基于 SRD 的二阶微分高斯脉冲发生器

基于阶跃恢复二极管（SRD）反向偏置时的阶跃恢复特性,设计了一种极窄的亚纳秒级二阶微分高斯脉冲发生器。该脉冲发生器主要由 SRD 串并联电路、RC 电路及并联微带线短路枝节组成,其中串并联结构的 SRD 用于形成窄脉冲,RC 电路用于信号的耦合及取代 SRD 的外偏置网络,微带短路枝节用于二阶脉冲的成形。利用 ADS对电路进行了仿真设计,并对电路进行加工制造,和串联或并联 SRD 脉冲发生器相比,串并联结构的输出电压明显提高,3V 纽扣电池供电时,实际测试的脉冲峰-峰值1.2V,脉冲宽度约600ps,脉冲对称性较好,振铃约-16dB。     

超宽带信号频谱实现研究

为了给不同的应用环境下所要采用的超宽带信号波形的选择提供依据,本文采用数字方法产生了超宽带(ultra wideband＞UWB)无线通信系统中常用的基带高斯脉冲,在此基础上,分别利用带通滤波和上变频方式实现了中心频率和带宽可控的UWB信号脉冲,给出了仿真结果,结果表明,带通滤波方式功率谱能量较低,适用于短距离低功率系统,但系统实现简单.上变频方式功率谱较高,适用于高速远距离应用,且频谱控制更加灵活,但系统复杂度略高.与传统波形设计方法相比,这些方法从频域出发,频谱实现简单灵活并且系统易于实现.     

超宽带无线通信技术及其应用

通过将超宽带（UWB）无线通信技术应用于组建无线个人局域网（PAN）和无线多媒体网络,可实现数据在近距离范围内的高速传输,并有效地解决了信道衰减、成本高和功耗大等难题,同时,UWB技术也可应用于探测、定位、成像等方面.文章通过介绍UWB无线通信技术的基本概念,分析了它的2种调制方式以及性能特点,最后详细介绍了其在无线通信中的应用.     

基于冲击脉冲辐射天线的高功率超宽带电磁脉冲辐射系统

为给超宽带电磁脉冲效应机理与防护技术的研究提供实验平台,研制了一种基于冲击脉冲辐射天线(impulse radiation antenna, IRA)的高功率超宽带电磁脉冲辐射系统,辐射系统由差分脉冲高压源、锋化开关、IRA和介质透镜等部分构成。设计中,差分脉冲高压源由基于氢闸流管的脉冲源驱动副边中心抽头的脉冲变压器实现;设计的紧凑型锋化开关高度仅为1 cm,开关间隙为1 mm,可嵌入IRA天线馈电点,开关最高工作气压可达3 MPa;基于菲涅尔定理设计了介质透镜,以校正锋化开关和绝缘变压器油对IRA天线辐射中心的影响,改善了天线的辐射特性;辐射系统可通过改变锋化开关的气压和充电电压调节系统辐射功率。测试实验表明辐射系统的主要技术参数如下：在时域,在天线主轴距离口径面5.5 m处辐射电场脉冲上升沿约为330 ps,幅值约为±8 kV/m,远场有效电势最高可达44 kV,辐射功率可调;在频域,中心频率为400 MHz,基于能量范数比定义的信号频带为80 MHz～1GHz,信号带比约为12.5,百分比带宽为170.4%。辐射系统能够为开展超宽带电磁脉冲效应阈值规律及防护技术的研究提供一个辐射...     

一种超宽带窄脉冲信号发生器的设计

宽度窄、幅度大的脉冲生成是探地雷达系统中要解决的关键问题之一.本文在比较了几种不同实现电路的优缺点,详细分析了雪崩三极管原理的基础,提出利用雪崩三极管的雪崩特性,实现超宽带、窄脉冲的生成.文中给出了电路原理图和实验结果,电路分为正、负脉冲2部分,可生成底宽为纳/亚纳秒级、正、负脉冲的峰-峰值高达160 V的窄脉冲信号,并且脉冲拖尾的振荡起伏小,很好地满足了雷达系统的宽度窄、幅度大的要求.电路结构简单、参数可调、移植性强、适用范围广.     

