科研成果介绍

宽带射频数字接收机体制及信号处理技术 主研人员：肖先赐 唐 斌 魏 平等 宽带射频数字接收机体制及信号处理技术提出了一种全概率雷达信号数字接收机体制的新概念。对该新型接收机工程实现的关键技术进行了理论方法和工程实现技术的深入广泛研究，验证了这种新型接收机的工程可行性。该接收机具有覆盖频带宽、灵敏度高，雷达脉冲信号全信息录取和实时性好的特点。同时提出了一种新型瞬时测频接收机，对工程制作具有重要参考价值。 ATM用户接入设备研究 主研人员：胡 钢 涂晓东 李乐民等 该成果成功研制了ATM用户接入设备和基…     

WOLA滤波器组信道化接收机技术

多相DFT滤波器组是实现信道化接收机的一种高效结构,但是该结构要求信道数目与抽取倍数必须相等,限制了接收机参数设计的灵活性。该文将WOLA滤波器组引入信道化接收机,以信号的平移代替窗函数的平移,对加权、叠接、相加后的信号进行DFT变换,实现了多相DFT滤波器组的相同功能,又解除了抽取倍数与信道数目的约束关系,是多相DFT滤波器组的一种推广形式。仿真结果验证了WOLA滤波器组在实现信道化接收机时的有效性。     

一种快速测频的方法

介绍了一种利用信号变换处理提高数字接收机测频速度的方法,并对其测频原理进行理论分析和仿真、FPGA实现。在实际应用中,该方法可用加法器替代乘法器,因此大幅减少了计算量。同时,还对该方法的性能进行了分析,就标准偏差指标对比了Prony法和FFT法,表明其抗干扰能力也比较强,说明了该方法有一定的理论和实际价值。     

基于DFT滤波器组的多信号高效数字下变频

高速采样数据的快速下变频是大监视带宽数字接收机研究中的一个难点问题,该文基于DFT滤波器组提出了一种多信号的高效数字下变频结构。该结构在完成高采样率下的宽带高效数字下变频和采样率变换的同时,还具备并行处理多信号的能力,其结构中单级乘法结构的采用不仅缩短了处理时间,还减少了所需的硬件资源,在面对参数变化的信号时,优势更加明显。计算机仿真和FPGA硬件仿真验证了该结构的可行性。     

非搜索法测频接收机的一种新变型电路

本文提出了一种新的非搜索法测频接收机变型电路。在此接收机中利用高频信号的调相方法来减少滤波器数目。它只用(m+n)个滤波器,就可得到具有m×n个滤波器的一般分路测频接收机的频率分辨率。通过一个数值例子可以证明:它的性能胜过矩阵式接收机。     

一种低采样率的UWB信号接收技术

针对目前UWB信号接收机对高采样率A/D器件的依赖给出了一种低采样率的UWB信号接收机结构。简要分析了该接收机的接收原理,以及加性白高斯信道中的接收性能,并以4路并行滤波为例,对该接收机的接收性能进行了计算机仿真。计算机仿真的误比特率结果表明,仿真结果与分析结果相近。     

基于相位匹配原理的宽带信号接收方法

针对传统数字信道化侦察接收结构难以采用简单方法对宽带跨信道信号进行无失真重构,以及存在兔耳效应的问题,提出了一种基于相位匹配原理的宽带信号接收方法。该方法采用改进的相位匹配算法对多通道延迟欠采样信号解频域模糊进而获取子信道信号。由于其任意相邻子频带可无缝拼接,所以该宽带信号接收方法能无失真重构宽带跨信道信号,同时避免了兔耳效应问题。仿真结果证明了该方法的有效性。     

宽带数字接收机的高效FPGA设计

在FPGA中实现了一种高效的宽带数字接收机,采用坐标旋转数字计算机算法实时产生数控振荡器数据,提高了接收机设计的灵活性。二次变频的接收机结构和四倍抽取的多相滤波结构减少了接收机的运算量,降低了接收机的资源消耗。FPGA中的仿真结果证明了该方法的高效性和实用性。     

一种减小数字阵雷达非线性相关的方法

对非线性阵列相关问题进行分析,提出了一种新的非线性去相关技术来提高数字阵瞬时动态范围。该方法主要在接收机中利用了方向相反的两级相移,第一级在接收机前端,第二级在数字部分。理论分析表明利用该方法能有效地去相关杂散、互调失真等各种非线性,从而最大限度地提高系统的瞬时动态范围。仿真结果验证了该方法的有效性。     

