单脉冲寻向天线和目标的一体化仿真及测角误差分析

本文通过矩量法及其高效数值方法（MLFMA）对近距离目标--单脉冲收发天线的电磁互作用进行一体化数值仿真,定量研究了单脉冲天线的近场角度测量特性.在该近场模型中,目标散射近场的幅、相分布和同轴探针激励的喇叭单脉冲天线的辐射场（对应远场和波束）、接收端响应（对应远场差波束）均采用全波数值模拟获得.首先,计算单脉冲天线的辐射场并将其作为对目标照射的激励条件;接着,计算目标散射近场的空间分布;并计算出单脉冲天线所接收到的目标散射场;最后,使用幅值法和相位法计算出单脉冲天线近场测角角度,并在此基础上对近距离测角误差进行研究.在导弹目标算例中,将天线--目标一体化建模和天线口径面上散射近场的幅、相分布计算结果用于近距离条件下单脉冲天线测角误差的研究,并通过频率、距离的变化对测角精度做了对比分析;发现目标近场散射幅、相分布的非均匀性,是导致单脉冲天线近距离角度测量产生较显著的测角误差的主要原因;而频率较低时,测角误差较小.文中给出了物理解释,并提出近距离测向时借助于较低频信号的校正以降低测角误差的建议.     

提高目标模拟精度过程中校准数据的自动获取

幅度相误差会影响四元组射频目标模拟器中的最终目标模拟位置的精度。为了最大程度减小幅相误差,采用 迭代方法进行校准。迭代校准方法需要各射频器件的实际S21 的幅值和相位的实测数据,而高分辨率的数控衰减器和 移相器所需测量数据巨大,传统手工测试效率低下且准确度难以保证。为解决此问题,本文设计了一种基于VEE 的 自动测试系统。     

一种基于相移补偿技术的Ka波段四通道幅相控制芯片

提出了一种基于衰减器附加相位补偿技术的Ka波段四通道幅相控制芯片,采用有源矢量合成移相器和无源衰减器进行高精度幅相控制,每个通道由功率放大器、有源移相器、无源衰减器、功分器等单元构成。提出了一种新颖的基于可调谐补偿电容阵列的相移补偿技术,实现了较低的衰减附加相移。测试结果表明,通道增益大于24 dB,带内增益平坦度小于2 dB,输出1 dB压缩点大于10 dBm,发射效率大于12%@P_1dB,6位RMS移相精度小于2°,5位RMS衰减精度小于1 dB,衰减相位误差小于4°。     

大型宽带相控阵天线子阵级延时器误差分析及补偿

子阵级使用延时器是改善宽带相控阵天线波束性能常用的技术途径。在对延时器电性能误差特性分析的基础上,提出采用次级子阵延时器联合TR通道移相器和衰减器分级补偿天线系统内部射频链路的时延、幅度和相位误差的方法。通过采用两级子阵延时架构的一维大型天线阵列模型的仿真验证,表明该方法不仅可实现大带宽大扫描角大型相控阵天线的方向图高精度控制,同时降低了大时延量延时器的研制难度。     

相位误差对相控阵天线影响分析与改进

为减少相位误差对相控阵天线的影响,介绍了相控阵天线数字移相器相位量化误差产生的原理,分析了相位量化误差对相控阵天线波束指向精度和天线波束性能的影响。为改善这一情况,提出采用递推比较补偿馈相法代替传统的确定性馈相法,通过对2种方法进行比较分析,证明在不改变硬件的条件下,递推比较补偿馈相法能够减少相位量化误差的影响,降低波束指向误差的极大值和均方差,提高相控阵天线的指向精度和波束性能。     

有源相控阵的幅相误差校正和波束形成一体化方法

有源相控阵的衰减器和移相器会随着波束形成要求的不同幅度和角度值进行调幅和调相,在实际应用中衰减器和移相器的调节会造成原始通道幅相误差发生变化,从而导致波束形成性能的恶化。文中提出一种可将幅相误差校正和波束形成同时完成的一体化方法,在校正原始通道幅相误差的同时,解决了通道幅相误差随形成波束变化而导致的波束形成性能恶化的问题,具有实现简单、运算量小等优点。理论分析和仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。     

子阵级DBF体制天线幅相误差校准方法

在子阵级DBF体制天线中,接收多路信号,这些信号通过射频通道会增加额外的增益,致使各通道的幅相特性产生差异,影响雷达的测角精度,所以必须将各路子阵幅相误差消除,保证各通道幅相一致.本文提出了一种工程中实用的误差校准方法,并通过仿真论证了该方法的可行性.     

