小型化高频地波雷达的波形及解调研究

主要讨论了小型化高频地波雷达在海上目标检测方面的波形特性。深入研究了线性调频中断连续波(FMICW)进行硬目标探测的基本原理和信号处理方法,分析了高频地波雷达提取目标距离和速度的原理,在不同波形参数下对解调结果进行仿真。仿真结果显示脉冲压缩对提取距离和速度信息的性能,以及发射波形参数对测距测速的影响。最后利用实际回波数据对目标距离进行了解算,并与仿真结果比较,使之对小型化岸基地波雷达探测目标的波形设计和工程应用具有重要参考意义。     

高频海态雷达软件无线电接收机的设计

针对现有高频海态雷达均为探测不同距离海域而专门设计，功能单一、通用性差的特点，提出了应用软件无线电技术开发新一代高频地波雷达接收机的思想，即在一通用硬件平台上，尽量通过软件方式来实现不同距离海域探测。结合高频地波雷达的波形体制扣当前器件发展水平，提出了基于VXI总线、“一次混频，高中频采样”的多通道数字接收机结构，详细介绍了其中部分关键技术，包括模拟前端、A／D带通采样、数字下变频等的器件选型以及参数设计等。实践表明，发展新的软件化高频地波雷达的理论扣技术条件均已成熟，它所具有的开放性扣灵活性，能更好地满足21世纪海洋环境动力学参数研究的需要。     

小型化高频天线阵列的波形设计研究

主要研究了小型化表面波雷达阵列发射天线的波形特性。建立发射信号模型和波形优化目标函数，采用模拟退火算法优化求解目标函数。针对优化的跳频码序列进行仿真实验，得到仿真结果。对不同波形的自相关函数和模糊函数特性进行了研究和比较。仿真结果表明：所设计的波形较其他波形具有较优的自相关特性。研究结果可为小型化高频地波雷达的波形设计提供一种可行的方法和思路。     

北斗宽波束“U”型槽双频微带天线的设计

基于北斗导航系统的实际通信需求,要求接收天线具有多频带、宽波束、小型化等特点,为此选定设计一款矩形贴片微带天线。结合微带天线的双频圆极化理论,采用同轴线的馈电方法,设计了一款在贴片上开“U”型槽的双频微带天线,使微带天线可以同时工作在北斗B2频段（1210±10MHz）和B3频段（1268±10MHz）,实现了微带天线的双频化,而且减小了天线尺寸。通过HFSS对该天线进行了仿真和参数优化,结果表明,天线回波损耗S11小于-20dB;天线增益大于3dB;双频内的轴比小于6dB;具有较宽的波束,较好的圆极化性能,较小的尺寸,可达到设计要求;而且,电路的设计方法简单,制作工艺简单,可为实际的应用提供参考。     

一种小型WLAN双频天线的设计

为了适应无线局域网(WLAN)通信技术的要求,需要设计一种能够同时在高、低两个频段工作的小型天线,并且在工作频段内具有全向辐射性能.针对上述问题,设计了一副小型化WLAN双频天线.天线的辐射结构是由两个矩形贴片和一个倒锥形贴片组合形成,通过在天线辐射贴片中间加载一个圆环缝隙,从而实现了双频效果.和常规的双频微带贴片天线相比,天线的尺寸可以大大减小.仿真和实测结果表明,改进的天线单元达到了设计要求,验证了设计方法的有效性和可行性,具有十分良好的应用潜质.     

双频手机天线设计

本文设计了一种具有8个单元的MIMO天线,可在2.4～2.6 GHz和3.4～3.6 GHz范围内工作,适用于5G手机通信系统。首先设计一款基于倒F天线的单元双频天线,通过在倒F天线的基础上增加枝节来实现双频工作,通过弯折枝节设计来减小其所占空间,实现小型化设计。单元天线最大增益为6.3 dB,当它工作在2.5 GHz时天线效率约为94%;当它工作在3.5 GHz时,天线效率为83%。进一步地,通过将两个单元天线对称放置于地板上形成双频双天线MIMO结构。双频双天线最大增益为6.3 dB,该天线工作在2.5 GHz时效率为92%,工作在3.5 GHz时效率为82%。由于双天线间隔距离较大,所以它们之间的耦合度较小,隔离度均大于10 dB,满足设计要求。将各个天线单元分布在地板上下两侧,每侧各两个天线并呈对称分布实现双频四单元天线设计。该天线最大增益为6.1 dB,当它工作在2.5 GHz时天线效率为93.5%,当它工作在3.5 GHz时天线效率为75%。由于各个天线之间距离较大,所以它们拥有较好的隔离度。设计双频八单元天线,将八个单元天线分别位于地板上下左右侧,通过地板刻蚀L型缝隙的方...     

