基于卡尔曼滤波的TACAN基带脉冲信号处理

在现代TACAN机载设备中广泛使用数字中频的设计理念,而卡尔曼滤波理论作为目前工程中最成熟、应用最广的控制、预测理论,可将两者结合实现对TACAN基带脉冲信号的滤波,达到提高测量精度的最终目的。从实际工程应用出发,通过对脉冲包络数学模型推导,构建离散卡尔曼滤波状态空间方程,用Matlab仿真卡尔曼滤波的预测、校正过程,完成设计算法验证,提高基带信噪比。     

机载TACAN设备接收信道健康评估方法

根据现代飞机视情维修模式下机载设备健康评估实时性与可量化的要求，提出了一种基于自动增益控制（Automatic Gain Control,AGC）偏差的机载战术空中导航（Tactical Air Navigation,TACAN）设备接收信道健康评估方法，以解决目前工程实践中机载TACAN设备机内测试结果无法量化与地面测试开展时机受限的问题。该方法以机载TACAN设备在飞行中记录的设备工作模式、空空或空地测距结果、接收信道AGC衰减值等数据为输入，建立接收信道AGC衰减值偏差、增益损耗与TACAN功能作用距离的计算模型，以及以增益损耗为健康表征参数的接收信道健康度评估模型，并采用实测数据与仿真分析相结合的方式证明了方法的可行性。该方法可用于维护人员在飞行数据离线分析时精准、量化评估机载设备的健康状态，以减少因设备故障导致的停机时间。     

UWB与TACAN机载设备兼容性研究

从信干比角度分析了超宽带(UWB)与战术空中导航系统(TACAN)机载设备的兼容性问题。分别对UWB信号作为干扰源和TACAN信号作为干扰源时,对应系统接收机的SINR特性进行了理论分析与仿真验证,基于此得出了所研究的两种系统共存条件下的兼容性分析结果。     

导航接收机测距通道误差源分析

测距通道误差是影响导航接收机测距精度的主要原因。通过对导航接收机设计各个环节的通道误差源分析,给出了影响导航接收机测量精度的信道误差源和终端误差源,并分别针对这2种误差源进行了详细阐述。同时通过对误差源产生的分类和机理分析,提出了不同误差源对应的解决方案和实现方法,为高精度导航接收机的设计和开发提供了理论基础和工程参考。     

基于RFID技术的车辆倒车辅助系统研究

本文以大型车辆的辅助倒车为背景,根据大型车辆在倒车过程中由于车身较长、盲区较大的特点,设计了一种能够方便部署、基于RFID等无线射频信号传输的智能倒车辅助系统。通过对超声波测距原理和文中系统设计方案的介绍,利用温度补偿方式来消除温度对超声波测距精度所产生的影响,并通过无线射频技术来减少雷达主机和显示器之间的诸多不便。     

精密测距系统同频干扰分析与研究

精密测距系统(DME/P)是微波着陆系统(MLS)的重要组成部分，本文介绍了精密测距系统的工作原理，描述了使用中精密测距机载设备受到同频同编码的干扰情况，论述了解决问题的分析思路和处理方法，最后通过软硬件的设计完善，达到系统的正常运行。     

多脉冲群组合的TACAN空/地信号仿真实现

通过仿真实现TACAN空/地信号能够有效降低侦收系统的设计成本。以TACAN空/地信号的侦收为目的,通过研究TACAN空/地信号的信号特征（脉冲宽度、脉冲数量、触发条件）、数学描述及调制方式,基于多脉冲群组合方式设计了TACAN空/地模式下X、Y两类信号的仿真算法。经验证,两类仿真信号均满足TACAN信号的侦收要求。     

基于中频数字处理的塔康测距研究

本文论述了基于数字中频处理的塔康（TACAN）测距的实现方法。尤其阐述了基于此系统的α-β滤波在塔康测距中的应用,分析建立了α-β滤波启动的条件,并对其在实验室环境下进行了验证。     

