简易频谱分析仪设计分析

简易频谱分析仪基于外差原理,采用本机振荡信号与被测信号混频的方法实现该原理,可对频率范围在1MHz—30MHz之间的被测信号进行频谱分析,频率分辨力和误差均小于1KHz。该系统具有识别调幅、调频和等幅波信号及测定其中心频率的功能,可设置中心频率和扫频宽度。     

1030/1090 MHz频谱的共享与干扰问题综述

1 030/1 090 MHz频率广泛应用于民用和军用航空电子系统中,随着飞行器和机场地面设 备的快速增加,1 030/1 090 MHz频谱的共享越来越复杂,由此带来的干扰问题日趋严重。 研究了使用1 030/1 090 MHz频率的各种电子系统的工作原理和机制,包括二次监视雷达、 自动 广播相关监视系统、多点定位系统、空中防撞系统、敌我识别器系统、测距仪和交通信息广 播服务系统等,重点分析了各系统对该频点的使用频度,讨论了可能出现的各种干扰形式, 指出了对1 030/1 090 MHz频谱现状进行监测,对未来的干扰环境和应用系统的性能进行评 估的重要意义。     

一种基于CORDIC算法的高速高精度数字鉴相器

提出了一种基于CORDIC算法的高速、高精度数字鉴相器。该数字鉴相器根据正交解调原理测相,采用高速全流水线结构在FPGA上实现,利用CORDIC算法实现了数字下变频(DDC)和相角的计算。本方法不需要正交本振信号与参考信号严格同步,并且允许输入信号的频率与DDC的NCO频率存在一定频偏,便于工程实现。经时序仿真验证,系统工作时钟可达100 MHz,在30 dB的信噪比条件下,测相误差小于0.004 rad,样本标准差小于0.03 rad。     

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。     

基于改进CORDIC算法的QDDS的FPGA实现及精度分析

分析了DDS原理、CORDIC原理及其一种改进方法,设计了基于改进CORDIC算法的流水线QDDS系统,在Altera公司的ACEX1K-EP1K50TC144-1芯片上予以实现,通过对数据的频谱分析验证了系统工作性能.系统输入频率控制字32位,输出幅度位数16位,最高工作频率83.33 MHz,频率转换时间440 ns,频率分辨率0.0196 Hz,杂散指标-114 dB.     

5MHz短稳晶振的研制

研制出的5MHz短稳晶振,其短稳指标为:4,9×10~(-11)/25ms。这说明该晶振输出频率的频谱纯度很纯,相位抖动很小,可以广泛地用在现代雷达、导航、通信、卫星、导弹、遥测遥控等无线电设备中,作频率时间基准信号。     

舰载塔康天线波束空域扫描的耦合效应分析

针对舰载塔康(TACAN)天线安装架设位置特殊性需求,为解决天线阵列受到电扫描和机械扫描同时作用影响系统测角问题,建立了天线阵列接收信号的数学模型,分析了电扫描和机械扫描对天线阵列波束空域扫描的耦合效应,研究了耦合效应对舰载塔康系统测角性能的影响。理论推导和计算机仿真结果表明,天线接收信号受到阵元馈电频率、天线机械扫描速率以及阵列结构的共同影响,接收信号的周期性不再是馈电信号的频率,且其频谱发生了扩展。通过对机载天线接收信号进行有效滤波处理,可确保舰载塔康系统测角正常工作。     

基于改进精估计与FrFT的Chirp信号参数估计

为了解决Chirp信号参数估计在低信噪比下保持高精度等问题，提出了一种基于粗精二次估计的Chirp参数算法。粗估计采用分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform，FrFT），能够在低信噪比下检测到Chirp信号并估计出调频率的范围。同时，提出了一种FrFT插值算法提高FrFT估计中心频率的精度。精估计根据信号能量和周期长度一定时Chirp信号频谱幅度的平方与调频率成反比的特性，不断地用已知Chirp信号的共轭与未知Chirp信号相乘，寻找使相乘后频谱幅度平方最大的已知Chirp信号的调频率。为了提高精估计算法性能，用提出的H-Rife算法估计中心频率和相乘后信号的频谱中最大的幅值。〖JP2〗用二分法代替等步长使精估计在粗估计出的调频率范围内搜索，极大降低了复杂度。在信噪比不小于-10 dB时，该算法估计调频率归一化均方误差（Normalized Mean Square Error，NMSE）较FrFT线性提升，估计中心频率NMSE较FrFT线性提升，接近克拉美罗界。     

用作相位计定标的ECL电路

图1所示电路采用高速ECL器件来产生一对高精度移相的周期信号,这种信号用来对相位计定标。本电路测试的输入信号范围从16Hz到96MHz(1Hz到6MHz的输出频率)。在6MHz输出频率时,0.1ns的相移精度约0.2°。     

