GNSS星载原子钟性能评估与噪声分析模型算法研究

星载原子钟作为导航卫星的时间基准，其性能直接影响GNSS的导航、定位和授时服务。采用德国地学中心(GFZ)提供的多系统精密钟差产品，对GNSS卫星钟时域性能和中长期(τ=10 000 s)稳定性进行分析，并提出了基于重叠采样的自相关法对卫星钟噪声进行识别。结果表明，稳定性方面，BDS氢钟、Galileo氢钟和GPS III-A铷钟性能相当且优于其他类型的卫星钟，GLONASS卫星钟存在略微老化的现象，而BDS与Galileo在轨卫星钟进入稳定运行期。噪声特性方面，BDS与Galileo卫星钟主要受3种调频噪声的影响，GPS铷钟主要受调频白噪声、调相闪烁噪声和调相白噪声的影响，GPS IIF铯钟和GLONASS铯钟主要受调频白噪声的影响，提出的基于重叠采样的自相关法能准确识别受相对频率漂移影响较小的GPS和GLONASS卫星钟噪声。     

卫星时间频率两种传递技术的长期特性比较

GPSTFT (GPS时间频率传递 )和TWSTFT (双向卫星时间频率传递 )技术是目前国际时间频率同步的高精度实用方法。根据国际计量局 (BIPM)时间部 2 0 0 0年时间公报公布的数据 ,用时域分析方法 ,对这两种传递技术的长期特性进行了统计分析和比较。同时介绍了一些明晰的结果。(1)两种传递技术之间的时间同步精度为 2～ 3ns。(2 )取样时间为 2 0天以上时 ,两种传递技术得到的两地UTC时间差的频率稳定度是基本相似的 ,为 3～ 6× 10 - 15。(3)两种传递技术得到的两地UTC时间差的频率稳定度模型由调频白噪声过程到调频闪变噪声过程 ;两种传递技术之间的频率稳定度模型基本是调相白噪声过程 ,长期比对频率同步精度达到 3～ 6× 10 - 16 。     

晶体管放大器的闪变调相噪声

本文导出了由晶体管高频调谐放大器的闪变调相噪声,决定的频率稳定度(频域的表征相位功率谱密度S△'1(f)和时域的表征阿伦方差y2())与晶体管参数的关系式,并进行了实验验证。     

调相发射机频偏控制电路的设计

随着超短波通信的发展,调频制通信逐步代替了调幅制.目前,获得调频的方法有直接调频和间接调频(又称调相)两种,而调相具有不影响主振频率准确度的优点,所以我国几乎所有的多频道通信设备中都采用调相制.但调相发射机也存在失真大、最大频偏不易控制、频率响应差(这一问题在直接调频发射机中也存在的,即预加重差)等缺点,而“预加重”问题,更不易达到技术要求.     

集成电调谐X波段耿氏和雪崩二极管功率放大器

描述了用于调频与调相通讯系统具有一瓦输出功率和30dB增益的完全集成X波段功率放大器。放大器由两级电调谐注入锁相振荡器构成,每一级振荡器具有250兆赫,最小锁定带宽可调500兆赫左右。为更好地权衡调频(FM)、调幅/调相(AM,PM)转换、输出功率和效率,第一级采用耿氏二极管,第二级采用硅雪崩(IMPATT)二极管。对于放大器性能给出每级的调频噪声和调幅/调相转换。放大器设计包括一个组合的功率监控器和“出锁”检测电路。另外,描述了温度补偿电流电压调整器和当发生出锁时关闭放大器的自动交连电路。讨论了每一级在整个温度与频率范围内自由振荡频率的温度补偿。     

