基于FPGA的宽动态范围DPSK解调器设计

为了解决大多普勒频移、猝发通信条件下传统接收机结构复杂的问题,设计并实现了一 种基于FPGA实现的宽动态范围全数字DPSK基带接收机。采用1 bit A/D带通采样技术和差分 检测技术,在最大40 kHz多普勒频移条件下实现了70 dB动态范围。该技术已用于 某低成本毫米波数据通信系统中,实现了码速率为10 Mbit/s、动态范围大于70 dB的D PSK信号解调,系统误比特率为10-6。     

零中频接收机及其AGC方法的研究与实现

实现了基于LT5506下变频器和Cyclone IV FPGA的零中频接收机,采用射频、基 带一体化架构,尺寸仅为8 cm×6 cm×1.5 cm,重量仅为45 g,功耗仅为 800 mW,满足小型化 、低功耗的要求。针对零中频接收机中射频信号检波困难和传统AGC的调节时间受输入信号 幅度影响的缺点,由Cyclone IV完成信号检波,增加对数运算环节并改进环路滤波器的结构 ,配合LT5506中的可变增益放大器仿真并实现固定调节时间的AGC,用8 MHz采样时钟对 1 MHz正弦波进行幅度控制,调节时间恒定为53 μs,不受输入信号幅度影响。     

基于FPGA 的1GHz高速采样处理平台设计

介绍了一种高速宽带采样的数字信号处理平台设计方法，论述了在XilinxV4 FPGA中如何实现高速同步时钟设计和高速数据同步接收设计，介绍了与该设计相关的一些高速模数混合电路设计方法和一种采样后数据捕获的方法。该设计方案已用于瞬时测频中，并取得了良好的效果。     

一种雷达频率源的简易设计方法

针对传统多功能雷达频率源方案复杂、体积大、成本高的缺点,提出了一种雷达频率源的简易设计方法。该方法基于高频主振分频的频率合成方案,并通过信号频率的组合设计进一步简化了电路形式,成功实现了某型雷达所需的线性调频激励源、捷变频本振源、多普勒模拟源、采样时钟等多路信号的输出,X频段信号相位噪声达-106 dBc/Hz@1 kHz和-114 dBc/Hz@10 kHz,跳频时间小于2 ??s,性能指标与采用直接频率合成实现的雷达频率源相当。     

一种高频谱纯度的C频段宽带频率合成器设计

为了提高频综的频谱纯度，提出了一种新型多级子谐波混频锁相环的设计方法,研制了一款超低相噪频综。介绍了该频综的设计方案，分析了关键技术，仿真和论证了相位噪声和杂散抑制等主要指标，最后对该频综进行了研制和实际测试。测试结果如下：工作频率为4 500~7 600 MHz，频率步进小于1 kHz，相位噪声优于-123 dBc/Hz@25 kHz，频率切换速度小于75 μs，杂散抑制大于70 dB，均满足设计要求，设计方案比较合理可行。采用该方法设计的频综具有小步进、低相噪、换频速度快、低杂散等特点，可用于高性能电子战接收机中，具有广阔的应用前景。     

宽带DRFM雷达干扰机信号处理模块设计

给出了宽带数字射频存储器(DRFM)雷达干 扰机信号处理模块组成框图以及信号处理流程,描述了模块实现的关键技术,特别是在FP GA中实现高速信号并行处理的方法。该信号处理模块可以提供1 GHz瞬时处理带宽,存 储深度达到2 048 μs,可实现对新体制宽带雷达有效干扰,具有广阔的应用前景 。     

X频段高频谱纯度频率合成器设计

针对高灵敏度接收机对频率合成器的高技术指标要求，构建了一种融合了直接模拟、直接数字以及间接数字的频率合成技术方案，根据该方案，成功实现了频率合成器的工程研制。通过测试，频率合成器相位噪声达-112 dBc/Hz@5 kHz，杂散抑制优于-75 dBc，频率分辨率小于1 kHz，10 MHz跳频时间约为13 μs，满足了高灵敏度接收机对频率合成器的高技术指标要求，为高纯度频率合成器的实现提供了一条新途径。     

双星时差频差无源定位系统定位算法工程指标分析

通过计算时差、频差测量精度,以及卫星运动引起的时差、频差变化率,提出双星时差频 差无源定位系统的信号最佳采样时间为10～100 ms。进一步推导了工程可实现的定位精 度,仿真结果表明双星系统工程可实现的定位精度约为1～3 km。研究和结论对双 星定位系统定位精度指标的论证与分解具有借鉴意义。     

基于FPGA的π/4DQPSK跳频调制器的设计与实现

将π/4DQPSK调制与跳频技术相结合,设计了π/4DQPSK跳频调制器。利用FPGA实现了 π/4DQPSK基带跳频调制,并由AD9957完成正交调制、数模转换和一次上变频。设计了 乒乓 方式上变频调制器完成二次上变频及跳频调制。实测结果表明,跳频频率误差小于1 Hz ,换频时间小于2 μs, 瞄准干扰信噪比为8 dB时,误码率低于10-4。     