毫米波雪崩二极管的高效率分谐波注入锁定

用分谐波注入锁定一个微弱的寄生振荡信号,能够对毫米波雪崩二极管振荡器实现有效的稳定。在分谐波注锁实验中,当分谐波频率与主振频率之比为1:2时,在10兆赫的锁定频率范围内可以得到大于19分贝的锁定增益;在分谐波比值为1:4和1:6时,可分别获得12分贝和13分贝的锁定增益。利用寄生振荡信号时,在分谐波频率与寄生振荡信号频率之比为1:2的情况下,可在10兆赫的锁定范围内得到高于32分贝的锁定增益(这比对主振信号锁定时的锁定增益要高13分贝);在分谐波比为1:4时,锁定增益高于15分贝。用频谱分析仪测量表明,被分谐波注入锁定的振荡信号几乎与注入信号相一致。这些数据表明,用分谐波注入锁定的锁定增益比用主振信号注入锁定高。     

一种新的卫星通信信号快速盲检测方法

提出了一种卫星通信信号快速盲检测算法,该算法能够适应频谱不重叠的多信号环 境,并能准确估计信号的数量、中心频率及带宽等参数。算法既高效又简单,所需数据量少 且适应低信噪比条件,适于在星载设备上实现。理论分析和仿真及测试结果证明了算法的有 效 性。     

基于FPGA的数字示波器设计研究

该数字示波器以MSP430单片机和FPGA为控制核心,基于等效采样原理,实现对10Hz—10MHz的周期信号进行采样显示,实时采样速率≤1MSa/s,等效采样速率≥200MSa/s。同时可对波形进行实时存储和连续显示。信号波形显示清晰,操作简单,界面友好。     

TV信号的多路传输及带宽压缩

本文阐述了时间压缩信号及其频谱、各种差分信号的产生方法及频带压缩过程.最后对图象带宽为4.2MHz的TV系统用8.4MHz带宽传送三个TV信号的具体执行力式作了介绍.     

调频遥测信号载波频率的精确估计

传统调频遥测信号载波频率估计算法对输入信号降采样后直接进行快速傅里叶变换,实现方法虽然简单,但测量精度较差,无法适应高动态、低信噪比等复杂场景。为此,提出了一种调频遥测信号载波频率的精确估计算法。两并联补偿支路先分别采用正、负调频频率对输入信号进行频率预先补偿,低通滤波后完成降采样处理,削弱调频频率的频谱影响;频率搜索状态对采样数据进行载波多普勒变化率的频率补偿,经过快速傅里叶变换、非相干积分和频谱重心搜索完成频率解算,提高载波频率的检测性能。试验与分析表明,所提算法在高动态、低信噪比等复杂场景下可显著提高调频遥测信号载波频率的估测性能。     

一种时间交替采样的非均匀时延估计技术

给出了一种时间交替采集系统各通道非均匀采样时延偏差的估计方法，分析了非均匀采样信号的频谱特性，介绍了非均匀采样信号时延估计原理。仿真结果表明，该算法可显著提高数据采集系统的性能。     

一种新的卫星信号调制方式识别方法

根据采样数据恢复信号频谱后,采用频域估计法检测卫星信号中心频率,再利用延 迟相乘法估计卫星信号调制速率。通过内插恢复得到信号星座图,根据星座图特征对无先验 信息的卫星信号调制方式进行识别。利用实测的8PSK和QPSK卫星信号检测了识别的效果, 在信号信噪比低于5 dB时无法得到信号星座图。     

稳定振荡器频谱纯度的直接测量

一个信号的射频频谱可在频域中确定其质量(频谱纯度)。由于普通的外差式分析仪性能的限制,对高稳定振荡器直接测量是很困难的,甚至不可能。本文作者采用频率综合技的新方法来解决频谱分析的问题,其特点是动态范围很宽,分辨很高,离散频率可作程序分析,用对数座标研究频率等。     

一种适用于频谱监测的高效中频信道化结构

针对软件无线电接收机对空中通信信号进行监测搜索的过程中频率分辨率与搜索速度 的矛盾,在分析中频信道化技术原理的基础上,设计了一种适用于频谱监测的信道化结构 ,通过Simulink建模仿真验证了此种结构可以无误差地还原输入信号频谱,根据实际项目需 要,利用Xilinx 集成设计工具Sysgen进行快速设计并最终在FPGA中实现了八信道的信道化 结构。该设计方法可以大大加快信道化接收机的硬件实现速度,具有一定的工程实际应用价值。     

100MHz TTL兼容的晶体振荡器

目前,在数字信号处理(DSP)设备、RF综合器、视频存储电路和逻辑分析仪上,已经普遍使用高达100MHz的时钟频率。本文所述的电路是建立在石英晶体的基础上,它可提供高达100MHz的输出信号以推动TTL电路。     

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。