高灵敏度GNSS接收机频率合成器设计

为了提高全球卫星导航定位系统(GNSS)接收机的灵敏度,设计低相位噪声的小数频率合成器.通过分析灵敏度与相位噪声的关系,提出新的实现方案.该方案利用品质因数增强型可变电容减小压控振荡器(VCO)相位噪声,基于CMOS双D触发器单元的多模分频器和尾电流滤波的预分频降低带内相位噪声,充、放电流自校正且互补开关切换的电荷泵和带随机化抖动的Σ Δ调制器抑制杂散.该电路在0-18 μm CMOS工艺上实现.测试结果表明：提出的频率合成器能够接收所有的GNSS信号,输出的频率调谐范围达到58%,VCO增益变化小于±21%,当偏移频率为1 MHz时, 本振(LO)相位噪声低于-121 dB,最大功耗为117 mW.提出的小数频率合成器,已成功应用于高灵敏度GNSS接收机中,在GPS模式下灵敏度达到-157 dBm.     

全球导航定位系统接收机的跟踪环路带宽设计

为实现全球导航定位系统(GPS)软件接收机对卫星信号灵活稳定的跟踪,采用非相干延迟锁定环和科斯塔斯环来实现伪码跟踪和载波跟踪;选择环路的带宽,利用最优化的设计理念,设计了GPS软件接收机的最优环路带宽,并且根据所估计的信噪比来确定跟踪环路的最优带宽,以达到总的误差最小.采用GPS卫星中频信号采样器采集实际的GPS数据,并通过Visual C及MATLAB进行了仿真实验,结果表明,接收机成功地跟踪上了7路信号,并以通道1中的数据计算出了同相和正交相信号,所设计的搜索和跟踪方法灵活有效,为接收机能够快速地对GPS信号实现捕获和跟踪提供了一定的保障.同时也使得GPS软件接收机对信号处理改用软件来实现,拥有了极大的灵活性.     

微小卫星太阳电池阵的设计计算方法研究

通过全面分析太阳电池的种类和选择,并对影响太阳电池阵的各种因素进行讨论,提出了微小卫星太阳电池阵的设计方法。推导出了基于单圈能量平衡和多圈能量平衡的计算公式,并计算出所需太阳电池阵的面积。设计及计算结果表明:该算法用于微小卫星太阳电池阵的设计与计算是可行的。     

业务持续时间的带宽可变节能调度算法

在绿色光网络中,业务传输时隙分配策略和路由选择算法很大程度上决定了光网络的传输能耗大小.针对业务持续时间的传输能耗问题,提出了一种基于灵活时间带宽预留型业务带宽可变节能调度算法.通过构造业务的调度权值矩阵,计算不同备选传输路径在不同时隙内被各个业务选择的次数,并基于贪婪算法为业务选择最小能耗的传输时隙和路径;同时,为充分利用已建光路的可用带宽,还设计了一种带宽调整策略,能根据不同时隙内光路的可用带宽调整业务的传输带宽,最小化网络中光路的数目.仿真结果表明,提出的带宽可变节能调度算法可有效地降低网络的传输能耗和业务阻塞率,提升网络的性能.     

具有高频补偿的可变带宽有源滤波器

提出的具有高频裣的可变带宽有源滤波器一般单运放二阶节有源滤波器具有更高的上限频率、更低的下限频率、更高的品质因素，且仅有一个ＲＣ时间常数。实验证明，它具有展宽滤顺上限和下限频率及可变带宽的特点。     

具有高频补偿的可变带宽有源滤波器

提出的具有高频补偿的可变带宽有源滤波器比一般单运放二阶节有源滤波器具有更高的上限频率、更低的下限频率、更高的品质因数，且仅有一个RC时间常数．实验证明，它具有展宽滤波器上限和下限频率及可变蒂宽的特点．     

微小卫星激光通信粗跟机构设计与分析

针对微小卫星星间激光通信任务中快速、精确、稳定地捕获跟踪要求、卫星发射阶段严酷的力学环境以及严苛的重量尺寸限制,设计了一种适合微小卫星搭载的共口径收发二维粗跟机构。首先,由轴系支撑理论总结了精密轴系的设计原则,完成了结构设计,然后通过赫兹接触理论计算出过盈配合和预载荷作用下的轴承刚度,最后利用有限元分析方法分析了粗跟机构的力学特性。分析结果表明粗跟机构谐振频率满足卫星发射要求。结构设计具有结构紧凑、质量轻的特点,满足外包络尺寸、重量限制,轴系刚度设计合理。     

卫星数据采集平台和平台测试接收机

卫星数据采集平台和平台测试接收机８１３所参与的航天华特有限公司已与德国Ｄｏｒｎｉｅｒ公司合作开发气象卫星用数据采集平台系统。经过一年的努力，现已研制出数据采集平台（ＤＣＰ）样机，并按照国家气象局的安排进入网测试，同时他们还研制了与之配套的平台测试接收...     