微波稀布阵雷达发射阵列的幅相误差校正

建立了微波稀布阵综合脉冲孔径雷达发射阵列的幅相误差模型,研究了基于近场窄脉冲和基于远场直达波的2种幅相误差校正方法:前者通过近场天线接收不同频率窄脉冲并进行通道分离、频谱分析等处理后提取幅相误差;后者通过远场天线接收直达波并在去调频后再提取幅相误差。前者运算量较小适用于工程实现;而后者运算量较大,在接收站定位精度较高时这种方法可获得较高的估计精度。仿真结果表明2种方法均能较好地估计幅相误差。     

随机误差对超低副瓣天线平面近场测量的影响

导出了平面近场测量中近场幅相随机误差所引起的误差谱的解析表达式。利用计算机模拟和统计平均的方法研究了近场幅相随机误差对超低副瓣天线平面近场测量结果的影响 ,并给出不同口径尺寸的超低副瓣天线的平面近场测量 ,为保证- 5 5 d B副瓣± 5 d B的测试精度 ,所能允许的近场幅相随机误差的最大起伏度     

随机误差对雷达阵列天线低副瓣波束影响的分析

低副瓣阵列天线是现代雷达的普遍要求,但低副瓣天线的方向图指标通常受随机误差影响较大,设计时若不充分考虑随机误差对这些指标的影响,将会对实际结果产生较大影响.针对上述问题,提出了一种适合于雷达阵列天线低副瓣波束的幅相随机误差分析方法,可确定低副瓣波束Taylor综合的合理副辫值和满足副瓣指标要求的幅相误差,并分析了幅相误差对阵列方向系数及波束指向的影响.仿真结果表明:该方法可靠有效,可为天线阵面和馈电网络设计以及安装精度提供依据.     

Hybrid Carrier and Modulation Tracking Loop Performance in RFI

The operation of a hybrid tracking (HT) phase-locked loop (PLL) in radio-frequency interference (RFI) is considered. Results from a perturbation analysis for the loop phase error in continuous-wave (CW) RFI are found to compare favorably with results obtained by digital computer simulation. These results, together with simulation results for wide-band (in comparison to the loop bandwidth) RFI, indicate that loop structures which track both on the signal carrier and modulation components are advantageous in RFI plus Gaussian noise backgrounds.     

FMCW雷达系统的仿真分析

在FMCW雷达系统模型的基础上,应用Matlab对三角波调制方式进行了仿真,并分别在理想状态下和噪声与相位误差的影响下,对三角波调制的FMCW雷达系统的信号处理过程进行了仿真。仿真结果表明,噪声与相位误差对系统的影响,并分析了仿真处理中影响结果的主要因素,总结了FMCW系统的优缺点,为深化研究FMCW雷达的具体应用提供了指向性参考。     

Joint Estimation of Time Delay and Clock Error in the Incoherent Reception Systems

The assumption that observed signals are ideally received is commonly used in the literature on time-delay estimation. However, for practical digital receivers, the received radio-frequency signals are usually downconverted to the baseband and digitized by analog-to-digital converters. Because inaccurate and unstable system clocks are used, frequency and phase offsets are usually induced by the frequency-mixing procedure, whereas a time stretch may ensue from the sampling procedure. The aforementioned problems are almost inevitable for incoherent reception systems. Therefore, the neglect of imperfect reception for incoherent systems may reduce the performance of conventional time-delay estimation methods. In this paper, employing refined signal models developed specifically for incoherent time-delay estimation in active and passive systems, the corresponding joint maximum likelihood estimates of time delay and system-clock frequency error are proposed. The Cramér–Rao lower bounds (CRLBs) on time-delay and clock frequency error estimations are also derived. The performance of the proposed time-delay estimators can be improved for frequency/phase offsets and time stretches, approaching the performance of the CRLBs in scenarios of moderate and high signal-to-noise ratios. Furthermore, both CRLBs analysis and simulation results verify that the accuracy of the proposed time-delay estimator is unaffected by the performance of the system clock in moderate scenarios.     

