MATLAB语言进行全精度仿真及验证。     

数字锁相环在频分制遥测中的应用

FM/FM频分制是常用的遥测体制之一。而FM遥测数据直接数字解调以便和计算机输入口相兼容更是今后的发展方向之一。本文介绍了使用数字锁相环来实现模拟FM信号直接数字解调的设计思想,讨论了环路几个主要参数的设计方法。由于数字锁相环性能良好,且实现也较容易,因此可望在数字式FM解调器中得到广泛的应用。     

PD雷达导引头目标信号的射频仿真

介绍了脉冲多普勒 (PD)雷达导引头目标信号模拟器的实现原理及方案以及信号特征直接处理方法 ,一种新的应用于现代PD雷达的相参模拟手段 ,其原理是在雷达导引头的发射信号上直接引入时域、频域及空间的目标信号特征参量来产生目标回波信号。在论述比较各种实现途径的基础上 ,提出了模拟器的一种实现方案 ,该模拟器采用数字射频存储器(DRFM)技术产生目标距离延迟 ,通过大动态程控衰减器实现目标信号幅度处理 ,由直接式数字合成器 (DDS)模拟目标多普勒频率 ,利用天线阵列模拟目标信号的角位置     

基于TDRSS的高速数传信号载波捕获及跟踪算法研究

以TDRSS数传系统为研究背景,针对TDRSS数传信号的特点,以实现高速8PSK调制信号的载波同步与跟踪为研究前提。提出了一种采用二叉树(BinarySearchTree)频率搜索方法实现捕获及采用平均"滑动窗"递推最小二乘(RLS)一步预测方法实现频率跟踪的算法,并针对此方法进行了理论推导和蒙特卡洛(MonteCarlo)仿真。结果表明:该方法适用于全数字高速数传8PSK调制信号接收系统,同时也可移植、推广至全数字雷达接收机中。     

雷达信号脉内调制特征的时频分析

以线性调频与非线性调频信号为例 ,对雷达信号的脉内调制特征进行了时频分析。首先 ,通过求取解析信号的瞬时相位微商的方式得到信号的瞬时频率 ;然后引出Wigner分布和小波变换的方法 ,对信号进行分析 ,从而得到了调频信号的时频分布 ;最后 ,对这三种方法作了分析比较 ,指出小波变换方法是进行雷达信号脉内特征分析的有力工具     

一种正弦调频信号的数字解调技术研究

提出了一种正弦调频信号参数数字估计方法,首先利用子带分析滤波器组对信号进行时频分析,根据时频特性所提供的频率变化信息,进一步采用双滤波器结构进行参数估计。仿真结果表明,该方法能有效地检测出信号的调频特征和较准确估计出参数值。在算法的实施过程中,不含求根、变换等复杂运算,易于硬件实现。     

基于多组合窗函数的NLFM信号匹配滤波器设计

文章研究了在相位逗留原理的基础上采用由多种窗函数线性组合得到的组合窗设计NLFM信号的波形与脉冲压缩滤波器,重点分析了组合窗函数的组合参数及窗函数数量对NLFM信号脉冲压缩结果的影响。仿真结果表明,在一定条件下对基于三种窗函数线性组合的组合窗设计的NLFM信号进行谱修正滤波后,主副瓣比（RMS）可提高4．6～8．9dB,而主瓣展宽和主瓣损失变化较小。     

宽带雷达目标射频仿真及其应用

基于复杂目标雷达散射截面(RCS)计算,建立了宽带雷达目标、杂波与欺骗干扰信号的数学模型和射频仿真方法,给出了基于数字射频存储技术的目标模拟及雷达目标回波信号的产生方法。以F-16战斗机为例,计算了典型复杂目标的RCS,给出了高分辨一维距离像和目标回波信号的仿真结果。     

一种新的软件实现PCM/FM码同步的方法

根据PCM/FM信号的特点,提出一种软件提取码同步信号的新方法。该方法使用数字瞬时测频法检测信 号每采样点的频率,根据该频率与中心频率之差提取双边沿信号,并用一个除N记数器,得到完整的码同步信号。文中 给出全数字码同步器原理图、MATLAB仿真的性能曲线图和VC实现的软件流程。     

星载功率放大器NPR测试方法研究

针对星载功率放大器噪声功率比(noise power ratio,NPR)指标缺乏考核方法的问题,根据多载波非线性工作原理,使用基于数字I/Q调制的方法在Matlab里编辑基带波形文件,形成具有陷波的宽带多载波信号,依据频谱仪采样的数字预处理方法校准宽带多载波信号的幅度平坦度,调节矢量信号源I/Q两路的功率偏置进而调整陷波的深度来生成满足条件的宽带多载波激励信号。通过输入放大器该校正后的激励信号、分析被测放大器件输出端频谱陷波内产生的互调失真分量的测试方法,设计了通过矢量信号源和频谱仪进行测试的方案。根据方案所搭建的测试系统,完成了某K频段行波管放大器（主载波频率为19800MHz,带宽为80MHz）的测试验证。研究结果表明,提出的NPR测试方法有效可行,为考核星载微波功率放大器NPR指标提供了具体的测试方法。     

一种新颖的幅频特性测量方法

阐述了一种仅采用信号源和频谱仪两种仪器，测量幅频特性的新颖方法，并给出了一个测量卫星转发器幅频特性的实际例子。     

锁相环中数字分频器对输出信号相位噪声和杂散的影响

基于对数字分频器混叠效应的分析,解释了锁相环相位噪声线形模型与一些实验 结果误差较大的原因。并通过对数字分频器的建模,得到了数字分频器输出信号相位噪声和 杂散的计算方法。实验证明这种方法的计算结果与实验结果相吻合。再以此修正锁相环相位 噪声线形模型,使锁相环输出信号的相位噪声和杂散的预测能够更加准确。     

基于FPGA的通用串行信号产生器的设计

在国内航空航天飞行器的研制过程中,经常重复设计各种串行信号产生器。为解决该问题,文中分析了串行信号和FPGA的特点。给出一种基于FPGA的通用串行信号产生器的设计方法。以某型号导弹串行信号产生器作为实例,介绍设计方法,并给出该实例在工程实现时所采用的设计方法以及设计中应注意的问题。用该方法设计的串行信号产生器具有电路简单、修改方便、成本低、面积小的特点。     

一种用于FM-FM遥测系统的测试信号源

介绍一种满足IRIG标准的FM- FM 调频信号源。根据试验结果,证明这种信号源不仅性能稳定,而且具有很好的灵活性。在各类符合IRIG标准FM- FM 体制遥测接收机的研制中具有一定的实用价值     

基于五光谱TDICCD的模拟信号发生器设计

首先介绍了延迟积分电荷耦合器件（TDICCD）的基本原理,并根据某高分辨率多光谱航天相机定制的一款五光谱TDICCD的输出特性,设计了一种基于五光谱TDICCD的模拟信号发生器,给出了该模拟信号发生器的系统组成,包括图像处理电路、数模转换电路和模拟信号滤波电路。最后通过测试验证了该系统的信号波形、信号噪声和输出图像都满足设计要求,其输出的16通道模拟五光谱TDICCD信号频率可以达到20MHz,噪声控制在10mV以内,具有高精度、多通道和低噪声等特点。目前该模拟信号发生器已成功应用到新一代高分辨率多光谱TDICCD相机成像电路系统的研制中。