基于不同轨道和星钟类型的BDS-3星载钟特性评估

星载原子钟性能的研究对于卫星钟差估计与预报、卫星导航系统的建设与维护等具有重要的意义。采用了德国地学研究中心(GFZ)2021-01-01—2021-12-31多星定轨联合解算的精密钟差产品，基于预处理后的钟差数据，对2021年北斗三号卫星导航系统(BDS-3)星载钟的相位、频率跳变情况进行了统计，探讨了中圆地球轨道(Medium Erth Obit, MEO)卫星铷钟与氢钟的相位、频率序列图特点。使用二次多项式模型分析了BDS-3不同轨道、不同星钟类型卫星钟的频率漂移率和模型噪声等指标的变化规律，基于哈达玛方差从不同时间尺度对BDS-3卫星钟的频率稳定度展开了分析。结果表明，BDS-3卫星钟相位和频率变化相对连续且稳定，其中仅地球静止轨道(Geostationary Orbit, GEO)卫星星钟存在调相行为，MEO卫星和GEO卫星都存在调频行为，且铷钟的调频次数明显多于氢钟。从频漂和模型噪声水平来看，MEO卫星优于其他轨道类型卫星，同铷钟相比，氢钟性能更优。BDS-3星载原子钟的稳定度保持在10^-15～10^-14量级，MEO卫星星载钟的稳...     

多普勒雷达本振相位噪声导致的目标信噪比损失

本文讨论本振相位噪声产生的运动目标信号与接收机热噪声功率比的损失,得到了本振相噪为白噪声调相和白噪声调频时,目标信噪比损失的计算公式。     

基于α-随机解调器的线性调频信号模拟信息转换方法

针对宽带线性调频信号的采集、存储和传输困难问题,提出了一种基于α-随机解调器的线性调频信号模拟信息转换方法,有效降低信号采集频率与采样点数.首先,根据线性调频信号特点,提出了α-随机解调器的系统模型,用以完成对线性调频信号的压缩采样.然后,分析了α-随机解调器工作过程,建立了系统采样点与原始输入信号稀疏系数之间的联系,...     

低信噪比情况下调频信号的瞬时频率估计

提出一种基于互Wigner-Ville分布(XWVD)的瞬时频率迭代估计方法.理论分析了该方法的收敛性,通过仿真比较了各种瞬时频率估计方法在噪声下的估计方差,证明此方法在低信噪比情况下对估计线性调频信号的瞬时频率有较好的效果.并采用加窗的方法改进了此算法,仿真结果证明,改进的方法对非线性调频信号的瞬时频率进行了有效估计.     

三毫米雷达导引头低噪声接收机的设计

介绍一种三毫米低噪声线性调频连续波与连续波接收机的设计,并给出了接收机的结构,实现了对线性调频连续波差拍信号的灵敏度频率控制.研制结果表明,该接收机具有低噪声、大动态、高增益的特点.     

基于FrFT的线性调频-伪码调相复合调制雷达信号截获与特征提取

针对线性调频-伪码调相复合调制雷达信号(LFM-PRBC)的截获与特征提取问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)平面切割与相关检测相结合的新方法.理论分析和计算机仿真验证表明,该方法具有较好的有效性和准确性,能快速完成高斯白噪声背景下低信噪比复合调制雷达信号的截获与特征提取,有一定的实际应用价值.     

伪码-载波调频侦察信号识别的谱相关方法(Ⅰ)伪码-载波调频信号的谱相关函数

研究了伪码-载波调频信号的谱相关函数（SCF）,具体针对伪随机二相编码（PRBC）信号及其与正弦调频和线性调频复合信号进行了研究。从谱相关函数和模糊函数（AF）的关系出发,利用平稳随机过程的线性周期时变变换定理,详细推导了3种复合信号的谱相关函数表达式,分析了其特性。通过对频率f截面和循环频率截面谱相关特征分析表明,谱相关函数不仅能体现载波调制信息和与伪码有关的各项参数,而且对于高斯白噪声有很好的抑制作用,这为进一步通过谱相关方法对伪码-载波调频信号的调制分类和参数识别奠定了理论基础。     

强背景噪声环境下的线性调频信号频率估计

估计信号的瞬时频率常用Cohen类时频分布的时间一阶条件矩,但这些方法在更低信噪比下存在较大的估计方差。基于线性调频信号的自相关和互相关可以实现噪声压缩的结论,提出了改进的基于互Wigner Ville分布线性调频信号的频率估计方法。该方法具有更强的抗噪声能力,在多元信号频率估计时,抑制了交叉项的影响。仿真实验的结果证明了算法的有效性。     

