探地雷达超宽带背腔蝶形天线设计与实现

设计实现了一种中心频率为400 MHz的吸波材料填充式背腔蝶形天线,并将此天线应用于超宽带探地雷达系统,组装完成了一套400 MHz无线控制探地雷达系统样机。背腔式设计的探地雷达收发天线可以克服传统蝶形天线在H面全向辐射所带来的缺点,从而提高雷达系统的信噪比及收发天线之间的隔离度。对背腔蝶形天线的设计进行了规律性研究,总结了吸波材料填充式背腔蝶形天线系统在工程化实现时的设计经验。实际路测数据验证了所设计背腔天线在此套探地雷达系统中性能表现稳定良好。     

新型超宽带微带单极子天线的设计

针对目前已有超宽带微带单极子天线带宽较窄及尺寸较大等缺点,该文设计了一款小型化结构新颖的超宽带微带单极子天线,使用HFSS软件对天线的结构尺寸进行了分析。天线尺寸仅为14 mm×25 mm×0.7 mm,采用中间开正六边形槽的圆形辐射贴片、矩形微带线及缺陷地面结构,实现了良好的超宽带特性。最终仿真结果表明,在频率2.0~28.6 GHz内,天线的回波损耗小于-10 dB,电压驻波比小于2,且具有良好的方向性,适用于超宽带通信系统中。     

高隔离度的连续波雷达收发天线系统

连续波雷达在强杂波下低空目标探测方面较常规脉冲雷达具有显著的优势。由于连续波雷达是同时发射和接收, 提高连续波雷达收发天线隔离是实现低空远程探测的关键。文中采用减小收发天线的互耦法和吸收法,极大地提高了连 续波雷达波导缝隙平面阵列天线系统的隔离度,用试验验证了其设计的有效性,实测结果与仿真数据相吻合,隔离度大于100 dB,对连续波雷达收发天线隔离度的工程设计具有一定的参考作用。     

S波段超宽带抗干扰发射信道的设计与实现

S 波段超宽带抗干扰发射信道作为卫星通信系统机载终端的核心设备,其信道的抗干扰能力直接影响着整个系统的性能。通过跳频技术来提升通信系统的抗干扰能力的关键是提高跳频速度和拓展跳频带宽,因此该超宽带信道杂散、增益平坦度以及载波的低相噪、捷变频速度等性能指标的优劣就显得极为重要。本文基于传统通用芯片设计了采用二次变频的宽带收发信道, 通过切换混频本振、分段开关滤波、多通道一体化集成设计,实现了超宽带信道低杂散、低相位噪声以及高速换频等关键技术指标,并在实际工程应用上得到了验证。     

一种新颖的双陷波超宽带天线设计

针对超宽带系统易受窄带信号干扰的问题,设计了一种新颖的基于金属开口谐振环结构的双陷波平面超宽带天线。通过在天线的辐射贴片上加载U形槽和在接地板上引入寄生条带的方法实现了双陷波特性。利用仿真软件研究了U形槽和寄生条带的物理尺寸对陷波特性的影响,并对所设计的超宽带天线进行了制作和测量。仿真和测试结果表明,天线在超宽带系统3.1～10.6GHz工作频段内的电压驻波比小于2,在WiMAX和WLAN频率范围具有良好的陷波特性,有效地抑制了超宽带通信系统与窄带通信系统之间潜在的干扰。     

应用于窄脉冲超宽带通信的均衡算法及其实现

由于高传输速率及多径效应的影响,在窄脉冲超宽带(IR-UWB)通信系统中,基于传统横向滤波器的时域均衡技术已无法对抗严重的码间干扰。通过收发两端联合设计,提出了一种以数据块为基础的基于码元的频域均衡技术,同时介绍了其应用前提和算法实现。仿真结果表明,所提方法能有效对抗超宽带通信系统中存在的码间干扰,是窄脉冲超宽带通信系统中更为现实的技术选择。     

基于DHT的低复杂度UWB系统及性能仿真

实现复杂度和功耗是超宽带(UWB)系统设计中的关键问题.本文提出一种利用离散Hartley变换(DHT)进行调制/解调的超宽带系统,并推导了信道估计与均衡算法.与基于传统OFDM的方案相比,该系统降低了算法复杂度、硬件复杂度和功耗,且具有内在的频率分集特征.针对超宽带信道严重的频率选择性衰落,采用卷积编码与频域扩频和交织相结合的方式提高系统传输可靠性.根据典型超宽带信道模型进了系统参数设计,并通过计算机仿真验证了系统性能.     