卫星IP网络可变区域分层IPSec的设计与实现

分析了卫星IP网络性能增强技术与IPSec之间的矛盾,设计并提出了可变区域的分层IPSec协议,将分层IPSec区域映射由静态分区转变为可选择的动态分区,并建立与之相应的复合型安全关联,使得授权的性能增强网关不仅能够访问到TCP报头,而且能访问到应用层HTTP链接对象,在保障端对端安全的同时,达到TCP性能增强与HTTP传输加速的双重目的。在此基础上,对CZML-IPSec进行了实现和开销性能测试。实验证明CZML-IPSec没有增加不可接受的带宽开销与处理延时,能够为卫星IP网络提供安全性并支持各种性能增强技术。     

GNSS数字接收机中载波锁相环的工作带宽

首先对二象限反正切鉴相器输出的连续信号进行时域分析,并对其物理规律进行讨论。在此基础上研究了数字锁相环系统中预检测积分时间对鉴相器工作带宽的影响,发现鉴相器工作带宽的上界理论值与预检测积分时间之间存在反比关系,并给出了相应的关系公式。最后,通过系统仿真和对真实卫星信号的试验,验证理论研究成果的正确性。     

基于CORDIC算法的微小卫星接收机设计及实现

针对微小卫星测控应答机的体积、重量及其功能灵活性,研究了接收机载波恢复环的实现方法.在分析已有载波恢复方法的基础上,采用正交欠采样技术,提出了一种基于CORDIC算法的全数字载波恢复环接收机结构.该结构省略了复数混频器中4个计算量非常大的乘法器和直接数字频率合成中的大查找表,大大节省了计算复杂度和硬件资源.利用Matlab系统仿真和ModelSim硬件描述语言仿真验证了方案的可行性.并在一块FPGA上综合了载波恢复环的VHDL设计代码,需要的逻辑资源仅为3.6%,最大工作频率可达226 MHz.整个设计方法可应用到其他可重构的接收机设计中.     

Multi-mode fractional-N synthesizer with a stabilized loop bandwidth

To solve the problem of stability of the multi-mode frequency synthesizer during mode transitions,a method of stabilizating the loop bandwidth is presented by means of calibrating the charge pump current according to the divider ratio. The method makes the variation of the loop bandwidth to be kept within a smaller range at different division ratios. A multi-mode fractional-N synthesizer adopting the method can work stably in seven modes of three positioning systems.Simulation results show that the variation of normalized I_CPK_VCO/ω_VCO in seven modes is in the range of -3.3％ and 3.3％. For each mode, the in-band and out-of-band phase noises are not larger than -93dBc/Hz and -119dBc/Hz, respectively. The setting time is less than 24μs. The total power consumption is 15.21mW at 1.8V voltage supply.     

用S3C44BOX设计高性能的车载GPS接收机

研究了导航定位系统的概况,采用现代先进的嵌入式技术设计车载GPS接收机系统,改进了传统的车载系统的定位精度不高、体积大、功耗大、功能少的缺点;详细描述了车载GPS接收机的软硬件总体设计方案,实现了利用ARM微处理器设计GPS接收机。     

一种高性能的全数字锁相环设计方案

针对实现参考频率和输出的频率近似相等或者近似成整数倍关系时遇到的锁相环设计方案复杂以及高性能的模拟锁相环不适宜于集成化问题,设计了主要由模数转换器、全数字式鉴相器、数字式低通滤波器和数控振荡器等构成的全数字式锁相环。主要利用模数转换器在动态量采集时具有的边沿效应从其采集的大量数据中选择出精度更高的数据用于后级的全数字式鉴相,实现了一种全数字式锁相环。实验结果表明了该方案的正确性及其具有锁定精度高和环路的本底噪声低等特性。     

基于TDLAS-WMS的高灵敏度电子鼻传感器设计

为了对痕量有害气体(甲烷为例)进行非接触式检测,本文基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)相结合的检测技术,采用中心波长为7.5μm的量子级联激光器(QCL),设计并研制出高灵敏度电子鼻传感器系统.在室温条件下,通过调节QCL注入电流,使其发光光谱扫过甲烷(CH4)气体吸收谱线.同时采用紧凑型herriott气室(长度为40 cm,容积为800 m L),使得系统总光程达到16 m.利用该传感器系统,对不同浓度的CH4进行测量,结果显示,测量相对误差小于7%,检测下限为1×10~(-9).同时,研究人员可以通过更换其他激射波长的QCL,实现对其它有害气体的检测.     

优质宽带直流功率放大器的研究

对宽带直流放大器进行分析和研究。提出基于差分型双渥尔曼组合电路的解决方案,方案电路简单实用,巧妙地解决了直流放大器中的零点漂移问题,并有效抑制共模信号的影响,确保直流工作状态稳定。同时,在交流状态情况下,能有效地扩展通频带宽。     

精确定位的高带宽新型音圈电机驱动器研究

为了在极高磁道密度（TPI）的硬盘中快速寻道定位、读取数据,研发了一种新型高带宽驱动器组件.该新型高带宽驱动器的音圈电机（VCM）具有独特的音圈结构和磁极（体）排列.在电磁设计中,应用三维有限元分析法（FEA）对一些关键电磁参数及主要结构尺寸进行了优化;预测了系统的动态性能.分析表明,新型音圈电机驱动器产生的电磁力形成了纯力矩,降低了轴承和轴上的反作用力,与传统驱动器相比,更好地抑制了影响伺服带宽的横向准刚性体震动模式（QR模式）,使驱动系统能在高TPI下快速跟踪和精确定位.实验测试了系统的频率响应特性,与理论设计符合得较好.