宇宙通信和跟踪系统的频率稳定度要求

宇宙通信和跟踪系统对稳定的频率源提出了严格的要求。“闪烁”(1/f)噪声和环境变化是影响典型的宇宙系统性能的振荡器的两个不稳定因素。列出了几种系统的例子以及各个系统对频率源的要求。依据具体试验,地球卫星系统对稳定度的要求在数秒到数小时时间内为10~(-10)。典型系统要求S波段12赫带宽接收机内的相位噪声小于5°均方根值。以宇宙飞行器应答机为例,在10赫到10千赫,峰值为3g的振动下,其相位噪声应低于45°峰峰值。     

GNSS接收机锁相环最佳环路带宽的选取

锁相环环路带宽值的选取对于锁相环的跟踪误差性能有重要影响。基于全球卫星导航系统(GNSS）接收机中常用锁相环结构与数学模型,首先介绍了锁相环及其重要组成部分环路滤波器的结构和原理,然后分析了环路带宽的取值对锁相环两个最重要的误差源——环路热噪声误差和晶振阿伦偏差的影响,给出了低动态下使锁相环总的跟踪误差最小的最佳环路带宽的理论表达式。对基于由现场可编程门阵列（FPGA）芯片、温补晶振和模/数接口电路构建的实际硬件接收机平台进行了验证,结果表明：当根据最佳环路带宽的理论表达式取环路带宽值时,锁相环的跟踪误差最小。所推得的理论表达式不仅可以应用于GNSS接收机,也适用于一般的载波跟踪环设计。     

卫星应答机用30GHz单片微波集成电路接收机

木文首先介绍了全微波集成电路(MMIC)化接收机的构成,然后讨论了低噪声放大器、宽带相移网络的镜像抑制型混频器、压控振荡器、模拟分频器、倍频器的MMlC电路设计和试验结果,以及利用这些MMIC电路构成镜像抑制型变频器和锁相环型本振,研制全MMIC化接收机的实践.     

双重高频监视接收机

最近,美国海军向立体通信公司定购了大约一千台新型R—3030接收机。它使用两个独立的完全分开的重量轻的高频接收机。整个系统的重量是48磅(21.7千克),可装在容纳一部标准高频接收机的机箱内。该系统采用组件化结构,有5种带宽(O.5～8千赫)。     

高码速率锁相FM解调器设计

采用了集限幅器和锁相环于一体的专用集成锁相环、七阶巴特活兹LC低通滤波器及运算放大器电路构成了一个用于S波段再入微波遥测接收机的PCM-FM锁相环路解调器，并得到了很好的实验结果。     

考虑系统滞后时间的带通锁相环的线性分析

本文从分析调相负反馈锁相接收机出发,导出了具有滞后环节的带通锁相环的数学模型和等效相位模型。分析了当环路滤波器为单调谐带通滤波器时,具有滞后环节的带通锁相环线性等效相位模型的稳定性,闭环频率响应以及正弦调相稳态相位误差响应,其结果可供带通锁相环工程设计参考。实验表明,分析结果与实验测试结果是一致的。解调调频信号的带通锁相环和调相负反馈环具有一样的等效相位模型,本文讨论的结果也适用于解调调频信号的带通锁相环。     

GPS/GLONASS同步的可编程逻辑实现

给出了一种用于第三代移动通信系统(3G)CDMA2000基站的时钟同步方案。由一个双星接收卡接收GPS/GLONASS标准秒信号作为整个时钟同步系统的参考,分两级锁相环实现:第一级锁相环采用软件锁相,输出10MHz信号作为第二级锁相环的参考源,第二级锁相环为2个模拟锁相环,分别输出16fc和48fc(fc=1.2288MHz)。2S信号由16fc分频得到。这种设计保证了输出时钟的长期稳定性和短期稳定性,满足协议所规定的同步精度。详细介绍了数字鉴相器、2S产生电路、相差检测及控制电路的电路设计和有关仿真结果。     

超低噪声直接式频率综合噐

概述本文对噪声及杂波极低的645A 型综合器采用的直接综合法作全面探讨。该仪器在50兆赫处的(赫取样点剩余相位噪声为L(1Hz)=-100分贝/赫,然后,L(fm)以每10倍频程12分贝降低到-137分贝/赫,的背景噪声。非谐波的杂波含量低于100分贝。频率程序控制转换时间小于20微秒。本文分3节:     

射频放大器和倍频器中的相位闪烁噪声:表征,起因和解决办法

概述高相位稳定度的原子频率标准,要求研制具有相当或更高稳定度的有关电子设备。我们考察了现有的、能在5兆赫到微波频率范围工作的高质量倍频器和射频放大器。我们最感兴趣的是大约10~(-2)赫到10~( 3)赫的傅立叶频率范围内的相位噪声,因为在现有的原子频率标准内大多数电子伺服系统使用这个范围的调制频率。     

辛康姆Ⅰ(19634A)测距测速跟踪系统反其数据分析

采用一种与哥达德测距测速系统相似的测距测速系统在远地点发动机点火前的整个楕园转移轨道上对辛康姆Ⅰ(同步通信卫星Ⅰ)进行跟踪。本报告讨论辛康姆测距测速跟踪系统的作用和数据处理。测距和测速相对于所执行的轨道要素的标准差分别为15.49米和0.05米/秒。分析某一外段连续时间间隔上的数据表明,当使用100千赫或20千赫测音时,其测距精度优于20米,而测速精度在0.05米/秒以内。     

