混合锁相环路接收机

本文探讨一种相关接收机,这种接收机可以视为载波跟踪环路和调制跟踪环路的组合。接收机中除了一般低通滤波器外,还包括并联带通滤波器,以便恢复信号和调制反馈。提出了这种系统的线性模型,其性能高于计算的临界值。经证明,使用高调制度的窄带调制信号时,能使一般载波跟踪锁相环路的性能得到显著的改进。这种混合式环路已用于接收单一测距信号和宽间距的窄带副载波的调频解调。     

混合型四阶锁相环

本文描述了用于跟踪测量设备的混合型四阶锁相环路。给出了环路传递函数的一般型式和它的等效噪声带宽,讨论了它对动态信号跟踪的稳态误差和环路的稳定性,叙述了它的牵引范围和捕获时间。给出了用于某设备上的窄带混合型四阶锁相环主要性能的实际结果。     

“北斗”B2频段导航信号伪码跟踪性能分析

与传统卫星导航信号体制不同,新一代“北斗”B2频段导航信号采用了交替二进制偏移载波调制（AltBOC）体制,因此伪码跟踪性能也与传统信号体制有较大差异。首先介绍了AltBOC调制信号原理及特点,然后根据码跟踪精度理论比较了新型调制信号与传统信号体制的性能差异,分析了不同鉴相器时B2频段信号的码跟踪误差,并对不同相关器间隔、环路带宽、前端带宽、载噪比环境条件下的伪码跟踪误差进行了仿真分析。仿真结果表明,提高信号载噪比、射频前端带宽或减小相关器间隔、环路带宽均能减小码跟踪误差。研究结果对新一代“北斗”导航信号新体制性能的评估以及“北斗”导航接收机的系统设计具有一定指导意义。     

数字多波束相控阵测控系统角跟踪环路设计

为了解决相控阵天线对目标的自跟踪问题,基于数字锁相环路理论,提出了一种相控阵天线数字角跟踪环路设计方案。通过数学建模与仿真验证了方案的正确性,同时表明方案对不同的通道时延具有良好的收敛特性。该方案已成功应用于工程项目。     

脉冲超宽带测控信号时延精密跟踪方法

脉冲超宽带测控新体制可有效提高测控系统的安全性能,且具有潜在的高精度测距能力。为了实现其高精度测距功能,提出了一种基于延迟锁定环路的脉冲超宽带测控信号时延精密跟踪方法。该方法在传统伪码跟踪环的基础上进行改进,利用基于非相干积分的非线性反馈环路对接收信号的脉冲相位进行精密跟踪。理论分析和仿真结果表明,该延迟锁定环路可以完成对脉冲超宽带测控信号的时延精密跟踪。与直扩测控信号相比,在相同条件下,脉冲超宽带测控信号的时延跟踪相对误差更大,但由于脉冲宽度很窄,在一定载噪比条件下,其测量精度仍可达厘米量级甚至更高。     

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。     

鎖相环的干擾问题

本文分析二阶锁相环当无用信号加于有用信号时的性能。这两种信号都是正弦且未调制的信号,分析是在没有附加噪声的情况下进行的。当环路仍锁定在有用信号时,在鉴相器的输出端就有寄生信号。这种信号使压控振荡器(VCO)产生寄生调相,并在环路中有静态相位误差。本文估算了寄生信号幅度、寄生调相指数和静态相位误差,给出了使环路保持锁定的所需条件。环路开初未锁定,根据这两种信号的幅度比和频差的大小,可能锁在有用信号上,也可能锁在无用信号上。得出了一个计算牵引时间的公式,当环路锁在有用信号上时,捕获可快于或慢于没有有用信号时的情况。当环路锁在无用信号上时,也会看到同样的现象。     

有噪锁相环路稳态跟踪特性的计算机辅助分析

本文首先讨论了利用快速傅里叶变换(FFT)在计算机上产生限定功率谱密度随机序列的方法,然后针对有噪声干扰下锁相环路性能分析的困难,提出了一种有噪环路稳态跟踪特性计算机辅助分析的计算方法。利用本文的方法可求得有噪环路的稳态和差方差。文中对一个具体的例子做了模拟求解,模拟结果与理论计算相当吻合。     

