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。     

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。     

具有闭环跟踪的连续波雷达动态目标模拟器设计

为满足连续波雷达任务联试、设备功能检查和人员跟踪训练需要,设计了具有闭环 跟踪的动态目标模拟器。根据目标理论弹道和天线角度,完成信号幅度、多普勒频率和初始 相位的精确估计,采用FPGA+DSP构架实现动态目标的射频和差信号产生。经试验验证,该模 拟器产生的信号经过接收机解调后送至伺服,驱动天线电轴始终对准目标,实现动态目标的 闭环跟踪。     

800 MHz射频频率合成器的设计及相位噪声性能分析

介绍了3．5GHz宽带无线固定接入系统射频接收机中800MHz频率合成器的设计，讨论了环路滤波器以及压控振荡器等环路部件对频率合成器输出信号相位噪声性能的影响，提出了低相位噪声频率合成器的设计方法。最后结合实际系统分析了本振信号相位噪声对基带接收机16QAM解调误码性能的影响，并给出计算机仿真的结果。     

浅析相噪混叠对调频步进雷达信号的影响

结合频率稳定度理论,文章基于调频步进雷达系统的信号模型,分析得出频率源相位噪声在信号图像处理过程中发生混叠的结论．并讨论其对雷达信号性能的影响。     

应用于跟踪雷达的脉冲压缩信号评述

本文综述脉冲压缩信号及其在跟踪雷达中的应用。重点放在诸如巴克码和最长线性序列的二进制相位编码信号上。回顾了互补序列的性质,讨论了把这些序列应用于跟踪雷达的技术。同时还研究了线性调频信号、多相码信号以及同时调幅和调相的信号。     

基于IMM-EKF的高动态“北斗”导航信号频率估计算法

高动态环境下的“北斗”导航信号含有较大的多普勒频率及其变化率,传统锁相环（PLL）在跟踪时难以保证较高的跟踪精度。在分析高动态环境下“北斗”信号模型的基础上,提出了一种基于交互式多模型-扩展卡尔曼滤波（IMM-EKF）的自适应滤波算法,对载波相位及其高阶分量进行估计。IMM-EKF采用多个跟踪模型来解决滤波过程中单个模型不准确的问题,并结合改进的Sage-Husa自适应算法,在线估计和修正过程噪声及测量噪声的统计特性,增强了滤波的稳定性。仿真结果表明,IMM-EKF相比于PLL和EKF,估计精度更高,算法稳定性更强。     

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。     

角跟踪系统模拟器的跟踪收敛性分析

跟踪收敛性是角跟踪系统模拟器性能指标的重要体现。角跟踪系统常会因为方位俯仰信号的正交性不好造成交叉耦合较大或者链路处理时间较长引起误差积累，导致角跟踪收敛性不好。为此，研制了角跟踪系统模拟器。该模拟器根据天线方向图设计查找表，控制模拟角跟踪系统和差路信号幅度和相位，从信号幅度和相位处理环节减小交叉耦合；通过缩短角跟踪系统模拟器软硬件处理时间，减小误差积累。从减小交叉耦合和缩短系统处理时间两方面着手，较好地实现了增强角跟踪系统模拟器跟踪收敛性的目的。     

自动微波相位测量系统

引言由于微液系统日益复杂,因此严格控制元件和整个信道的传输相位特性越来越有必要。大家知道,相位非线性引起信号失真,从而除低了通信系统的信息传输特性并且损害了雷达系统的分辨力和测距精度。另外,在像相控阵雷达之类的多信道系统中,精确地跟踪各信道的相位是最重要的。     

基于SOPC的DDS信号源的实现

本文介绍了直接数字频率合成(DDS)的工作原理以及基于可编程片上系统(SOPC)实现DDS信号源。设计的DDS信号源以Cyclone器件为核心,用嵌入在FPGA中的N ios软核CPU作为控制来实现频率、相位和幅度的数字预制和步进,利用FPGA的RAM位放置正弦查找表,同时利用FPGA的逻辑单元实现相位累加等其它数字逻辑功能。实现了两路相位完全正交的DDS信号源。     

压缩域直扩测控通信信号载波同步技术

为解决压缩感知理论在直扩测控通信应用过程中面临的压缩域信号载波同步问题,针对重构算法复杂度偏高、计算资源消耗过大与系统实时性要求之间的矛盾,提出了一种改进的压缩域Costas环技术,该环路不再需要进行信号重构,可以直接从压缩域信号中提取频率和相位信息。首先通过压缩域信号估计理论分析,给出了压缩域直扩测控通信信号处理框架,并提出了改进的压缩域Costas环路;然后对环路模型及其跟踪精度进行了理论分析;最后通过计算机仿真验证了该环路技术有效性。理论分析和仿真实验表明环路能够在压缩域中实现高动态信号的高精度载波跟踪和解调处理。压缩域Costas环技术可应用在基于压缩感知的宽带扩频测控通信系统、认知无线电等相关领域,具有一定工程应用价值。     