The Effect of Carrier Phase Error on the Performance of a Duobinary Shaped QPSK Signal

An analysis is presented showing the effect of carrier phase error on the error-rate of a duobinary shaped, quaternary, phaseshift keying digital radio system. A simple upper bound on the probability of error as a function of phase error is derived and the results are compared to those obtained by computer simulation. The conclusion is reached that such a system exhibits approximately 1.0 dB degradation for a carrier phase error of 3° at an error-rate of 10^-5and a 10 dB degradation at a phase error of 15°.     

相位噪声对多天线QAM性能影响分析

正交幅度调制系统(QAM)对载波的相位噪声非常敏感,多天线技术的使用可以提高通信系统的性能。对QAM系统在当今通信系统中的应用及相位噪声对QAM系统性能影响进行介绍,对多天线QAM系统受相位噪声影响进行了理论分析及仿真验证,并给出了闭式误差向量幅度(EVM)表达式。给出的理论公式及仿真结果对多天线QAM系统相位噪声指标的确定及系统性能分析具有参考意义。     

幅相误差对数字波束形成系统的影响

针对旁瓣电平、波束指向等指标分析了幅相误差对数字波束形成系统的影响.根据各通道间误差的分布规律不同,给出了天线方向图的波束指向、旁瓣电平的变化情况,并且对数学公式进行了详细的推导.分析结果表明:波束形成后的旁瓣电平、波束指向偏差分别与各通道间的幅度误差、相位误差成正比,利用计算机仿真对其进行了验证,为工程实践提供了依据.     

存在幅相误差的ASLC系统性能分析

为了分析存在幅相误差的自适应旁瓣对消系统(ASLC)性能,推导了主辅通道存在幅度不一致性、相位不一致性以及同时存在幅相误差时ASLC系统任意通道间的相关系数公式,以干扰对消比为依据,给出了上述条件下的计算机仿真结果,得出了相应的结论.理论分析和仿真结果表明幅相误差对自适应旁瓣对消系统具有重要的影响,必须加以克服.     

Phase-sensitive interrogation of fiber Bragg grating resonators for sensing applications

This paper discusses a phase-sensitive technique for remote interrogation of passive Bragg grating Fabry-Pe/spl acute/rot resonators. It is based on Pound-Drever-Hall (PDH) laser frequency locking, using radio-frequency phase modulation sidebands to derive an error signal from the complex optical response, near resonance, of a Fabry-Pe/spl acute/rot interferometer. We examine how modulation frequency and resonance bandwidth affect this error signal. Experimental results are presented that demonstrate, when the laser is locked, this method detects differential phase shifts in the optical carrier relative to its sidebands, due to minute fiber optical path displacements.     

基于线性误差模型的干涉仪系统标校方法

干涉仪系统利用多个天线构成测向基线,通过测量目标相位信息完成入射角度估计,能实现瞬时高精度测向.针对系统误差影响测向性能这一问题,分析了系统误差来源(包括天线安装误差和系统固定相位误差),建立了干涉仪系统误差线性模型,利用线性最小二乘算法对干涉仪系统中的天线相位误差与基线安装误差进行估计.仿真分析验证了该方法的有效性.     

随机偏振光学加密算法的加密及解密特性分析

为了阐明随机偏振模板在光学加密系统中的作用,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,进行了在双随机偏振光学加密系统中偏振模板的特性参量对系统加密效果及解密误差的影响的理论和仿真分析;对比了随机相位模板和随机偏振模板对光学加密系统加密效果及解密误差的不同影响。结果表明,加密方面,采用随机偏振模板或随机相位模板均能生成平稳白噪声分布的密文,但是偏振模板有两个构造参量,密钥空间更大;解密方面,系统对相位模板以及偏振模板中不同参量的解密敏感性有一定差异,随机偏振加密具有更高的应用灵活性。该结果对理解相位及偏振编码光学加密系统的本质属性及设计安全性更高的光学加密系统有一定的帮助。