基于PWHT的LFM-PRBC雷达信号截获与特征提取

线性调频-伪随机二相编码调相复合调制雷达信号(LFM-PRBC)融合了两者的优点,弥补了单一信号的不足,是一种性能较好的低截获概率雷达信号,给传统雷达截获接收机带来挑战。提出了将周期Wigner Hough变换(PWHT)与相关检测相结合的方法,通过在信号的周期WignerHough域搜索峰值,检测复合调制雷达信号并实现其特征提取。通过理论分析和计算机仿真验证,该方法能实现高斯白噪声背景下低信噪比复合调制信号的截获与特征提取。     

强背景噪声环境下的线性调频信号频率估计

估计信号的瞬时频率常用Cohen类时频分布的时间一阶条件矩，但这些方法在更低信噪比下存在较大的估计方差。基于线性调频信号的自相关和互相关可以实现噪声压缩的结论，提出了改进的基于互Wigner-Ville分布线性调频信号的频率估计方法。该方法具有更强的抗噪声能力，在多元信号频率估计时，抑制了交叉项的影响。仿真实验的结果证明了算法的有效性。     

白噪声中复指数序列参数估计的一种新方法

本文提出估计白噪声中一个或多个复指数序列的参数(复指数序列的频率和功率、白噪声的方差)的一种新方法,该方法根据数据的2p个自相关函数值,相继求解两个线性方程组,即可得到对白噪声中P个复指数序列的参数估计.这种方法的算法简单,并具有很高的频率估计精度.     

噪声对基于PAF的PRBC-CW信号识别的影响

针对基于周期模糊函数的伪码调相连续波雷达信号的参数提取,分析了在有限采集时间下噪声对参数估计精度的影响。首先推导了伪码调相连续波雷达信号的周期模糊函数,给出了基于周期模糊函数的参数估计方法;然后分析了参数估计受噪声影响的原因,推导了在模糊函数变换中,这些由噪声所产生项(不期望项)的均值和方差,并进行了仿真分析。结果表明,截获信号模糊函数的噪声项方差及噪声功率大小与有限采样时间有关,随着采样数据的增大,噪声的方差趋于无限小,对参数估计精度的影响也越来越小。     

数字频率调制器

本发明是有关使用模拟调频器的相位连续数字调频器(频率键控)。相位连续数字调频与数字调相(相位键控)比较,当采用同步检波或延迟检波的相位面检波时,在误码特性方面,与数字调相一样,但由于调制频谱展宽小,包络线恒定。因此有不受功率放大器非线性影响的优点。要进行相位面检波时,若中心频率为f_c,则码的钟频与调制波的频差〔f_d(Hz)〕和调制波按照码(的状态)形成f_1=f_c-f_(d/2)(Hz)或f_2=f_c f_(d/2)(Hz)才符合所定义的调制指数〔m=(f_1-f_2)/f_b=f_d/f_b〕。这样,就可以利用整数倍钟频频率的脉冲发生器和分频器构成数字式的调制器。     

不同噪声对线性调频脉冲压缩雷达的干扰仿真

脉冲压缩雷达的抗干扰能力很强,普通噪声对其干扰效果有限。为了找出一种有效的干扰方式,研究了白噪声和有色噪声对脉冲压缩雷达目标回波信号的影响,仿真了线性调频信号脉冲压缩的过程,比较了各种噪声的干扰效果。     

基于直接数字频率合成技术的FM/PM的实现

直接数字频率合成（DDS）是一种可以实现多种调制的新的频率合成技术。调频和调相统称为角度调制。调频是根据调制波的幅度去改变载波的频率;调相是根据调制波的幅度去改变载波的相位。本文在数字电路中实现了模拟调制,大大提高了可移植性和可控性。文章首先介绍了用DDS实现FM、PM调制的基本原理,然后在通用的基带调制硬件平台基础上,给出了一种基于DSP和FPGA实现FM、PM调制的具体方法。最终通过DAC电路,在输出端口得到最终的输出,并且在频谱仪上得到了设定的满足设计要求的所频谱。