具有同步跟踪功能的单用户TH-SS PPM超宽带系统性能分析

目前超宽带系统均假设已知发射机与接收机之间准确的传播时延,收发双方完全同步,而任何系统收发双方必然存在同步误差.该文针对这一点,提出了一种具有同步跟踪功能的单用户TH-SS PPM超宽带系统,设计了同步跟踪方法,推导出了系统中存在同步误差时,解调器输出端信噪比计算公式和系统BER表达式.理论分析与仿真结果表明,系统BER与同步误差大小有很大关系,同步误差越小,系统BER越小.     

基于遗传算法设计的双陷波超宽带天线

为了抑制窄带信号对超宽带系统的干扰,利用遗传算法结合时域有限差分法分两次优化设计了一种新型双陷波平面超宽带天线,在3.5~4.2GHz和5~6GHz范围实现了频率阻断,并将天线加工成实物,电压驻波比的实测结果、CST仿真结果和数值计算结果基本一致。分析了天线陷波的原理,并利用仿真软件研究了天线性能。结果显示,所设计的天线具有良好的性能,能够广泛应用于无线通信设备中;该设计理论简单,通用性强,对以后设计陷波超宽带天线具有指导作用和参考价值。     

FM-CW雷达收发系统的分析与实验

针对低空多卜勒导航任务,本文采用一阶贝塞尔调频边带,成功地进行了收、发、数字多卜勒跟踪器的设计。从理论上详细地分析了调制频率、调制指数、杂散泄漏功率对于高度死区分布、收发隔离和信噪比等的影响。得出设计收、发共用天线的连续波多卜勒雷达接收机之诸要素。特别对1000米以下低空多卜勒导航雷达,给出了一个具体设计计算的详例,计算了在0~1200米高度上的信噪比性能。     

三频段准连续波雷达信号目标检测性能分析

准连续波雷达是一种低截获概率雷达,结合了脉冲雷达收发隔离和连续波雷达截获概率低的优点,但其检测性能的优劣很大程度依赖于信号形式,普通的编码信号和线性调频信号已经不能满足其对目标探测的要求。为解决这个问题,设计了一种三频段信号和与之相应的收发系统,对系统结构及三频段信号的参数选择原则、目标检测原理、模糊函数、抗近距离盲区性能做了详细分析,并指出了三频段信号相对于相位编码信号和分时发射信号的优势所在,最后通过仿真证明,将三频段信号应用于准连续波体制雷达中时能准确探测目标,得到目标的各个参数并且能有效消除近距离盲区。     

W频段机载防撞雷达收发分机

介绍最近研制成功的W频段机载防撞雷达收发分机的设计。该收发分机采用了雪崩管稳频振荡、注锁放大技术、低噪声接收技术和自动频率跟踪技术,具有指标高、体积小、重量轻、可靠性高等优点。     

DFT-modulated filterbank transceivers for multipath fading channels

The orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transceiver has enjoyed great success in many wideband communication systems. It has low complexity and robustness against multipath channels. It is also well-known that the OFDM transceiver has poor frequency characteristics. To get transceivers with better frequency characteristics, filterbank transceivers with overlapping-block transmission are often considered. However these transceivers in general suffer from severe intersymbol interference (ISI) and high complexity. Moreover costly channel dependent post processing techniques are often needed at the receiving end to mitigate ISI. We design discrete Fourier transform (DFT) modulated filterbank transceivers for multipath fading channels. The DFT modulated filterbanks are known to have the advantages of low design and implementation cost. Although the proposed transceiver belongs to the class of overlapping-block transmission, the only channel dependent part is a set of one-tap equalizers at the receiver, like the OFDM system. We show that for a fixed set of transmitting or receiving filters, the design problem of maximizing signal-to-interference ratio (SIR) can be formulated into an eigenvector problem. Experiments are carried out for transmission over random multipath channels, and the results show that satisfactory SIR performance can be obtained.     