跟踪雷达数字引导系统设计与实现

针对部分跟踪雷达不具备数字引导功能、目标搜索耗时长的问题,结合数字伺服的新技术、新手段,通过研究控制电压接入位置、增加D/A模块和功放电路等,设计出一套跟踪雷达数字引导系统,实现了雷达天线自动、实时跟随引导数据指向目标方向,提高了雷达搜索截获效率,有效解决了上述问题.经过测试和实际应用,该数字引导系统能够实现动态引导、定点引导和匀转速天线控制,在实现数字引导的基础上增加了天线控制方式,使天线转动更加灵活,具有较高的实用价值.     

基于VXI总线的雷达同步控制器设计和实现

叙述了基于VXI总线的高频地波雷达同步控制器的实现.分析了高频地波雷达的时序要求,采用大规模可编程逻辑器件CPLD实现了专用定时芯片.介绍了同步控制器通过VXI接口与主控计算机通信的硬件和软件结构,使其成为具有高密度、开放性和规范化特点的模块化仪器.仪器测试和现场试验证明了该设计的正确性.     

基于遗传算法的小型高增益阵列天线设计

针对小型化毫米波雷达对大探测范围及远距离探测的需求,提出了一种Ka波段串并联混合馈电的微带阵列天线。天线阵列采用模块化设计,通过采用遗传算法优化调整子阵列的相对位置控制波束宽度及增益。仿真及加工实测得到天线在中心频率36 GHz的E、H面波束宽度为28°、15°,最大增益15 dBi,测试与仿真结果基本符合,表明该天线阵列适用于小型毫米波雷达。     

一种双频方向图可重构微带天线的设计

方向图可重构天线具有系统集成度高、能实现方向图的不同方位扫描等突出优点,这使其成为现在可重构天线的研究热点。设计了一种能够双频工作的方向图可重构微带天线,该天线通过切换开关的通断状态,使当前状态的方向图与切换状态后的方向图正交重构,具有结构简单、增益高、波束覆盖角度大的特点。     

宽频带高增益RFID微带天线阵设计

设计了一种宽频带高增益微带天线单元并组成了4元阵列。通过在普通矩形微带贴片加载2个对称切角、改变贴片表面电流分布实现天线单元的双频工作,调节切角尺寸使两个频点相互靠近融合,展宽频带。在此基础上确定合适的阵元间距,采用等副同向并联馈电,馈电网络由T型结功分器组成,并使用同轴探针馈电方式,实现天线阵列的设计。通过高频电磁结构仿真软件HFSS对天线进行仿真和优化,结果表明阵列天线性能良好。     

基于AD9857的伪随机码调相雷达发射硬件平台的设计

根据高频地波雷达探测海洋表面动力学要素和目标的不同要求,给出基于AD9857数字正交上变频器和VXI总线传输模式,采用m系列伪随机码调相体制的高频地波雷达发射硬件平台的设计方法。     

雷达距离校准仪的设计与实现

以雷达距离校准仪的设计为例,介绍了采用数字射频存储、宽带微波IQ(正交)调制、小型化宽带合成本振、微波开关滤波等新技术,实现对相参雷达的目标回波信号模拟。主要用于雷达定期标校、雷达维修后的目标探测功能的检验及标定等。     