脉冲超宽带定位单元设计及应用测试

脉冲超宽带技术(Impulse Radio-Ultra Wideband,IR-UWB)具有传输速率高、测距精度高、抗多径干扰能力强、功耗低的优点。采用IR-UWB技术可有效解决现有定位系统定位精度差、定位精度不稳定的缺点。应用IR-UWB技术设计射频定位系统通信节点,采用双向双边测距算法(Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging,SDS-TWR)保证测距精度,在室内环境对测距误差进行了测试,并采用到达时间(Time of Arrive,To A)定位算法设计定位单元,测试结果表明IR-UWB定位技术在室内可达到分米级定位精度。     

基于卡尔曼滤波的塔康基准跟踪

在TACAN方位信号处理中,主辅基准的抖动直接影响到方位计算值的精度。卡尔曼滤波作为一种最优化自回归数据处理算法有着广泛的应用,本文在解决TACAN方位信号主辅基准的抖动问题中引入卡尔曼滤波算法,通过模拟基准的抖动数据并利用卡尔曼滤波算法进行处理,可以看出卡尔曼滤波可以有效的解决基准抖动问题。     

塔康地面设备派生出监视雷达可行性讨论

本监视雷达测向功能利用塔康导航系统各机载塔康设备发射询问脉冲信号的随机性及非相干性,增加独立于塔康地面设备的信号接收装置;测向天线利用9个垂直极化无反射板水平全向性阵元构成单层圆环阵,装在地面塔康天线顶部,与塔康天线组成整体圆柱阵天线,在塔康设备中增加询问信号的接收和处理电路实现对飞机方位的计算。机载塔康设备间的空空测距功能,为本监视雷达实现地对空逆向测距提供了可能性,其工作波道应是空空测距波道;本监视雷达的测距上行发射询问脉冲由地面塔康发射机在主、辅基准脉冲中后的短暂间隙发射,而其对应的下行应答脉冲由本监视雷达的独立接收信道接收。     

塔康空空测距测位功能探讨

为了增强机载塔康设备功能，本文提出僚机空空相互测距和测位的模型，即在塔康机载设备中增加监听接收机和必要算法，就可实现空空编队时对相互位置的感知功能。     

机载塔康无源自身导航可行性探讨

本文提出一种利用塔康机载接收机方位测量功能实现飞机电磁静默条件下无源自身导航的方案。该方案利用两台小型机载塔康设备接收机，分别接收地面两个已知位置坐标的塔康信标发射的方位信息，来推算飞机相对塔康信标发射机的相对位置，从而实现飞机的无源自身导航。     

无线传输系统中低噪声放大电路的设计

介绍射频功率放大器的基础理论和技术参数,并根据设计要求选取合适的低噪声放大器。给出了射频功率放大电路的设计方案,并根据系统接收端无线信号特点,设计低噪声功率放大电路,从而提高无线传输系统的接收灵敏度,并满足冲击渡测试对无线传输距离的要求。     

模拟中频滤波幅相特性对微波着陆相位信号解算的影响分析

在微波着陆机载接收机中,射频通道将 C 波段信号变换为中频信号,中频信号通过模拟中频滤波器送入到后级处理,模拟中频滤波器的幅相特性特别是相位特性的好坏对后级解算相位信息影响较大,合理的认识评价模拟中频滤波器特性对整机相位信号的影响,是设计与考核模拟中频滤波器的基础。本文介绍了微波着陆机载设备相位信号解算处理通路及原理,并从系统角度给出了模拟中频滤波器特性对与系统相位信号解算的影响,为模拟中频滤波器的设计及系统评价模拟滤波器的性能做出参考。     

量测转换卡尔曼滤波在塔康导航中的应用

塔康导航系统是一种无线电测角测距系统,结合高程数据可以确定目标的三维位置。由于塔康导航的量测误差较大,导致其对目标位置的估计精度不高。为解决此问题,用基于量测转换的滤波跟踪技术实现非线性量测下的状态估计。针对塔康导航系统量测值的特点,首先在斜距值与高度所在平面内推导出量测转换的误差统计特性,并将其推广到三维空间,进而推导出塔康导航系统中的量测转换模型。基于所推导模型的卡尔曼滤波器用于塔康导航系统中的目标跟踪,取得良好的效果。与经典滤波算法的性能对比表明,由于严格基于量测值推导量测转换误差的统计特性,算法在滤波误差、置信度和计算量上优于其它算法,可在不同量测噪声水平下稳健滤波,有较好的全面性和鲁棒性。      