利用声光偏转效应的雷达告警实验分析

针对传统测频接收机不足，利用声光偏转效应，设计出了一种测量雷达载波频率的方法，实现了雷达告警。进行了实验模拟，分析了系统工作原理和性能。实验表明利用声光器件的雷达告警系统能够实时、并行处理多个频段信号，具有反应快、带宽大、精度高等特点，具有较大的应用潜力。     

实时扰动频率控制的自适应陷波器研究

针对工频干扰范围在49Hz~51Hz区间波动时,传统自适应陷波器存在滤除精度不高的问题。本研究采用快速傅立叶变换实时提取工频干扰频率值,并设计补零法在保证精度的前提下提高系统实时性。在FPGA上采用下降沿检测获得快速傅立叶变换结果的极值,通过排序法拟合出干扰频率。设计基于实时扰动频率控制的自适应陷波器,在线改变自适应陷波器的陷波频率,实时补偿干扰频率变化。研究结果表明,实时扰动频率控制的自适应陷波器,能够更好滤除49Hz~51Hz范围工频干扰,提高滤波性能。     

新型电离层探测仪发射系统设计

为了实现整机系统通带高增益性能、兼容多种探测编码体制,同时采用一副天线进行收发探测, 武汉大学研制的新型电离层探测仪的发射系统采用了软件无线电思想和模块化设计,系统由波形产生模块、功放单元模块和收发开关模块构成。实验结果表明,该发射系统在日常探测中实现了多种电离层探测方式,在实时获取丰富的电离层探测结果同时,方便携带且工作性能稳定。     

A Multimode Cellular Radio

A flexible, multimode radio transceiver for global system for mobile communications, enhanced data rates for global evolution, and wide-band code-division multiple access is presented. The receiver uses low-IF and direct-conversion concepts with an integrated notch filter to adapt to the different requirements. The polar transmitter includes several innovations to provide a flexible solution that eliminates the external SAW filters traditionally needed.     

对空监视情报雷达宽带技术应用研究

对一种对空监视情报雷达采用宽带技术提高目标监视、跟踪性能进行了分析和仿真,研究了多径传播引起的分裂波瓣,其凹口以及峰值所在角度,并且对多频点的雷达威力进行了合成分析.结果表明,适当增加雷达系统带宽,可以大大减少由于多路径传播造成的波瓣分裂影响,进而比较显著地提高情报雷达的目标监视和跟踪性能.其结果对于要求具有自动检测和跟踪的对空情报雷达特别重要.     

利用140 GHz雷达实现目标缩比模型的RCS测量与成像

构建了140 GHz频段的单基雷达用于缩比模型的高分辨力成像和雷达散射截面积(RCS)测量。雷达的相干收发机用全固态的方式实现,其发射信道采用一个Ka波段频率源驱动的倍频链作为本振,在5 GHz的带宽内实现了0.5 mW的输出功率,接收机采用基于肖特基二极管的次谐波混频器实现相干接收。该雷达RCS测试系统显示出高信噪比的特点,获得了大于100 dB的动态范围和3 cm的成像分辨力。除了可实现对目标的逆合成孔径成像,该系统还可完成对旋转目标全方位角的RCS测量。利用该系统对某航空母舰1/720th模型进行了成像实验和RCS测量,模拟了全尺寸目标在P波段的结果。所获得的数据根据缩比定律可为P-波段雷达设计提供参考。     

生命体征探测雷达系统的仿真研究

为解决基于连续波(continuous wave, CW)多普勒雷达的生命体征探测中存在的探测零点问题,提出一种新型的并发双频段混合下变频的雷达收发机系统. 提出的雷达系统工作频率为2.05 GHz和1.64 GHz,利用信号间的相关性可以提升系统的整体性能. 在λ/4距离处,单频段单通道检测存在探测零点问题,而提出的双频段双通道检测可以改善系统中的探测零点问题;在非λ/4距离处,双频段双通道检测结果之间可以相互验证,确保了生命体征探测系统的探测准确度. 仿真结果证明了此雷达系统的可行性,无论探测的距离是否在λ/4距离处,所提出的生命体征探测系统总能获得有效的生命体征信号.