差分跳频信号最佳接收机设计

针对差分跳频技术提出了一种G函数的非二进制卷积编码的等效模型,给出了差分跳频信号的最佳接收机设计方法,研究了维特比硬判决和维特比较判决两种最大似然检测算法,并对在AWGN信道下的两种最大似然检测算法的性能进行了计算机仿真。仿真结果表明,接收机采用最大似然检测算法对于改善系统的性能有明显的作用,对维特比硬判决法的实现方法进行了描述。     

遥测接收机的一种载波频偏抑制方法

讨论了一种PCM/FM遥测数字接收机的载波频偏抑制方法。理论推导证明,在全数字接收机条件下,载波频偏对于理想FM解调输出信号的影响相当于对其进行了幅度调制。因此基于滑窗最大最小值法对鉴频后的信号进行平均包络检测,再从中减去平均包络部分,从而得到频偏抑制后的信号。给出了设计实例和计算机仿真结果,误码率测试曲线表明该方法不但有效,而且能够适应较大的频偏变化率。     

高效数字检波的自动增益控制环路研究

针对数字式自动增益控制环路中包络检波需要乘法器,大量耗费系统资源的缺点,提出了一种基于绝对值方法或滑窗最大值法代替模拟检波方法中的信号的平方运算进行数字包络检波的新方法,其结果可以大大减小系统速度和资源之间的矛盾。在对环路进行理论分析的基础上,进行了环路的计算机仿真,仿真结果说明了两种方案的可行性,并证明都是高效的,并已实用于数字中频接收机的数字式自动增益控制环路设计中。     

基于硅工艺的12GHz单片接收RF Front-End设计

提出了一种基于硅材料的、工作在12 GHz频率的用于接收卫星数字图像广播的单片射频前端系统,该系统含有低噪声放大器、混频器和第二级放大器,所有的电路都集成在硅材料工艺中,可以用于频率在12GHz的卫星通信频段信号的接收。     

三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析

提出了一种基于三维卡尔曼滤波的三阶数字锁频环设计方法,并将该锁频环用于高动态GPS信号的载波跟踪。推导了卡尔曼滤波与数字锁频环之间的等效关系,给出了基于该方法设计的锁频环的等效噪声带宽闭式解,分析了环路的暂态性能和稳态性能。以暂态带宽和均方根频率跟踪误差为性能指标,对基于该方法设计的锁频环和固定增益的数字锁频环进行了仿真对比。结果表明,在具有相同稳态带宽的情况下,两种环路具有可比拟的动态和静态跟踪误差,但基于该方法设计的环路具有较高的初始捕获带宽,环路收敛时间大大降低。     

DBF系统的通道校正技术

描述了影响DBF系统特性的主要因素,研究了阵元间互耦对自适应方向图旁瓣和零深的影响及校正方法,讨论了在DBF阵中校正接收通道幅、相误差和I/Q支路正交误差的技术途径。计算机模拟和测试证明,按照所述方法进行校正可以得到满意的结果。另外,为了减小I/Q支路产生正交误差,建议采用中频直接采样和数字化的接收机方案。     

基于改进EMD 的地震信号去噪

压制随机噪声是地震数据处理过程中的一个重要环节,目前大多数去噪技术都不同程度存在去噪效果差、易损伤有效信号等问题。利用经验模态分解可将信号自适应地分解为不同特征尺度固有模态函数的优点,及小波变换模极大值滤波方法对噪声的依赖性较小且适合于低信噪比信号去噪的优势,构造了一种经验模态分解与小波变换模极大值相结合的新的去噪算法,该算法很好地实现了地震有效信号与随机噪声的分离,有效提高了地震数据信噪比。将该算法应用于仿真实验和实际地震数据处理,结果都表明该方法明显优于常规经验模态分解去噪效果。     

超宽带LFM信号数字产生系统的误差分析

对线性调频(LFM)信号的三种主要数字产生方法进行分析,提出一种基于波形存储直读法的超宽带线性调频脉冲压缩信号数字产生系统方案。探讨了系统数字基带中的幅度量化位数和采样频率、正交调制器的非理想性、倍频电路中的误差因素和中频LFM信号有时域畸变时对输出信号性能的影响,为超宽带系统工程实现时参数选择、性能评估和性能优化提供重要的理论依据和经验参考。