一种低信噪比突发信号载波跟踪技术研究

为了改善低信噪比卫星下行短突发扩频信号载波跟踪时,解调性能随着信号动态增大而明显恶化的现象,提出了一种多普勒动态补偿辅助的载波跟踪算法,首先通过短时傅里叶变换(STFT)结合最小二乘拟合(LSM)算法估计信号频率及变化率,再利用估计值对原始信号进行多普勒动态补偿,最后使用三阶锁相环完成载波精确跟踪,对算法进行优化设计并进行仿真,以提高数据利用率。仿真结果表明,在接收-170 dBW灵敏度电平条件下,优化后的算法在对捕获后频偏小于200 Hz,频率变化率小于2 kHz/s的信号进行跟踪时,跟踪成功率达到99%,解调损失小于0.2 dB。新算法复杂度适中,利于工程实现,为现有接收机载波跟踪模块对低信噪比突发扩频信号进行改进提供了参考。     

跳频通信中一种结合干扰预处理的平方定时同步算法

为了提高跳频通信中定时同步算法的准确性,设计了一种结合干扰预处理的跳频信号定时同步算法。首先对解跳后信号在时域完成基于能量的自适应门限的干扰检测,并根据检测结果将受干扰信号进行置零预处理;其次对预处理后的信号采用平方法进行定时误差估计;最后根据估计结果内插完成定时恢复。结果表明,提出的改进算法选取长度为200跳的符号,在干扰相对带宽为30%、干信比为10 dB、信噪比为5 dB、时钟稳定度为1×10^-6的条件下,进行干扰预处理后定时,归一化定时误差的方差为0.000 75,满足跳频系统解调性能损失小于0.5 dB的要求。设计方法提高了干扰条件下平方法定时的准确性,在跳频通信抗干扰应用中有一定的参考价值。     

大带宽采样下通用接收机ADC设计

为了解决宽带采样通用接收机中模数转换器(ADC)的抗干扰问题,定量分析采样带宽内存在不同功率的其他信号时对有用信号量化时造成的ADC输出信噪比的损失,对ADC输出信噪比的损失与输入有用信号信噪比、中频预选滤波器带宽内信号的信干噪比、输入信号功率、有用信号带宽、ADC采样带宽、ADC量化位数的关系进行理论分析与推导,并进行多场景下的仿真验证。结果表明,研究中对ADC输入和量化噪声的理论分析及推导是正确的,对于卫星通信中带宽20 kHz的典型信号,当要求输出信噪比损失小于0.1 dB时,要实现20,30和40 dB的抗干扰能力所需要的最小量化位数分别为8位,9位和10位。宽带采样下接收机ADC的设计,可获得最佳的性价比,并利于在工程中控制成本,对于宽窄带兼容接收有一定的工程意义。     

一种基于FCME的跳频通信干扰检测门限设计方法

针对跳频卫星通信在应用中面临恶意干扰威胁的问题,需要对接收信号进行干扰检测。首先使用宽带能量检测模型对接收信号进行建模,分析了检测统计量的概率分布形式,其次在FCME算法以及恒虚警门限设置方法的基础上,利用概率统计知识分析高斯分布下部分样本与总体的关系,加入迭代修正过程对噪底进行估计以设置满足恒虚警概率要求的门限,最后利用Matlab搭建仿真平台进行仿真分析。理论和仿真分析表明,基于FCME的迭代修正门限设计方法相比于已有方法在SNR为0 dB、无干扰条件下能获得满足虚警概率要求的门限,当存在部分频带干扰时算法性能下降,但所获得的门限仍能满足虚警概率要求。设计方法在干扰较弱或不存在时能满足虚警概率要求,改善了FCME算法虚警概率偏高的情况,应用于跳频通信系统干扰检测的门限设计是可行的,在工程实际应用中有一定的参考价值。     

一种基于Edline线特征的车道线识别算法

为了提升车道线检测的准确性和实时性,改良车道偏离预警系统的性能,提出了一种新的车道线识别算法。首先应用投影法对采集到的图像设立感兴趣区域,以此来减少图像中存在的干扰信息;其次应用一种改进后的自适应高斯滤波算法对采集所得图像进行平滑处理,减少图像中不必要的细节;最后采用边缘绘制算法进行边缘检测,在此基础上,提出一种线段检测算法——Edline算法提取边缘线,对检测到的直线段进行筛选和聚类。利用引用计数法对车道线进行跟踪和预测。结果表明,新算法的平均处理时间为17.1 ms,准确率为96.19%,将其应用在车道偏离预警系统中可以有效地提高预警效率,提升预警的准确性和响应速度。研究结果丰富了车道线识别理论,可为车道偏离预警系统的应用及基础研究提供参考。     