基于脉冲频率合成超宽带信号的无线实时定位系统

超宽带信号为代表的无线实时定位系统近年来得到了广泛的发展。现有的超宽带无线实时定位系统由于宽带信号的特性需求,其架构复杂性,成本,及可靠性均居高不下,限制了无线定位系统的广泛应用。在该文提出应用脉冲频率合成超宽带技术的定位系统,通过多个不同载频的窄带脉冲信号的信号处理,达到了等效的超宽带定位效果的同时大幅降低了系统复杂度和成本。解析及仿真结果验证了本文提出方案的有效性,本文所提出的方案对于定位系统的开发具有重要的指导性意义。     

一种基于FPGA和SRD的超宽带混沌脉冲产生技术

在超宽带雷达系统中,混沌脉冲位置调制(CPPM)信号通常是由时间间隔按混沌变化的高斯脉冲序列组成,针对高斯脉冲的天线辐射效率低的问题,设计一种调制脉冲为单周期脉冲的超宽带CPPM信号源。首先数字仿真验证了Tent映射作为调制函数的可行性,然后利用FPGA模块和以阶跃恢复二极管(SRD)为核心的模拟电路模块获得了主脉冲宽度为590 ps、主峰峰值为-1. 76 V且波形良好的单周期脉冲。自相关运算结果表明该信号具有良好的抗干扰能力和较高的检测概率;频谱图表明该信号没有直流成分,并且在低频区有极少的能量,作为雷达的发射信号时,可有效提高雷达天线的辐射效率。     

短路-锐化开关组合形成超宽带双极脉冲实验分析

为深入单周期脉冲技术的研究介绍了采用短路-锐化组合开关产生双极脉冲的高功率超宽带双极脉冲产生技术,双极脉冲形成线产生的双极脉冲电压峰-峰理想值等于入射脉冲峰值电压的2倍。在讨论了双开关形成双极脉冲的原理后通过数值模拟分析了影响双极脉冲形成的一些主要因素;介绍了进行研究的实验装置以及双极脉冲形成线的结构;分析了短路开关、锐化开关以及形成线的长度对形成的双极脉冲的影响。得到的比较理想的实验结果为:当输入的单极脉冲的电压值为855.5kV时,双极脉冲负峰电压为841.0kV,正峰电压为585.8kV,公共沿为740ps,双极脉冲峰-峰值电压是入射脉冲峰值电压的1.67倍。     

低压电网信道容量的研究

首先给出了低压电网信道模型在1MHz～10MHz频带内噪声特性的指数规律拟合公式与衰减特性的三阶自回归模型;然后应用信息论的输入功率最优分配算法计算出两种环境下的信道容量,分别为110Mbit／s和170Mbit／s;最后,基于给出的信道模型,给出了应用自适应正交频分复用(OFDM)的低压电网通信系统,在误码率为10^-6时,可达到约100Mbit／s的传输速率。结果表明,在1MHz～10MHz频带内利用中国低压电网实现高速数据的传输是完全可行的。     

冲激脉冲的等效采样研究

超宽带冲激雷达的距离分辨率与其无载波窄脉冲的宽度成反比。为达到高距离分辨率的目的,冲激脉冲一般为纳秒量级,有效频谱分量达数吉赫兹。脉冲采集方法有实时采样和等效采样2种。相较于实时采样,当脉冲的频谱分量达到吉赫兹并具有周期性时,等效采样方法具有更大的应用价值。主要介绍可对纳秒量级脉冲采样的等效采样系统的研究,并借以说明等效采样方法对窄脉冲采样的合理性、可行性及有效性。该等效采样系统工作带宽为4.5GHz,等效采样率达10Gsps。     

相关无线光MIMO系统的信道容量

空间相关性是制约无线光多输入多输出(MIMO)系统性能的主要因素之一。结合OOK调制技术,建立了相关无线光MIMO系统的信道模型,推导了不同相关机制下无线光MIMO系统的平均信道容量的解析式,分析了其中断性能。采用仿真实验分析了对数正态衰落信道中,空间相关性对均匀圆阵光MIMO系统的平均信道容量和中断信道容量的影响。结果表明,空间相关性的存在使得无线光MIMO系统的平均信道容量减小,中断概率增大;同时完全相关对于系统性能的影响较部分相关而言更为严重。     

基于射线跟踪的MIMO信道容量分析

随着无线通信的发展,MIMO已经成为无线通信领域中的研究热点,场强和信道容量的分布预测是通信系统进行网络规划、管理和维护通信网的基础,对无线网络的优化有着十分重要的意义.选用确定性模型射线跟踪模型,采用镜像法来建立室内MIMO信道模型,并使用MATLAB软件对所建立的模型进行仿真.首先建立特定的室内场景,对其路径损耗进行预测,并与实际测量值进行对比,验证了该模型的正确性及有效性;然后,在理论上对MIMO容量进行分析;最后,仿真分析信噪比(SNR)以及天线数目对MIMO信道容量的影响.     