相位锁定环路原理

1.引言有许多技术可用来在具有宽带噪声的条件下对窄带信号进行检测。最通用的技术之一,即在宇宙通信和人造卫星跟踪方面通常采用的技术,要算相位锁定环路技术。锁相环路技术基本上是有源滤波技术,环路的最佳化是以N·Weiner所发展的最佳滤波器原理为根据的[18]。关于锁相环路原理的最早的全面的报告之一,是 R·Jaffe和E·Re-chtin于1955年3月写成的[12]。在这个报告中,他们主要讨论的是使用频率阶跃信号输入时能够最佳工作的锁相环路(即二阶环路)**。二阶环路使用得最广泛,所以此     

有輔助反馈环的锁相线性相位解调器

用带有鉴相器的锁相环可以解调出无载波功率的调相信号,鉴相器输出交流数据信号,此信号的幅度和相位即可指示被解调信号的相位。响应于数据输出信号的反馈环路,把输入该环路的载频分量功率恢复出来。在第一个具体装置中,反馈环装有一个响应于调相信号和数据输出信号的调相器。在第二个具体装置中,把数据输出信号微分,并把此微分信号送给锁相环的压控振荡器,使载频得到功率恢复。这种调相器最好是线性的,它有一个串联的电感电容网络,电容是压控变容管。为补偿电容管电抗对电压特性曲线的非线性,这个串联电路要并联一个经过适当选择的电感。     

锁相环路频率捕获的研究

当本振正在扫描时,利用比例积分控制滤波器捕获带噪声信号锁相环路的能力,是根据这种系统的低频General Electric Electronic System Evaluator模型的经验决定的。本文研究自然频率和阻尼系数对线性环路(与中频信号受限幅的环路不同)的频率捕获性能的影响。此外,还讨论了中频信号受到严格限幅的环路,也讨论了对给足的信噪比在捕获概率等于或大于90％的情况下为使扫描率最大而设计的环路。对输出信号中的均方根相位抖动进行了测量,作为验证,预测相位抖动的标准分析的方法。研究端果如下: 1)阻尼系数在0.5～0.85的范围内有接近于最佳的捕获性能。 2)对给定的(S/N)_IF来说,虽然降低环路增益会减小相位抖动,但却降低了环路捕获和跟踪信号的总能力。 3)中频的“严格”限幅器能有效地作为增益控制,以提高环路的性能。 4)若给出(S/N)_IF和环路参数时,可用由试验结果推导出来的经验公式准确地预测捕获概率为90％的压控振荡器扫描率。     

各种二进制延迟锁定环路实现方法的比较

延迟锁定环路是一种跟踪两种相关波形延迟差的装置,它用作二进制通信和跟踪的同步环路。本文给出了二进制延迟锁定环路在射频场合使用的各种实现方法的延迟跟踪性能,讨论了伪随机序列的幅度和双相调制,分析了进行这两种调制方式的三种接收机:包络相关、相位相干相关和锁相解调后的视频相关。     

非正弦短波通信方案及性能分析

为了提高短波通信容量和数据传输速率,缓减短波信道拥挤状况,提出了基于椭圆 球面波的非正弦短波通信方案。该方案利用快速设计方法设计椭圆球面波脉冲信号,利用新 方法构建椭圆球面波时域正交脉冲集,利用基于椭圆球面波的非正弦调制方法调制发送数据 ,利用基于椭圆球面波的非正弦相关解调方法解调发送数据。对基于椭圆球面波的非正弦调 制解调原理进行了推导和分析,对基于椭圆球面波的非正弦调制方法频带利用率和峰均功率 比性能进行了理论分析和仿真。在Watterson短波信道模型的基础上,仿真了基于椭圆球面 波的非正弦相关解调误码率性能。理论分析和仿真结果表明,基于椭圆球面波的非正 弦短波通信方案频带利用率高,可快速接近2 bit/s·Hz-1的理论极限值,频带利用 率、峰均功率比和误码率性能均优于OFDM技术。     

星载统一测控载波跟踪环相位噪声分析

为了保证测速和测距精度,有效手段之一是在星载统一测控应答机上采用嵌套环路结构的载波跟踪环完成相干载波提取。由于利用了相干本振补偿多普勒频移,必须考虑输入相位噪声对本振相位噪声的影响。为了准确预测环路输出相位噪声性能,对环路中各部件贡献的相位噪声进行了分析。针对不同噪声源,运用信号流图的分析方法建立了对应的环路相位噪声模型,通过仿真计算得到了不同输入信号功率条件下的环路输出相位噪声功率谱,与实际电路的测试结果对比,证明了该环路相位噪声模型的准确性。应用该模型能提高环路设计的准确性和效率。     