一种具有宽带特性的小型化双频双极化差分天线

提出了一种具有宽带特性的小型化双频双极化差分天线。天线由双层介质板组成。辐射贴片位于上层介质板上表面,低频谐振由方环贴片提供,高频谐振由方形贴片和寄生条带共同提供,其中方形贴片被方环贴片包围,形成紧凑的嵌套式结构,四个端口提供了两组正交的差分馈电对,使天线具有双极化特性。差分馈电的共模抑制特性可提高端口隔离度并降低交叉极化。     

FPGA+双 DSP结构的雷达信号采集处理系统设计

提出了一种基于PCI总线的采用FPGA 双DSP结构的雷达信号采集处理系统,FPGA芯片XCVIOOE负责控制采样并作为信号的预处理单元,双超级哈佛结构(SHARC)数字信号处理器ADSP21065L构成高速处理单元,PCI接口芯片PCI9054实现标准的32位PCI总线接口,构成了一个用于高频地波雷达信号采集处理的通用标准化硬件平台。该方案充分发挥了不同处理器件的优点,具有运算能力强、接口方便和编程灵活的特点。实验证明,系统能够满足高频地波雷达信号实时采集处理的要求。     

基于USB2.0的雷达数据传输接口设计

为满足高频地波雷达小型化、模块化、便携型、可扩展的需要,本文设计并实现了基于USB2.0总线的雷达接收机与主控PC机的数据传输接口.采用Cypress公司的CY7C68013A芯片作为USB接口芯片;介绍了CY7C68013A芯片的结构;选择使用此芯片的通用可编程接口(GPIF)模式;阐述了数据传输接口的硬软件设计,软件系统包括固件、设备驱动程序、客户应用程序;详细说明了数据传输流程.实验结果表明,该接口工作稳定,平均传输速度可达到17MB/s,能够很好地满足高频地波雷达的数据传输要求.     

高频天地波雷达目标信息获取方法

天地波是指高频电波经过电离层折射和地波绕射的组合传播模式,这种传播模式具有潜在的探测能力。该文分析了天地波雷达的杂波特性。在此基础上,对天地波雷达目标信息获取的基本方法进行了分析和仿真,并将其简单应用于实验数据。仿真结果与理论分析相吻合。应用于实验数据时,虽未考虑去除杂波点和关联处理,但结果仍可表明算法可以提取到疑似目标的信息。     

一种应用于微波探测的双频天线的设计

为增加火灾探测天线频带范围,基于微带贴片天线,采用凹槽加载技术,设计了中心频率在Ku(12.4～18.0 GHz)波段的双频微带单元天线.利用HFSS软件对其建模、仿真及优化,结果表明,该单元天线在14.8 GHz和16.1 GHz时回波损失达到最小值,且回波损失小于-10 dB的带宽分别为600MHz和390 MHz.利用该单元天线,进而设计了一款2×2阵列天线,实测结果表明:该阵列天线具有很好的双频谐振特性,在14.3～14.9 GHz和15.7 ～16.1 GHz频带内既保留了原单元天线好的回波损耗特性,又提高了增益,使两个频段最大增益分别达到13.7 dBi和11.3 dBi.     

汽车雷达微带阵列天线设计

为提高汽车雷达性能,设计了一款汽车雷达天线,采用4×8微带阵列天线形式,设计中心频率为24.1 GHz,采用指数加权的方式设计馈电网络,以降低副瓣.在HFSS电磁仿真平台上对其进行仿真、优化.仿真结果显示天线最大增益为21.4 dBi,副瓣电平低于-15 dB,H面半功率波束宽度约为10°,在24 ～ 24.5 GHz频段性能稳定.天线整体长约70 mm,宽约36 mm,体积小.将该天线应用于汽车雷达可以探测车辆和障碍物的速度、距离、角度等信息,从而实现防撞预警、盲点侦测等功能.     

OSMAR波束中心区域的定向误差分析

高频地波雷达探测海流的过程中,产生海流测量误差的影响因素有很多;文中提出了定向误差系数的概念,通过实测数据计算和分析了定点OSMAR的流速测量误差与该点定向误差系数的相关性,结果表明雷达的定向误差是雷达海流测量误差的重要来源;并计算出了OSMAR波束覆盖的中心区域上,雷达的定向偏差在10左右;该结论对于提高高频地波雷达测量准确度具有直接的指导意义.