8 mm脉冲磁控管测云雷达测速多普勒化

8 mm磁控管发射样本中频信号的起始相位随机分布,脉间频率抖动范围为±2 MHz ,脉内频率变化为500 kHz。为了克服这些问题,提出了一种适合于国内第一套毫米波 脉冲 磁控管测云雷达的测速多普勒化算法,幅度信息从回波数字下变频经低通滤波器后直接提取 , 相位信息由零中频回波IQ信号与发射样本IQ信号进行复卷积提取,并算法仿真结果表明多 普 勒频率误差不超过4 Hz。基于FPGA技术实现了测速多普勒化算法,利用高速缓存的设计 思想 实现了复卷器的优化,利用CORDIC算法实现了幅度与相位的高精度提取,并完成了算法在实 际 雷达系统中的测试,雷达的脉冲重复频率为1 000 Hz,多普勒频率在-496～500 H z范围内,雷 达终端显示的速度值与理论值一致;回波信号幅度值为-76～6 dBm,得到的速度值 与理论值 一致。经过该算法处理的地物杂波回波的多普勒速度在零值附近分布,云体目标的回波速度 图清晰可见。该算法已经成功应用于8 mm脉冲磁控管测云雷达系统。     

基于瞬时测频的BPSK和QPSK信号参数估计

针对RWR/ESM中瞬时测频(IFM)无法对相位编码信号脉内参数进行测量的问题,提出了一种对载频的估计方法和两种对码元的估计方法。通过采用高采样率ADC采样、解模糊、平滑和取均值的处理流程对信号载频进行估计;利用相位跳变和相干解调两种方法分别对码元进行估计。仿真结果证明了上述方法对载频和码元估计的有效性。在对码元的估计中：相位跳变法实时性好,但需要一定的先验知识;相干解调法不需要任何先验知识,但实时性不好。所得结论对工程应用研究具有一定参考价值。     

一种基于Kay瞬时测频的PSK解码方法

在电子侦察中,需要判断截获的雷达信号的调制方式和调制参数。利用Kay瞬时测频结合聚类分析的方法,可检测LFM、FSK和PSK信号。对相位编码信号,利用单脉冲多重相关积累算法从信号中提取相位跳变规律,并在此基础上给出了相位编码序列恢复方法。该处理方法在信噪比较高时,计算速度优于短时傅里叶变换(STFT)等方法。最后,通过计算机仿真显示了该方法具有较好的精度和处理结果。     

高速信号处理终端设备的设计

针对某宽带中频软件无线电终端设备,提出了一种高速ADC数据的接收方法,实现了 多通道高速波形的采集和接收,并通过灵活的功能重构方式实现了终端设备各种复杂的功能 ,使用可配置的专用芯片产生出满足各种工作模式下的高速抗干扰模拟中频波形。这些 方法和技术已在实际工程中成功应用。     

采用基于多相滤波的数字正交变换技术提取信号瞬时特征的方法

本文研究了通信信号瞬时特征的提取方法。采用中频直接采样、抽取和滤波的方法完成信号的正交分解,从而提取信号的瞬时包络和相位主值序列。利用信号相位去卷叠算法和线性规划法估计信号的去卷叠瞬时非线性相位,利用傅里叶变换的微分特性估计信号的瞬时频率。通过文中的方法可以有效估计信号的瞬时特征,将其运用于信号调制体制识别取得了较好的效果。     

超宽带快速跳频信号侦察技术

在现有的器件水平下,采用多通道并行采集再进行数字信道化的方法对接收信号进行并行处理,可以完成极高频/超高频(EHF/SHF)频段战略战术通信中跳频带宽高达数吉赫、跳速高达每秒数万跳的超宽带快速跳频信号实时检测;同时,采用多通道高速采集、海量存储方法存储海量数据,再采用相应跳频信号分析方法可以完成信号分析和解跳解调以及信号解译。研究实践证明,该方法是目前进行超宽带快速跳频信号进行侦察的有效手段。     

一种适合低轨卫星通信的宽带传输技术

针对低轨卫星通信过程中功率受限的约束以及宽带业务需求的不断增长,研究了一种宽带传输技术。首先,分析了离散傅里叶变换扩频正交频分复用技术的宽带传输能力以及低峰均比特性;其次,进行了低轨卫星运动场景下的多普勒频移及采样偏差的分析,并在此基础上提出了一种低轨宽带通信的帧结构。仿真结果表明,该技术可有效抗低轨场景下的多普勒残留频偏且能完成高速率的传输任务。     

利用Hilbert变换提取信号瞬时特征参数的问题研究

解析Hilbert变换利用其实部与虚部的关系,定义出任意时刻的瞬时频率、瞬时相位及瞬时幅度,因而工程中人们设法将其应用对实际信号的瞬时参数提取中。然而,在利用Hilbert变换提取瞬时特征参数的工程实现中存在一些问题,如何解决这些问题,特别是如何高精度提取瞬时频率特征参数问题是文中的研究重点。     

一种试验场无线电辐射源模拟器测量与监视系统

基于超宽带采集存储技术构建了测量与监视系统,实现了对无线电监测系统试验场中的模拟无线电监测目标信号群的测量与监视。重点研究了基于并行交替采样的超宽带信号高速采集技术、基于固态磁盘(Solid-State Disk,SSD)阵列流水拼接的海量数据实时存储技术和基于统一计算设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)的超宽带信号频谱分析技术等关键技术。测量与监视系统工作频率范围为1.5 MHz～22 GHz,单通道采集速率可达5 GB/s,三通道实时带宽达到6 GHz,最大存储容量达到48 TB,满足对无线电监测系统试验场中通信、导航、雷达等多路模拟无线电监测目标信号进行测量与监视的使用需求。     

离散采样偏差造成的信噪比损失分析与改善

分析了离散采样偏差造成的目标信噪比损失,提出采用幅度最大原则搜索获得采样位置偏差值,利用该偏差值在频域完成对采样偏差的补偿,从而改善信噪比的损失。讨论了该算法的应用条件,分别对强散射点目标和弱散射点目标情况进行了仿真,分析了随着信噪比变化该算法对信噪比损失改善的效果,验证了算法的有效性。算法具有较低的运算复杂度,因而在实际系统中易于实现。