一种新的2CPFSK信号极化合成方法

针对低信噪比下连续相位调制信号的极化合成,提出了一种基于多符号检测技术的极 化合成新方法。通过把解调和极化合成作为一个整体进行处理,在基带上完成了通常在中频 上实现的极化合成过程,避免了连续相位调制信号在低信噪比下载波相位跟踪困难的问题。 仿真结果表明,该方法的合成效果与理论值之间的差距小于0.3 dB。     

一种新的正弦信号频率和初相估计方法

提出了一种新的正弦信号频率和初相估计方法——频谱遍历法。该方法通过改变理想 正弦信号频谱峰值实现对采样信号频谱峰值的遍历。分析了噪声对信号频谱幅度的影响,并 以此给出了谱线遍历范围的选取准则。先估计频率,采用移频操作达到了良好的频域稳定性 ;再估计相位,避免了相位测量模糊的问题。在信噪比为6 dB、采样点数为1 024 的情况下,频率估计均方根误差约为DFT频率分辨率的0.8%,初相估计均方根误差约为1.5 °。Monte Carlo仿真表明,在达到一定信噪比或采样长度时,该方法的频率估计精度可突 破CR下限,初相估计精度基本达到CR下限。     

电离层色散效应对宽带BOC信号的影响

电离层色散特性导致宽带二进制偏移载波（Binary Offset Carrier,BOC）信号的码片时域波形和相关函数曲线产生畸变,影响BOC信号完好性和跟踪性能。为了评估电离层对BOC信号传输的影响,构建了宽带BOC信号的电离层影响分析框架,分析了电离层色散效应对码片时域波形和相关特性的影响,并评估了三类典型BOC信号的带内电离层色散效应在码跟踪环路和载波跟踪环路引入的偏差。研究结果表明,电离层色散效应会导致宽带BOC信号时域码片实部和虚部边缘产生抖动现象,色散信号与标准信号间的互相关函数会产生明显的相关损耗;在电离层活跃期间,电离层色散效应在码跟踪与载波相位跟踪中均引入明显的鉴别误差。该结果对BOC信号的电离层误差的评估与校正有一定的参考意义。     

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USB测控应答机的健壮捕获算法

在统一S频段（USB）测控应答机中频数字化处理的基础上，提出了一种健壮的相位调制(PM)信号捕获算法。针对USB测控应答机输入信号存在副载波时捕获易于假锁的问题，采用快速傅里叶变换(FFT)与锁频锁相环结合的算法，利用PM信号频谱对称的特点，快速获得残差载波的正确频率，防止捕获到副载波信号或者其他干扰信号上；采用锁频锁相环实现PM信号的精确捕获与跟踪，适应USB测控应答机大动态多普勒变化及高灵敏度的要求。通过仿真试验验证了该方案载波正确捕获的有效性，且接收灵敏度达到-121 dBm。     

射频连接器振动对信号相位噪声的影响

振动环境作用于射频连接器会影响信号的相位噪声。为了提高通信质量,研究了振动对射频连接器相位噪声的影响。分析了振动条件下射频连接器对通过其中的高频信号产生相位噪声的基本原理,推导出了机械振动参数与其产生的相噪功率谱之间的数学关系,验证了振动对不同频率信号的影响关系,并在相应的试验中验证了推导结果的正确性。相关研究结果对分析射频连接器的工程应用中振动对信号的影响具有指导作用。     

一种W频段频率步进雷达频率源的相位补偿方法

介绍了频率步进雷达信号实现距离高分辨的工作原理。针对采用步进频信号的某W频 段末制导雷达在系统调试过程中,由于频率源本振和激励源不同频点的相位差不同造成距离 像畸变的情况,分析了信号相位变化对高分辨距离像的影响,根据步进频信号距离高分辨的 原理,提出一种对各频点间相位差进行相位补偿的方法。计算机仿真结果表明 其可行性,并在试验中对该方法进行了验证。通过该方法可以不用对步进频信号各频点的相 参性过高要求,即可得到高分辨距离像,达到理想的距离分辨率,有效降低了W频段频率源 设计和调试的难度。     

基于自相关函数相位的正弦信号频率估计新算法

针对加性高斯白噪声的正弦信号,提出了基于自相关函数相位的频率估计新算法。首先,推导了一种新的自相关函数相位的频率估计式,然后,针对频率估计范围与频率估计精度之间的矛盾问题,提出了一种消除相位模糊的方法。算法分析与仿真结果表明,在信噪比高于6 dB时,估计方差接近克拉美罗下界（CRLB）,与TSA算法相比,在估计性能相同条件下,具有更低的计算量,便于工程实现。