极限角和稳定角在水平井施工中的技术应用

神秘的金字塔,屹立两千多年不倒,随着人们不断深入的研究,渐渐揭开千年不倒的神秘面纱:金字塔的方锥角度为:51度50分9秒,和堆放体最稳定的极限角52度极度接近,52度这一角度被称为"自然塌落现象的极限角与稳定角"。极限角和稳定角可以解释水平井施工中出现的部分现象,如在第二洗井区形成岩屑床,在第二洗井区滑动钻进时出现托压现象,而在第一洗井区不拖压现象等,从而我们利用极限角和稳定角的理论可以解决水平井施工中的部分难题,如三个洗井区的划分,设计钻具组合时将加重钻杆设计在井斜角小于26°以下的井段,在第二洗井区调整泥浆性能,满足携砂要求等。     

非合作信号射频域干扰抵消性能分析

针对航空测控系统面临宽带干扰时,缺乏有效的抗干扰手段的问题,研制了定向天线和全向天线的接收结构,可在射频域抵消外来的非合作信号,以保证合作信号的准确接收。并讨论了单抽头和多抽头两种结构模型。利用干扰抵消算法,以剩余非合作信号功率最小为准则,进行了理论推导。并提出在多抽头结构的工程实现中采用矢量调制器来进行幅度和相位的调整。仿真结果表明:对于单抽头结构,在2.6GHz频段,对于带宽100 MHz的信号,当延迟线长度调整误差为2%时,最优的干扰抑制能力达到了45dB,当考虑幅度调整误差为10%时,干扰抑制能力会降低约10dB;对于多抽头结构,使用与单抽头相同的信号。以双抽头为例,当传输时延差固定时,最优干扰抑制能力可达81dB,仿真结果从理论上验证了接收结构的可行性。     

GNSS抗干扰中LCMV算法研究及仿真

由于GNSS卫星信号强度极小,容易受到强信号干扰,针对如何有效抗干扰问题,将基于功率倒置天线阵列LCMV算法在一定的数学模型基础上利用理论进行推演,并稍加改进避免了矩阵求逆,然后通过Matlab仿真加以验证,最后为该算法的实现进行了硬件设计。提出了以FPGA结合DSP的处理方案,利用FPGA完成射频采集,由DSP进行抗干扰处理以及LCMV算法实现。     

一种具有温度补偿的GaN功放线性化器

为改善氮化镓固态功率放大器的非线性失真,利用模拟预失真线性化技术,设计出一款新型线性化器,将其用于氮化镓固态功率放大器的线性化驱动模块,并增加温度补偿方案。通过使用多管级联方式增强二极管非线性特性,并对二极管管座电路进行优化设计,将射频接地与直流接地分离,使用电磁仿真软件对线性化器进行仿真验证。仿真结果表明,实物加工后进行测试,可实现增益幅度补偿范围0.9～7.6 dB,相位补偿范围9°～40°,对比相关文献,分别提高了1.2 dB和12°。线性化驱动模块与目标放大器级联测试,在29 GHz饱和功率回退7 dB时,三阶互调改善7.07 dB,性能优异。所设计的预失真器可改善功率放大器的非线性特性,提高卫星通信系统性能,对卫星通信系统具有重要意义。     

全金属定向宽波束L波段干扰机天线阵列设计

为了提升干扰机天线的功率容量、工作带宽和方位辐射覆盖角度，分析归纳了地面设备对空中目标的卫星导航干扰天线设计需求，提出采用顶端加载折叠、加载金属背板的单极子天线作为阵元，设计了1×4线形排列的天线阵列。采用HFSS有限元仿真分析该天线阵列的性能指标，通过观察S参数中S₁₁随天线各调谐参数的变化，进行优化设计分析。结果表明：天线的输入参数对于结构参数变化均会产生一定的影响，但大多数参数的变化对整个带宽的影响并不是很大，而天线距离底板较近则会产生新的频点；提出的天线阵列经过优化后，方位角宽度为158°,俯仰角宽度为26°,最大增益达到9.4 dB,能够实现宽频段、宽角度的定向集中辐射。所设计的全金属宽波束L波段干扰机天线阵列具备结构简单、小型化的特点，十分适合地面卫星导航干扰机天线应用，可为低慢小无人机的一体化干扰天线设计提供借鉴。     

基于双正交小波变换的自适应图像水印算法

提出的基于双正交小波变换的盲水印算法,综合利用小波域中频各子带系数分布特点,选取重要边缘位置嵌入水印,水印强度可根据所处的嵌入位置自适应调节.实验结果表明:该算法能够有效抵抗附加噪声、裁剪和压缩等常见攻击,具有较强的不可见性和鲁棒性.     

TD-SCDMA系统智能天线波束形成算法的研究

TD-SCDMA系统基站端的智能天线通过波束形成能够显著减小多址干扰,改善通信质量.提出了一种加入扩频序列的协方差矩阵求逆最小二乘恒模(SMI-LSCMA)波束形成算法,该算法在SMI-LSCMA基础上利用特定用户信号的扩频序列信息来锁定该用户接收信号,这样可以使权值向量更新算法更快收敛.经过仿真验证,该算法具有较好的...     

基于DRAGAN的通信信号波形生成技术

为了解决非合作通信情况下,具有特定帧结构的复杂信号难以重构问题,设计了一种利用深度无悔分析生成对抗网络(deep regret analytic generative adversarial networks,DRAGAN)重构信号的方法.首先利用无悔算法(no-regret algorithms)对判别器损失函数进行...