无线遥控定时系统的设计

采用RF系列无线收／发模块，结合单片机控制，设计了一个无线遥控定时系统，构成了基于无线数据传输的定时系统，并对系统设计中的一些关键问题提出了解决方案。实际调试表明：定时系统的功能达到了设计要求，遥控距离达到几十米。     

Characterizing the performance of single‐channel Pseudo‐Doppler direction finding systems at 915 MHz for vehicle localization

In this work, we present a performance analysis of two‐phase‐based single‐channel radio‐frequency (RF) direction finding (DF) methods in two wireless environments: open field and an open parking lot. A wireless channel model is created for both environments, and a software receiver is used to process the incoming RF signal to estimate the angle of arrival (AOA). The channel and receiver models are compared against measurements from a hardware prototype. Results shows a 100% pass rate in the open field environment when the receiver is located at the exterior center roof of the car. The pass rate does not exceed 25% if the receiver module is placed inside the car or if the system is evaluated in the open parking lot environment. This paper shows that a phase‐based single‐channel DF approach will not perform reliably in a highly reflective wireless environment. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于多台北斗接收机的测姿精度对目标定位精度影响分析

飞机姿态测量是无人机系统目标定位的重要环节。该文拟采用多台北斗天线测姿,分析了北斗接收天线测姿精度对机载光电平台目标定位精度的影响。为此,本文建立机载光电平台目标定位系统模型,用蒙特卡洛法分析目标定位误差,并对飞机姿态测量误差在0.05°~1°范围内以及飞行高度在1 000~8 000 m时的垂直下视和斜视目标定位误差进行比较。实验结果表明,在姿态测量误差及飞行高度范围内,垂直下视目标定位高程误差在20 m左右,平面定位误差为23~65 m;斜视定位（-60°斜视,俯仰轴以水平向前为0°）大地高误差为20~30 m,平面定位误差为24~71 m。同时分析了天线摆放及基线长度对测姿精度的影响。目标定位误差主要与飞机姿态角测量误差、北斗系统误差、光电平台方位角和高低角测量误差有关,还与目标与飞机之间的斜距有关。飞行高度越大,光电平台高低角越小,斜距越大,则目标定位误差越大。基线越长,测姿精度越高,当基线垂直时,横滚角误差最小。     

A POMDP‐based long‐term transmission rate maximization for cognitive radio networks with wireless‐powered ambient backscatter

Wireless energy harvesting enables wireless‐powered communications to accommodate data services in a self‐sustainable manner over a long operational time. Along with energy harvesting, an ambient backscatter technique helps a secondary transmitter reflect existing radio frequency (RF) signal sources to communicate with a secondary receiver when the primary channel (PC) is utilized. However, secondary system performance is significantly affected by factors such as the availability of the primary channel, imperfect spectrum sensing, and energy‐constrained problems. Therefore, we propose a novel approach for wireless‐powered cognitive radio networks (CRNs) to improve the transmission performance of secondary systems. To reduce the dependence of the secondary system on RF sources, in the paper, we provide a new paradigm by integrating ambient backscattering with both RF and non‐RF wireless‐powered communications to facilitate secondary communications. On the basis of the sensing result in a time slot, the secondary transmitter can dynamically select the operational action: (a) backscattering, (b) harvesting, or (c) transmitting to maximize the long‐term achievable data transmission rate at the secondary receiver. In addition, the optimal action set for CRNs with wireless‐powered ambient backscatter is selected by the partially observable Markov decision process (POMDP), which maximizes an expected transmission rate calculated over a number of subsequent time slots. The proposed scheme aims to improve long‐term transmission rate of CRNs with wireless‐powered ambient backscatter in comparison with conventional schemes where an action is taken only to maximize the immediate reward in every single time slot.