一种适用于遥测测距信号的新型码跟踪环

遥测测距技术采用再生伪码作为上行链路信号。针对飞行器现有码跟踪环结构复杂、低信噪比条件下环路跟踪性能差的问题,提出了一种新的基于锁相环的码跟踪环结构,推导了环路的信号处理流程。该结构降低了环路实现的复杂度,改善了低信噪比条件下的相位测量精度,仿真进一步验证了方法的有效性和稳定性,较现有方法在信噪比为-10 dB时能提高1.5×10－3个码片的精度,适合遥测测距技术。     

一种简便的改进锁相环路牵引能力的方法

本文介绍一种简便的改进锁相环路牵引能力的方法。这种方法叫做导率障碍(derived rate rejection缩写为DRR)法,它在设备简单性和设计理论上,与使用外接自动频率控制环路的技术不同,虽然其最后结果是一致的。在通常情况下,对于锁相环路的相关检波器,DRR技术仅要求增加一个开关。加开关的方法起因于锁相环路的非线性方程及解决其相位平面问题的初浅考虑。在环路锁定后开关不影响环路的一般性能。计算机研究结果表明,对于下面的结构可获得改进: ①比例加积分控制。②比例加不完全积分控制。当初始频率误差为线性化锁相环路自然频率的5倍时,牵引时间的改进因数为2。当初始频率误差为锁相环路自然频率的10倍时,牵引时间的改进因数是10。     

一种GNSS信号跟踪环路频相直调控制算法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机信号跟踪环路正确地锁定导航信号的频率、相位是提取测量值以及导航星历的基础。传统的接收机跟踪环路采用调整频率的方式来调整相位，不能及时消除跟踪误差，并且在弱信号条件下容易受到噪声影响，难以对信号进行精确跟踪。针对这一问题，提出了一种基于非相干预滤波器的频相直调环路控制算法，采用非相干预滤波器提取跟踪误差，并且在本地信号生成阶段直接将载波相位差、载波频率差、码相位差进行消除。实验表明，与传统环路相比，频相直调算法对载波相位、码相位迁入速度分别提高了90%和95%，高动态、弱信号下多普勒估计精度分别提高了69.25%和61.37%，并且频相直调算法能够有效抑制环路参数调整、载体突然机动对载波相位锁定带来的扰动。     

基于System View的256QAM信号调制与解调的仿真实现

在介绍正交振幅调制(QAM)信号的调制、解调原理的基础上,以相对比较复杂的256QAM为例,对QAM信号的频带利用率和误码率性能进行了分析,给出了用动态系统仿真和分析软件SystemView进行系统仿真的具体设置,并分析了仿真结果。     

锁相鉴频器的门限研究

本文主要是研究有关门限范围方面的二阶锁相环路,其环路滤波器选择为(1/1 тS)或(1 т_1S/1 тS),也给出一阶环路的结果。研究了环路参数、失谐误差和调制的影响。可以看出,具有滤波器(1 т_1S/1 тS)的环路可用相同的带宽和阻尼的两种方法来构成。一个环路比另一个给出较好的阴限。分析的结果被计算机模拟和用环路的硬件模拟所得的试验工作证实。     

优化参数对CPM-PSWF信号性能的影响

基于椭圆球面波信号的连续相位调制（Continuous Phase Modulation Based on Prolate Spheroidal Wave Function,CPM-PSWF）方法是一种新颖的数字调制方式,调制参数的优化与其调制信号性能有着直接联系。分析不同调制参数对CPM-PSWF信号性能的影响,优化选择调制参数,对获得能量聚集性和功率效率都较高的CPM信号具有重要意义。首先,对基于椭圆球面波信号的CPM信号进行描述;其次,采用韦尔奇(Welch)谱密度估计法,对时间带宽积、调制指数、关联长度等不同参数对CPM-PSWF调制信号的功率谱密度和带宽特性的影响进行了仿真分析。实验结果表明,选用0阶椭圆球面波信号,小时间带宽积、调制指数和符号进制数越小,关联长度越大时,CPM-PSWF信号具有频谱带外高频滚降快、占用带宽小的特点。