基于S参数的共轭匹配MIMO系统注水容量研究

大规模MIMO系统需要在有限的空间里采用多副天线,这将不可避免的引入耦合,耦合会影响MIMO系统性能。研究基于S参数的匹配网络MIMO系统注水容量。通过S参数网络模型,在传输端功率分配上引入注水定理,推导分析不同匹配条件下的容量闭合公式,通过Matlab对不同的接收端匹配条件下的容量进行仿真,包括：无耦合、自阻抗匹配和最优匹配几种情况。结果表明引入注水定理最大化传输端功率并且在接收端最佳共轭匹配的情况下,系统性能得到很大的改善和提高。     

脉冲负载下有限容量系统运行特性的仿真研究

脉冲负载是一种功率波动明显、频率切换频繁的负载,而有限容量系统的系统惯性很小,非常容易受到负荷波动的影响,含有脉冲负载的有限容量系统动态过程复杂。为了研究脉冲负载对有限容量系统运行特性的影响,根据脉冲负载的特性建立了基于MATLAB/Simulink仿真模型,定义了脉冲负载下有限容量系统电气特性的计算公式,分析了脉冲负载在不同工作模式时对有限容量系统运行特性的影响规律。结果表明该模型可以较真实的反应脉冲负载的特性,且不同的负载参数对有限容量系统运行特性的影响规律也不相同。     

CAN总线的信道分析与干扰防范

本文通过对CAN总线特性和总线信道的分析,利用汽车CAN电子控制系统的实际情况探究了汽车CAN总线的干扰问题,并且提出了实践证明可行的防干扰措施;同时探讨了CAN总线传输信息的速率、信道容量和节点容量等技术问题.     

电力线载波通信中电网结构参数对信道容量的影响

提出了一种基于传输线理论的信道容量简化算法,在高带宽利用率条件下将信道容量解耦成几个独立的部分,分别用于研究传输距离、单根分支线对信道容量的影响及分支线之间的耦合效果。通过对无分支结构的电力线信道容量分析,提出了信道容量的简化算法及其适用条件。将分支线对信道容量的影响,分解成了对分支线长度及所接负载影响的研究,通过对部分典型负载特征的分析,讨论信道容量对负载的敏感性。利用统计方法研究了分支之间的耦合效应,当电力网中分支相距较远时,该耦合效果可以忽略不计,则信道容量可以看作与传输距离和分支线数量呈线性关系。仿真结果表明,该简化算法与传统计算方法具有较好的一致性,可用于分析不同网络结构对电力线传输性能的影响和信道容量的快速估计。     

一种新的低压电力线通信比特和功率分配算法

为了提高低压电力线通信的传输速率和信道容量,提出了一种新的比特和功率分配算法。利用正交频分复用(OFDM)自适应比特分配方法动态调整了信号的调制方式,在此基础之上分析了电力信道传输信号的误码率。选取电力线多径传输模型作为信道模型,结合注水法和通信服务质量(QoS)提出了基于特定QoS的约束注水法,得出了最大化信道容量的闭式解,分析了影响信道容量的主要因素。仿真结果表明:4QAM调制方式对应的误码率最小。与已有注水法相比,所提功率分配算法的性能最优,当信噪比为40dB时,信道容量可达960Mbps,从而实现了电力信道传输速率的大幅升级。     

紧耦合MIMO系统SVA室内衰落信道容量分析

近年来MIMO系统的天线日渐趋于小型化,随之而来的紧耦合效应成为影响信道容量的主要因素.首先介绍了SVA室内衰落信道模型的建模方法,其次给出了天线间的耦合效应产生的原理,最后将耦合效应带入信道模型中,并且分析其在丰富的多径情况下不同天线间距对信道容量的影响.仿真结果显示天线耦合效应会导致信道容量减少,并且天线间距越短,耦合效应对信道容量的影响越大.     

脉冲爆震发动机模拟发射实验研究

脉冲爆震发动机是一种利用脉冲式爆震波产生推力的新概念发动机,本文设计了一种集汽油—空气供给系统、控制系统和脉冲爆震发动机于一体的系统体系,应用可编程控制器控制脉冲爆震发动机的点火频率、空气和汽油通道电磁阀的响应以及发动机的工作过程,建立了附带有承载小车的导轨架结构,并进行了模拟发射实验。实验表明,发动机点火起爆后能够正常工作并具有有效推力性能,应用可编程控制器实现了当发动机的空气供给流量降低时的变频点火控制,该实验体系及结果对于脉冲爆震发动机应用于工程实践有一定启示作用。     

考虑储能寿命的风-光-火-储打捆外送系统容量优化配置

风光和火电打捆外送是新能源消纳的重要方式,如何确定其容量比成为难题。储能调节灵活,可以平抑新能源出力不确定性造成的影响,但频繁充放电会对电池储能的寿命造成影响。考虑储能的放电深度和循环次数建立了电池寿命量化模型,提出了计及储能寿命的风光火储打捆外送系统双层容量优化模型。上层以系统总成本最小为目标,下层以典型日调度成本最小为目标。利用机会约束处理新能源出力不确定性对系统备用容量的影响,基于序列运算将概率性机会约束转换为确定性约束,将问题转换为易于求解的混合整数线性规划问题。算例结果表明,配置储能可以有效降低系统成本。同时考虑储能寿命可以在保证经济性的前提下制定更合理的调度策略,延长储能使用寿命,验证了模型的有效性。