GPS软件接收机中一种新的弱信号捕获算法

在软件GPS接收机中,捕获是接收机最先启动的工作模块,为保证接收机的高灵敏度,对捕获模块的指标要求严格。为了在弱信号环境下捕获GPS(global positioning system)信号,提出一种新的算法。该算法首先对1ms的数据进行分块和补零处理,然后通过对导航数据跳转沿的估计,延长了相干累积时间,综合考虑捕获时间和灵敏度,处理数据长度设置为280ms。仿真结果表明,这种算法能够捕获信噪比为-44dB的信号,同时确保较少的运算量和较高的灵敏度。     

北斗MEO/IGSO卫星B1频点信号捕获方法研究

针对北斗MEO/IGSO卫星因存在NH码调制而导致使用GPS捕获方法捕获灵敏度降低的问题,提出了差分相干方法和全比特相干方法。差分相干方法克服了NH码和比特翻转的影响,能够快速捕获北斗MEO/IGSO卫星B1频点大于等于40dB-Hz的强信号。全比特相干方法能够剥离NH码并实现全比特相干,从而捕获大于等于28dB-Hz的弱信号。最后,针对应用全比特相干捕获方法捕获北斗信号,在NH码未剥离成功时其结果出现多峰性的现象,本文进行了理论解释和仿真验证。     

对数螺旋阵列的相干信号 DOA 估计研究

在对数螺旋阵相干信号DOA估计的研究中,本文提出一种VA-MMUSIC算法,把对数螺旋阵虚拟成均匀线阵,推导出虚拟后阵列的协方差矩阵,再将协方差矩阵应用到MMUSIC算法中,对相干信号进行DOA估计。仿真结果表明,VA-MMUSIC算法,能够实现对相干信号的DOA估计,且在信噪比为10 dB,信号间隔在5°以内时,VA-MMUSIC算法依然能准确地估计出相干信号源的方位角,误差始终保持在0.5°内,验证了此方法的有效性。并在实际实验条件下利用对数螺旋阵列接收相干信号源数据,验证了实际环境下VA-MMUSIC算法的有效性。     

GPS软件接收机微弱信号捕获算法研究

捕获是GPS接收机信号处理中的关键部分,在微弱信号情况下,传统方法不能很好地捕获到卫星信号。本文将介绍一种新型捕获方法——批式捕获法来取代传统的FFT相关搜索法,为高灵敏度GPS软件接收机提供理论依据。根据GPS信号的特征,利用软件模拟出各种信噪比数值的数据,分别采用以上2种方法对其进行捕获仿真。仿真结果表明,传统方法仅能捕获到信噪比低至42dB-Hz的信号;而批式捕获法能够在较短时间内捕获到信噪比低至29dB-Hz的微弱信号,并能有效避免由导航数据位翻转造成的误捕获。     

一种微弱光电信号调制解调电路设计研究

本文针对微弱光电信号或弱信噪比条件下的光电信号检测及数据采集,设计了一种基于自相关检测原理的调制解调电路,旨在用于传感器的光电强度调节及低信噪比信号检测.该电路利用自相关特性较明显的伪随机码与光纤传感器对被检测微弱信号进行调制解调,通过检测输出光强度达到检测微弱信号的目的.同时,对该电路方案进行了强噪声条件下的检测性能仿真研究,仿真结果表明,该电路方案能够有效地实现弱信噪比条件下的光电信号检测及数据采集.     

