基于FPGA的MEMS捷联惯性导航系统设计

针对石油、煤矿等特殊环境中对小型化捷联惯性导航系统的需求,设计并实现了基于现场可编程门阵列(FPGA)单芯片控制的微机电系统-惯性测量单元(MEMS_IMU)小型化捷联惯性导航系统。系统采用ADI公司的MEMS_IMU作为惯性器件,主控芯片使用Cyclone III系列FPGA,采用可编程片上系统(SOPC)工作模式,最终制成尺寸4cm×11cm的捷联惯导系统。系统实现了数据采集、误差补偿、导航解算以及与上位机通信等功能。实验结果表明,系统能满足在钻井等小尺寸测量环境中使用,连续姿态变换过程中姿态误差小于2°,实现稳定工作。     

基于多通道合成的优于0.1m分辨率的机载SAR系统

针对合成孔径雷达(SAR)高分辨率成像的应用需求,该文给出一种基于单通道发射、多通道并行接收的新的高分辨率SAR系统实现方案。SAR系统共有8个接收通道,信号带宽达到3.2 GHz,具有高分辨率成像、InSAR干涉成像以及全极化成像功能。文中提出一种新的采用空间辐射测量和频偏误差修正测量的分段测量与综合补偿的通道传递误差测量补偿方法,有效解决了高分辨率SAR宽频带收发系统中关键的多通道接收幅度相位误差校正问题,并在国内首次获得了优于0.1 m分辨率的SAR图像。文中详细介绍了系统的组成方案以及主要技术性能指标,重点探讨和分析了多通道系统的频带合成、系统幅度相位误差测量补偿、运动误差补偿和成像处理等实现技术,给出了测量、补偿和成像的试验结果。通过实际飞行试验,验证了高分辨率SAR系统的技术及方案的有效性和可行性。     

FSK避障雷达的APFFT测距及误差补偿

由于频移键控(Frequency-Shift Keying,FSK)体制避障雷达在动目标分辨与测量上的明显优势,基于FSK体制避障雷达系统的基本原理和结构,通过Matlab建立了测量系统与信号模型,使用全相位快速傅里叶变换（All-phase Fast Fourier Transformation,APFFT)算法进行了相关测量仿真和测量参数计算。通过对不同条件下的仿真结果分析,得出了测量结果误差产生的原因,并提出了相应的误差补偿方法,大大降低了测量误差,使得相对误差降低至0.1%以下。另外,还对多目标的分辨与测量进行了仿真。     

基于反误差校正的LD的高精度温度控制系统

分析了热敏电阻单放大器带增益线性化补偿方法,对其线性化误差模型进行了理论与实验研究,进而提出了温度设定值反误差修正的半导体激光器(LD)温度控制系统。该系统无需添加附加的硬件装置,采用软件的方法改变温度的D/A设定值,以此达到温度线性化误差反校正的目的,从而实现了LD的高精度温度控制。实验研究表明,该系统的温度控制精度≤0.004℃,5h温度稳定度<0.003℃。     

FBG传感信号数字化可调谐F-P滤波器解调技术研究

为进一步提高光纤光栅(FBG)解调系统的性能,提出并实现了基于FPGA逻辑控制的可调谐F-P滤波(TFFP)FBG传感数字化解调系统.重点介绍基于TFFP解调技术的工作原理,并给出了此解调系统硬件设计的系统框图.解调实验结果表明,通过与光谱仪的测量数据比较,此解调系统达到了预期的目标,经标定后系统的分辨率达1 pm,动...     

用改进的邦加球测量法快速测量光纤的PMD

阐述了邦加球法测量偏振模色散(PMD)的原理,介绍了基于改进的邦加球法开发的PMD测量系统和测量实验。该测量系统利用可旋转偏振控制器和光谱仪同时测量单模光纤中各个波长的输出偏振态,从而测量出PMD群时延差(DGD)。和传统方法相比,该系统实现了计算机控制自动测量,显著地节省了测量时间,降低了PMD随时间变化而引起的测量误差,提高了测量精度。     

基于基追踪-Moore-Penrose逆矩阵算法的稀疏信号重构

压缩感知(Compressed Sensing,CS)稀疏信号重构其本质就是在稀疏约束条件下求解欠定线性方程组,基于迭代加权L-p(0＜p≤1,p=2)类范数算法减小重构误差成为近来稀疏信号重构热点之一.该文提出了基追踪-Moore-Penrose逆矩阵(Basis Pursuit-Moore-Penrose Inverse Matrix,BP-MPIM)算法:(1)由基追踪(Basis Pursuit,BP)算法得到稀疏信号非零元素位置(亦称支撑集,对应于测量矩阵的列);(2)通过求解由支撑集所对应测量矩阵的子矩阵和CS测量值组成的超定线性方程组实现稀疏信号重构,并证明了由此重构的稀疏信号是其唯一最小二次范数解.仿真的稀疏信号和实测宽带雷达回波信号脉冲压缩结果表明,和原来算法相比,新算法具有更小的重构误差,且误差只存在于其支撑集内.     