一种针对压缩域信号的新型锁相环技术

针对通信信号压缩采样获得的压缩域信号频率、相位提取问题,提出了一种基于压缩感知的新型锁相环技术。通过深入研究压缩域的信号估计问题,提出了压缩域锁相环路,可以直接在压缩域同步跟踪信号频率和相位变化,不再需要高复杂度的信号重构处理。分析了环路模型及其估计性能,并针对该锁相环可行性和性能分别进行了仿真实验。仿真结果不仅验证了压缩域锁相环的可行性,同时表明该环路能够实现高动态信号的高精度频率提取。压缩域锁相环的应用潜力较大,例如可以作为压缩感知通信接收机的同步解调方法。     

利用改进相频检测器实现大频偏M-PSK信号的快速载波同步

卫星通信中,接收机经常要在较大频偏下实现对M-PSK信号的载 波同步;频偏较大的条件下,使用锁相环对信号进行载波同步需要较长的捕获时间,而且如 果频偏超出锁相环捕获范围,将无法实现捕获。基于传统的相频检测器,提出了一种改进方 案,通过增加相频检测器的“保持”区间,增大了频偏较大时相频检测器输出的直流分量, 从而可以更快地实现对频偏的捕获。仿真结果表明,该方案可以帮助锁相环实现更大的频偏 捕获范围和更快的捕获速度。     

有源滤波器擴大鎖相环的跟踪和捕獲范围

把有源低通滤波器放进锁相环电路中,可以提供附加的环路增益、便于控制、扩大跟踪和捕获范围。这一跟踪和捕获范围可比采用无源滤波器的电路增大10倍。图1是锁相环的线性模型。环路直流增益为K_dK_οF(0),它决定了跟踪范围Δf_t。F(0)是外接低通滤波器的直流电流增益,K_d和K_ο分别是鉴相器和电流控制振荡器的     

基于变长观察法载波同步的OQPSK全数字解调器

在应用于非协同通信的自适应盲接收机系统中,OQPSK信号的解调是一个难点。本文通过对数字同步技术的研究,提出了一种新的OQPSK全数字解调器。该解调器能够在恶劣信号条件下对OQPSK信号进行解调,对Eb/N0、载波频偏、时钟偏差等有很大的宽容度。本文在解调器数字锁相环的研究中提出了“变长观察法”,很好地解决了数字锁相环频率捕捉范围和相位稳定度对观察长度不同要求之间的矛盾,从而显著扩大了低Eb/N0 条件下数字锁相环的频率捕捉范围。     

新颖应用电路·实用电路集

31.宽范围(140分贝)电流-频率变换器本电路可把光电二极管的电流变换为频率,产生从0.1赫至1兆赫的输出信号.在0.1赫至100千赫的频率,变换有较好的线性度,但在100千赫以上的频率则为非线性.电容器C_1和运算放大器构成一个积分器.外部光使光电二极管D_1诱发电流.集成电路IC_1最上部的两个开关,使这一电流从积分器     

基于FPGA的数字锁相环设计与仿真分析

简要介绍了在FPGA中实现全数字锁相环(DPLL)的原理和方法,基于具体应用,提出了一种基于FPGA的锁相环模块化设计,通过分析和仿真验证,可以有效的改善锁定时间和抑制相位抖动。     

用于Mu火箭的无线电制导雷达应答机和指令译码器

日本研制了一种非相参C波段脉冲雷达应答机和制导用的指令译码器,用于测量Mu火箭的轨道和传输无线电制导系统的指令数据。这种应答机具有一个灵敏度高(-70dbm)和动态范围宽(65db),能经受住射频输入电平变化范围大的接收机和一个发射功率大(最小峰值功率400瓦),能发射漂移小,抖动小(30毫微秒)的测距回答脉冲的发射机。发射机和接收机之间的电磁兼容性是通过电磁屏蔽和电路措施来实现的。译码器的设计是利用‘6判3’指令码方式和“验证后执行”的指令序列来减少错误译码概率。这些箭载仪器广泛地使用了国内部件。     

一种针对用户GNSS时钟的转发式欺骗方法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)转发式欺骗干扰具有系统搭建容易、干扰实施方便、成本低等优点，目前已成为一种重要的GNSS欺骗方式。针对多峰值抗转发欺骗干扰检测算法，提出一种针对目标接收机GNSS时钟的转发式欺骗干扰方法。相比于传统转发式欺骗的各通道卫星信号时延一致的特点，该方法根据待欺骗接收机和转发式欺骗源的位置计算各卫星通道转发时延，使待欺骗目标接收到的GNSS欺骗信号的时延为伪码周期整数倍，并随时间自适应动态调整转发时延，使得欺骗检测失效，进一步欺骗静态目标接收机的GNSS时钟。模拟实验和仿真实验验证了该转发式欺骗方法的有效性。     

应用Turbo乘积码的改进UWB判决反馈ATR接收机

针对超宽带（UWB）通信中数据辅助平均发射参考(ATR)接收机在判决错误较多时性能恶化的 问题,提 出了在相关器后串联Turbo乘积码（TPC）的译码器,取其译码判决输出来反馈更新相关模板 ,以降低判决错误数量的解决方案,据此形成了一种改进的应用TPC码的判决反馈ATR接收机 。理论分析和IEEE CM3多径信道仿真结果表明：该接收机的检测性能优于一般ATR+TP C码纠错的接收机,在10-4误码率时约有1 dB的信噪比增益优势。     

深空接收机关键技术分析

通过对JPL、ESA等深空接收机技术进行研究,并结合当前国内信号处理技术发展状况,分析了深空接收机的诸多关键技术,从信号处理角度讨论了提高接收灵敏度的方法和适用技术,以解决深空微弱信号的捕获、跟踪和解调.着重介绍了微弱信号频率捕获、超窄带锁相环、边带辅助残留载波环、环路加窗技术、加权IDF、SSME信噪比估计技术、变环路带宽与变窗口技术等关键技术,对我国自主设备研制具有一定的参考价值.