基于投影分类的语音端点检测方法

针对低信噪比条件下语音端点检测精度受噪声干扰严重的问题,提出了一种基于投影分类的语音端点检测方法。该方法首先利用长时语音信号变化率测度特征进行低信噪比环境中的语音特征计算,充分利用语音信号和非语音信号的不同来增强低信噪比条件下的区分度;接着,采用Fisher准则对语音和背景噪声进行分类识别,确保投影后的特征参数类内散度最小、类间散度最大。实验结果表明,方法具有较高的检测精度,在信噪比为-10 d B的白噪声干扰情况下仍然保持了86.7%以上的正确检测率。     

星载双频雷达高度计中频数字接收模块设计及性能测试

在星载双频雷达高度计系统数控单元中实现中频数字接收功能,研究采样时钟设计、基于FPGA采用优化正交解调多相滤波抽取结构的数字中频接收等关键技术;性能测试时提出了分别对中频模数转换和数字下变频处理进行测试,以检验硬件电路设计和数字下变频处理各自的性能;测试方案根据现有的软件和仪器设备条件进行设计,选择满足相干FFT采样条件的纯正弦信号作为输入信号.测试结果表明,中频模数转换信噪比接近器件厂商的评估值,通频带内8位基带采样的信噪比优于系统要求.     

基于复调制解调的MSK的实现方法

提出了一种采用复调制解调的方法实现最小频移键控(MSK),该方法根据输入的数据比特产生复低通信号,接着进行低通滤波、复调制从而实现MSK的复调制;对MSK输入信号进行抽样、复解调、低通滤波得到MSK的复低通信号,将复低通信号与其延迟后的共轭信号进行复数相乘并对所得到的积的虚部进行判决从而完成MSK的非相干复解调。最后还采用Matlab仿真验证了该方法的正确性和有效性。     

基于复调制解调的MSK的实现方法

提出了一种采用复调制解调的方法实现最小频移键控(MSK),该方法根据输入的数据比特产生复低通信号,接着进行低通滤波、复调制从而实现MSK的复调制;对MSK输入信号进行抽样、复解调、低通滤波得到MSK的复低通信号,将复低通信号与其延迟后的共轭信号进行复数相乘并对所得到的积的虚部进行判决从而完成MSK的非相干复解调.最后还采用Matlab仿真验证了该方法的正确性和有效性.     

群相干态的耦合积分核

对于任一半单李代数的不可约表示,都可以构造出它的群相干态.当两个不可约表示耦合时,相应的已耦合的和未耦合的相干态可以用一个耦合积分核联系起来.给出了耦合积分核与通常的耦合系数之间的关系,并给出了耦合积分核的一些性质.     

Detection and Analysis of Strong Ionospheric Scintillation in Equatorial Region

To detect the occurrence of ionospheric scintillation in the equatorial region, a coherent/non-coherent integration method is adopted on the accumulation of intermediate frequency (IF) signal and local code, in the process of signal acquisition based on software receiver. The processes of polynomial fitting and sixth-order Butterworth filtering are introduced to detrend the tracking results. Combining with ionospheric scintillation detection algorithm and preset thresholds, signal acquisition and tracking, scintillation detection, positioning solution are realized under the influence of strong iono-spheric scintillation. Under the condition that the preset threshold of amplitude and carrier phase scintillation indices are set to 0.5 and 0.15, and the percentage of scintillation occurrence is 50%, respectively, PRN 12 and 31 affected by strong amplitude scintillation are detected effectively. Results show that the positioning errors in the horizontal direction are below 5m approximately. The software receiver holds performances of accurate acquisition, tracking and positioning on the strong ionospheric scintillation conditions, which can provide important basis and helpful guidance for relevant research on ionospheric scintillation, space weather and receiver design with high performance.     

电磁超声特征信号检测系统的设计

针对电磁超声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)转换效率低、信号微弱、信噪比低的问题,设计开发了包括电磁超声换能器在内的,由低噪前置放大器、宽带接收器以及基于虚拟仪器的正交锁相放大等构成的电磁超声检测系统。对比了传统EMAT结构与新的EMAT结构磁通密度的不同,通过提高偏置磁场的强度提高EMAT的换能效率;分析了前置放大器、宽带接收器、电磁超声换能器的频率响应特性;研究了相敏检波器中低通滤波器的阶数、滤波器类型以及截止频率对电磁超声回波信号检测的影响,并对铝板进行了缺陷检测实验。实验结果表明:该系统能够实现电磁超声信号的实时采集、分析和存储,同时能够提高信号的信噪比和分辨率。     