旋转GNSS双天线/MIMU紧组合系统算法

为了提高旋转全球卫星导航系统(GNSS)短基线双天线/微惯性测量单元(MIMU)组合系统的定向精度,该文构建了其紧组合系统。紧组合算法将GNSS的伪距、伪距率和载波相位作为旋转GNSS双天线/MIMU组合系统的观测量,用扩展卡尔曼滤波进行估计,估计得到的状态量对系统进行闭环反馈,最后得到组合系统的定向结果。对旋转GNSS双天线/MIMU组合导航系统的船载试验数据进行了紧组合离线解算,结果表明,当GNSS基线为0.3 m时,组合系统的航向误差小于1°,俯仰角和横滚角误差小于0.1°。     

动态偏振控制器驱动与性能监控系统设计

以量子安全通信系统的硬件为实验平台,研制了动态偏振控制器(DPC)的驱动模块和性能监控系统.设计中,采用嵌入式ARM控制器通过自制的驱动模块驱动DPC,同时检测DPC的输出光强,将其随工作电压变化的曲线直观显示于终端计算机上,并测量出半波电压.实验结果与理论性分析验证了方案的可行性和可靠性.     

基于DPCA的机载SAR-MTI系统误差分析及补偿方法研究

基于DPCA技术的机载SARMTI系统普遍存在的一个问题是:雷达平台的运动误差会导致DPCA条件不满足,从而引起系统杂波抑制性能下降.本文基于插值理论提出了一种针对该运动误差的补偿方法.本文从回波模型入手对系统误差进行分析,从理论上给出了运动补偿方法及其实现方法.该补偿方法的精度主要取决于雷达平台速度的估计精度,这个问题可以通过经典的运动参数估计方法得到很好的解决.计算机仿真结果表明,该方法能够有效补偿雷达平台的运动误差,提高SARMTI系统性能的稳定性,由于降低了对硬件系统的要求,这种方法在工程上易于实现.     

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.     

DVB-T接收机中的CPE均衡技术

DVB—T是最近十年全球地面数字电视传输系统使用最广泛的一种标准，本文通过分析相位噪声对DVB—T传输系统的影响，提出了两种适用于该系统且易于硬件实现的CPE（公共相差）均衡方法，并比较了它们的实现复杂度。仿真表明，在多径衰落条件下，两种方法均提高了系统性能。     

相位噪声通用测试技术及其应用

相位噪声是雷达、通信、电子对抗等装备中发射源的主要技术指标 ,也是衡量频率合成器信号纯度的主要依据。本文阐述了相位噪声通用测试系统的功能与工作原理 ,并重点介绍了系统的硬件构成和软件的设计与实现     

广播发射机分布式计算机数据采集与控制系统

针对广播发射台的强电磁环境,从工程角度出发,提出了由PC机和STDS000系列工控机组成的分布式计算机测控系统,实现了对多台广播发射机的数据采集,监测控制,故障报警及运行管理。着重讨论了系统的结构组成,软件功能及运行模式,并引入了windows环境,BITBUS通信网。     

基于位置敏感探测器的微位移测量关键电路设计

位置敏感探测器PSD(Position Sensitive Detector PSD)具有位置分辨精度高(可达1～2μm)、输出实时性好(响应时间约几微秒)、系统简洁的特点,在位置探测及相关领域内获得了广泛的应用;但PSD的输出信号小,易受到电路噪声的影响,若要充分发挥其性能,则需要高精度、高稳定度、低噪声的测量电路。针对PSD这种较高的使用要求,通过对其等效模型的分析,找到了影响位置分辨精度的主要因素,并提出了一种新形式的测量电路,减少了测量电路级数,降低了电路的噪声以及测量电路内部的漂移,同时具有对位置测量非线性的校正功能。采用上述原理以S1880PSD建立的位置测量系统的位置分辨达到2～3μm。     

基于OFDM技术的有线传输系统仿真

文章对高速载波调制解调技术原理及其实现技术进行研究,并根据MIL-STD-1553A/B实际传输的硬件系统,建立信道模型及噪声模型。该系统由基带信号处理和线缆驱动两部分组成,通过对传输系统中各处理模块的分析,并利用Matlab Simulink仿真平台进行系统级仿真,仿真结果表明OFDM调制解调技术获得10-5较低的误码率,可应用于已有的1553总线这样的高速有线传输系统。     

基于OFDM技术的有线传输系统仿真

文章对高速载波调制解调技术原理及其实现技术进行了研究,并根据MIL-STD-1553A/B实际传输的硬件系统,建立信道模型及噪声模型。该系统由基带信号处理和线缆驱动两部分组成,通过对传输系统中各处理模块的分析,并利用Matlab Simulink仿真平台进行系统级仿真,仿真结果表明OFDM调制解调技术获得10-5较低的误码率,可应用于已有的1553总线这样的高速有线传输系统。     

基于CDMA网络的噪声监测技术研究

按照我国在环境噪声测量方面的标准及相关测量方法,提出一种基于CDMA1X无线网络的环境噪声监测终端的设计,实现对环境噪声的远程实时监测、历史数据查看、超标报警及现场存储等多项功能。介绍了系统的架构、硬件组成原理和软件设计方案,对关键的硬件组成部分、软件分层模块及数据处理方法作了阐述。结合实时数据和图表对终端试运行的情况进行了说明。     

基于分段线性插值法的高精度测温研究

本文针对深海热流计中铂电阻测温误差问题,提出了一种软硬件相结合的方法补偿误差。在硬件上,通过给热敏电阻并联合适的电阻初步实现线性化;软件方面,应用分段线性插值法进行测量误差补偿,从而达到较高的测量精度。本文详细的介绍了并联电阻阻值的确定方法,完整的论述了利用分段线性插值法进行误差补偿的过程。经测试,测量结果可以达到较高的精度,有效的减少了误差。     

激光测量技术在天线近场系统中的应用

借助于先进的激光测量技术．可对天线近场测量系统的定位误差进行精确测量并加以校正。基于对扫描架机械误差源的分析，本文叙述了线性激光测量方法，介绍了激光跟踪系统的应用原理及前景，提出了利用激光测量数据进行定位误差校正的基本思路。