群时延的新概念、测量方法及其应用

 群时延是衡量传输网络对信号传输时间延迟及信号失真影响的重要参数.基于微分(差分)的传统群时定义和测量存在如下缺点:存在分辨率与精度之间的矛盾,不能反映一定带宽内的整体相位特性,难以定量描述相位的非线性畸变.为了解决这些问题,本文从相频特性整体出发,基于Taylor展开给出了一种新的群时延的定义和测量方法.在GPS授时接收机电缆传输特性测试中的实验结果表明,新测量方法测得的群时延达到了0.01ns的测量精度,与GPS授时接收机测得的信号传输时延之间最大偏差不超过0.3ns,具有良好的对应关系.     

一种新的噪声系数测量方法

测量含有自动增益控制(AGC)电路的射频模块噪声系数时,使用Y因子法将改变模块的功率增益,进而无法测定.本文提出了一种新的噪声系数测量方法.该方法在信噪比较小的条件下用误码率推算前端的载噪比,避免了用仪器标定载噪比受信道滤波器通带平坦性影响较大的问题;测量过程中,AGC输入端信号和噪声的总功率几乎不变,能够保证AGC功率增益不变,从而可准确测量含有AGC电路的射频模块噪声系数.通过理论推导和数值模拟分析了随机误差、系统误差、实验温度以及测量次数对噪声系数估计的影响,验证了方法的有效性.本文成果已用于我国"北斗一号"卫星导航定位用户机的射频模块测量.     

2001年全国大学生电子设计竞赛一等奖 简易数字存储示波器

<正> 本课题是2001年全国大学生电子设计竞赛的B题。题目要求设计一简易数字存储示波器模块,配以普通模拟示波器作为显示屏,构成一完整的简易数字示波器,并满足题目设计要求中所提出的各项功能指标。 我们采用自顶向下的设计方法,把系统分为四部分:输入电路、触发电路、控制电路和输出电路。输入电路将待测模拟信号转变为数字量;触发电路由高速比较器构成,用于采集信号的同步;输出电路包括由模拟开关控制的电平提升电路以及DAC,用以将数字量变为模拟量;控制电路是设计的重心和难点,我们创造性地提出了CPLD+单片机的控制方案,充分发挥了二者的长处。单片机提供友好的人机界面,CPLD具体实现所有控制逻辑,二者通过总线连接。整个系统模块化程度高,接口明确,易于扩展,可靠性高。     

建立GNSS时间基准的构想和思考

本文论述了作者对建立全球导航卫星系统（GNSS,Gloal Navigation Satellite system）的系统时间GNSST,守时实验室的时间基准TA（k）和UTC（k）（k为实验室代号）的整体构想和一些思考,并论述了时间尺度算法,驾驭算法,钟差预测算法是如何在其中发挥作用的.以北斗系统为例,提出了使用两级驾驭算法建立北斗系统时间BDT（Beidou System Time）的方法.以国家授时中心（NTSC,National Time Service Center）为例,详细描述了建立TA（NTSC）和UTC（NTSC）的整体构想,方法,原理和理论依据.分析了TA（NTSC）对UTC（NTSC）的性能影响;以及假如用UTC（NTSC）驾驭产生BDT时,UTC（NTSC）对BDT时间同步精度和频率稳定度性能的影响;最后给出了同时使用UTC（NTSC）和UTC（BSNC）来驾驭产生BDT的设想,从理论上分析了采用该方案对BDT性能提升的影响.     

利用多相关器的伪码测距多址干扰抑制算法性能分析

伪码跟踪多相关器技术广泛应用于导航接收机抗多径和导航信号质量监测。论文通过对比分析多径和多址信号对导航信号相关峰畸变的影响,揭示了多相关器技术可用于多址干扰抑制。通过仿真分析了多址误差随期望接收信号与干扰信号功率差和载波多普勒频率差的变化规律,并与传统的并行多址干扰对消方法进行了对比。仿真结果表明当多址干扰信号功率差小于10dB时,ELS和Double-delta与单级并行干扰对消方法的性能相当,但是实现复杂度大大降低。      

基于分段相关－视频积累方法的多驻留伪码捕获系统优化设计

针对载波多普勒下的伪码捕获问题,分析了基于分段相关-视频积累方法的多驻留伪码捕获系统的最优性能。推导了正交双通道检测器的检测概率和虚警概率表达式,给出了多驻留系统的捕获时间均值表达式;通过采用遗传算法对系统进行优化设计,增大了系统的多普勒容限,降低了捕获时间;分析了驻留级数、多普勒和载噪比等对捕获系统性能的影响。研究成果可用于指导扩频系统接收机伪码捕获模块的设计。     

基于平方律检波的二相编码信号 分段相关-视频积累方法研究

分析了载波多普勒下基于平方律检波的二相编码信号的分段相关-视频积累检测方法,推导了处理损耗公式.采用最大处理损耗最小化准则,分析了总积累时间给定和检测性能指标给定两种情况下最优中频积累时间的计算方法和变化规律.研究结果可用于指导扩频通信和导航系统接收机的设计.     

多卫星导航信号联合捕获算法的检测性能分析

针对多卫星联合捕获算法缺乏检测性能分析与评估的问题,该文采用处理增益来衡量联合捕获相对于传统捕获的灵敏度提高程度。分别给出了处理增益在匹配接收和不完全匹配接收条件下的表达式,详细推导了多卫星信号的时延和多普勒误差引起的检测损耗,比较了联合捕获与传统捕获在时延和多普勒误差下的检测损耗。采用数值仿真方法验证了理论分析的正确性,仿真结果表明联合捕获的检测损耗总体上小于传统捕获的检测损耗。     

利用相位估计算法实现ps量级的高精度时间间隔测量

高精度时间间隔测量广泛应用于时间同步、卫星导航、航天测控、激光测距以及核电子等场合.目前主流的时间间隔计数器能达到25 ps分辨率,约100 ps的准确度.本文把被测信号作为采样参考频标信号的触发信号,利用参考频标的相位记录被测信号的触发点,然后利用插值FFT对参考频标信号的采样数据进行相位估计,提出了一种理论上分辨率和精度均优于1 ps的时间间隔测量方法.实验测试结果表明原理样机达到了10 ps的测量精度.进一步改进样机的设计,有望达到1 ps的测量精度.     

融合快照集成与知识迁移的人体行为识别算法

用卷积网络进行人体行为识别是毫米波雷达的一个热门研究方向。由于卷积网络结构的缺陷性,而且目前用于人体行为识别公开的雷达领域数据样本量过少,传统深度学习算法对雷达微多普勒图像的识别率不高,且在训练过程中容易出现过拟合的现象。针对上述问题,本文提出一种融合快照集成与迁移学习的雷达人体行为识别算法。首先,针对深度卷积网络无法提取图像全局特征的问题,该算法通过搭建Vision Transformer(VIT)模型引入注意力机制。其次,通过VIT模型在公开自然数据集上进行任务迁移和特征空间的迁移,解决微多普勒图像的识别过拟合的问题。最后,利用基于快照集成的投票机制算法,提升模型对复杂雷达微多普勒图像的识别能力。试验结果表明,在目标任务数据集样本量少、背景复杂的情况下,该算法能在不增加训练成本的前提下提升微多普勒图像的识别准确率,在VIT模型下该算法识别准确率达到了89.25%,优于经典卷积神经网络。