相控阵超声检测中的数据采集系统的设计、仿真和实现

相控阵超声检测系统中的超声波信号采样是实时多通道的高速海量数据采样处理,采样信号为高频小信号,频率高、频带宽、数据量大。采用高速A/D和FPGA确保海量数据采样处理的实时性,设计基于FPGA的FIR滤波和基于DSP的FFT变换提高采样信号的信噪比,应用Lab view软件系统实现海量数据的成像。     

频控阵雷达多路相参信号源的设计与实现

针对频控阵雷达高相参精度、低复杂度、小型化的设计需求,提出了一种基于FPGA和射频捷变收发器的多路相参信号源设计方案。利用多片射频捷变收发器产生8路基带同步信号,采用将一路发射信号回接到各接收通路的一发多收自校准方式,并运用基于1 bit量化检测校正相位模糊的方法,对多路信号的相位进行检测和调整,实现多路射频信号的无相位模糊相参发射。该信号源设计方案实现复杂度低,占用资源少,可输出多路500 MHz^6 GHz相参的LFM射频信号。     

基于磁电阻传感器的地磁信号采集系统设计

针对磁电阻传感器输出的地磁信号微弱,设计了一种有效的模拟信号调理电路,并给出了一种地磁信号采集系统的软硬件解决方案.通过实验验证和分析,本采集系统具有低频特性好、信噪比高、体积小、功耗低的特点,可以应用于微弱地磁信号的检测与数据获取,有良好的可行性、实用性.     

自适应伪码捕获中的一种CFAR检测法

基于传统恒虚警检测提出一种自适应伪随机码捕获系统的删除恒虚警检测概率模型。删除滑动窗中超过预先设置的删除门限的强信号分量,余下的分量取平均形成判决门限,只要删除门限设置合适,该模型抗多径效应的性能便较传统方法有较好改善。分别比较了该新模型与传统模型在均匀噪声和多径干扰下的性能,得到该新模型适用于低信噪比、低耗的快速自适应PN码捕获系统的结论。     

基于维格纳分布特征的雷达信号分选

针对常规分选参数分选准确率不高和对噪声敏感的问题,应用维格纳分布脉内特征实现了低信噪比条件下未知复杂雷达信号的高准确率分选。对接收到的雷达信号首先求维格纳分布,然后求简化后二维维格纳分布的规范相关系数特征向量,该特征向量反映了信号在时间频率轴上的不同能量分布规律。通过对8种调制方式雷达信号的特征提取和分类仿真实验,结果表明:提取的维格纳分布特征参数在宽信噪比范围内均具有很好的分离性和稳定性,验证了本文方法的有效性。     

近红外光谱仪数据采集系统的研制

根据阵列检测型近红外光谱仪对采集卡动态范围和信噪比的要求,设计和实现了以USB2.0为通信协议的16位数据采集系统。系统采用Δ-∑模数转换器ADS1610,将CCD信号数字化。应用可编程逻辑技术,实现了TCD1304检测器的驱动和积分时间的256挡选择。系统的有效分辨率为15位,信噪比为58 dB,缓存容量为4K×16 bit,CCD积分时间30 ms~0.5 s可编程控制。研制的采集系统与分光系统结合,具有很好的市场价值和应用前景。     

舰船地震波信号的滑动功率谱实时检测算法

为提高低信噪比环境下的地震波信号检测概率,结合自适应线谱增强技术,基于滑动功率谱提出一种新的舰船地震波信号实时检测算法。首先利用自适应线谱增强技术对信号进行处理,然后对处理后的信号进行功率谱估计,选取一段频带内的平均功率作为检测特征量,并设计相应的自适应检测阈值算子,最后根据一定的检测规则完成对舰船地震波信号的实时检测。实测数据和仿真数据表明,该检测算法能够有效完成低信噪比的目标检测,在信噪比为-15 dB时,检测概率达到93%。