多尺度形态学滤波下的宽带信号检测方法

由于阻抗失配和器件非线性等原因,宽带侦察接收机捕获信号的噪声基底并不平整,易引起弱信号漏检,因此需要对噪声基底进行估计。在噪声基底变化较快时,以往基于形态学滤波的噪声基底估计算法存在基底估计精度和大带宽信号漏检的矛盾。本文提出多尺度的形态学滤波,通过检测不同滤波尺度下噪声基底估值的变换,实现不同频点使用不同尺度的结构元素,在快变噪声基底频谱中提高了噪声基底估计的精度。通过实验仿真验证,该算法能够有效的估计噪声基底,使修正后的频谱能够更好的检测信号。      

用外差技术探测光信号

东京工学院的一个小组使用外差技术探测光纤出射光信号的装置已获得成功运转。外差探测技术之所以引人注目是因为它增加了接收机的抗噪声能力、可以探测到非常微弱的信号。     

相干检测中的能量守恒与信噪比分析

对光通信相干检测原理中两个容易引起误解的问题进行了深入分析。一是零差接收机的光耦合器输入输出能量不守恒现象,指出这是因为混频方案默认信号光和本振光频率和相位完全同步,提供了隐形的"锁相增益"。二是纠正了经典文献将外差接收机噪声带宽设为符号率一半的错误,证明了外差检测中频信号和基带信号的信噪比相对零差检测基带信号的信噪比分别低6dB和3dB。     

一种信号检测预处理的改进多尺度形态学滤波方法

通信信道冲击噪声干扰和宽带接收机非线性影响会导致接收的信号噪声基底不平坦,若不考虑噪声基底起伏而直接进行检测信号,可能会导致漏检。为提高信号检测精度,需估计信号噪声基底。为解决该问题,提出了一种信号检测预处理的改进多尺度形态学滤波方法。该方法采用多尺度开-闭组合运算对信号频谱进行形态学滤波,利用不同尺度的结构元素对不同带宽的信号进行局部滤波,并利用滤波后凸包的存在性作为滤波终止条件。仿真结果表明,该方法可以有效将不同带宽的信号滤除,有效提取噪声基底噪声,同时可消除频谱中低电平毛刺对噪声估计的影响。     

一种有效的宽带数字侦察接收机信号检测方法

针对宽带数字式搜索接收机信号处理中的高分辨率谱估计和弱信号漏检问题,提出一种有效的处理方法。首先采用数字信道化接收机进行均匀窄带划分,并对各窄带信号进行FFT运算后拼接出整个接收带宽内的频谱,然后采用形态学滤波方法估计起伏的噪声基底并修正,最后根据修正频谱的噪声谱线的分布特征估计出自适应检测门限,并与修正频谱比较完成宽带接收信号的检测。理论分析和仿真试验验证了方法的有效性。      

基于AlGaN/GaN HEMT太赫兹探测器的340 GHz无线通信接收前端

利用天线耦合AlGaN/GaN HEMT太赫兹探测器的自混频和外差混频效应,分别设计并测试了340 GHz频段直接检波式和外差混频式接收机前端。通过接收机信噪比的测量和接收功率的定标,得到了两种接收机的等效噪声功率。直接检波模式下探测器的响应度约为20 mA/W,直接检波模式和外差混频模式下接收机的等效噪声功率分别约为?64.6 dBm/Hz1/2和?114.79 dBm/Hz。在相同的载波功率和接收信号带宽条件下,当本振太赫兹波功率大于?7 dBm时,外差混频接收的信噪比优于直接检波的信噪比。当本振功率大于0 dBm时,外差混频接收机表现出优良的解调特性,其信噪比高出直接检波接收机的信噪比10 dB以上。     

线性接收机截获扩频信号性能分析

本文综述了各种线性接收机的基本性能，分析了使用线性接收机检测噪声中信号，信号特征的估计及信息复原等性能。由此可以看出，尽管线性接收机还难以高效地截获和检测淹没在噪声中的信号，但是用于截获和检测跳频信号，特别是在信号功率大于噪声加干扰功率的条件下却是十分有效的。     

采用ASK调制编码及相干检测方案的OCDMA系统分析

对采用ASK调制编码与相干检测方案的OCDMA系统进行分析 ,包括用简化的接收机模型导出外差及零差情况的光电流和噪声的表达式、分析了相干检测的优点、讨论了相干检测的要求、提出了利用Brillouin放大器选择放大传输信号的不同频带作为本振参考信号的方案 ,分析表明这种方案不仅可以免去另设本振光源的麻烦 ,而且由于Brillouin放大器具有压缩脉冲宽度的作用 ,能有效抵消色散造成的Chips脉冲展宽和幅度下降。     

弱本振激光外差探测信噪比分析

为避免传统激光外差探测中强本振信号带来的散粒噪声影响,着眼于光子级别的弱本振激光外差探测信噪比分析。首先,将脉冲体制弱本振激光外差探测信噪比表达式应用于分段连续弱本振激光外差探测中,获得中心频率为221 kHz外差信号的解析,且信噪比的理论计算和实验值吻合。其次,采用数据段细分功率谱累积技术,在相同的信噪比情况下,所利用的数据量总数降低为传统功率谱累积方法的1/10,提高了数据利用率,且在功率谱累积次数较少时,信噪改善比近似遵守m规律。     

无线光外差检测系统研究与仿真

本文提出了一种新的基于副载波调制的无线光外差检测方案,用Optisystem对其进行仿真,计算了系统的外差增益,分析了影响无线光外差检测系统外差增益的几个主要因素,包括信号光的偏振态、激光器线宽、本振光功率及调制速率。从仿真结果可以得出：若信号光和本振光的偏振态不一致,会导致外差增益的下降;接收机灵敏度随光源激光器线宽的增大而降低,误码率要达到10-9,线宽最大不超过25KHz;增大本振光功率可以提高灵敏度,但这个提高不是无限地,存在一个最佳本振光功率,如果大于这个最佳值,信噪比反而会降低。     

基于Stokes子矢量估计的弱信号检测

研究了窄带极化雷达的弱信号检测问题。首先给出目标散射波和随机极化波瞬态Stokes子矢量序列（ISVS）的表征方法和匹配距离的概念，而后提出了一种雷达目标散射信号Stokes子矢量的估计方法。最后，利用目标散射信号和接收机噪声的ISVS之间的差异，基于径向积累的思想提出了一种弱信号检测算法，可以显著改善雷达系统的检测性能，对于反隐身、预警和空间探测等具有一定的指导意义。     

新型外差式接收机前端

引言用来改善外差式接收机前端噪声系数的低噪声砷化镓■效应放大器,当使其正反馈时就产生振荡。■效应放大器不仅放大输入信号,而且也产生本振信号,所以可以省去本地振荡器。因此,可以设计出一个成本低和功耗小的、适用于微波集成电路外差式接收机用的前端。因为振荡器和放大器共用一只■效应放大器,故有相互调制存在,对噪声系数和传输特性会有影响。这个外差式接收机前端,由于使用了在正反馈环路中的混频器的饱和特性(这个环路对于本地信号的振荡是必要的),在■效应放大器的线性段能达到稳定振荡。因为     

频带压缩和扩张系统

在发射机和接收机的整个系统中,音频信号调制一个射频信号,已调信号经滤波产生一个具有给定频宽的单边带信号,采用单边带信号同只有该信号频宽几分之一的信号混频、外差的方法,对单边带频宽进行压缩,由此获得的频带被压缩了的单边带信号经由线路传输到接收机.在接收机里,采用一个较高频率的信号同接收到的单边带信号混频外差的方法以及采用从接收机输入端得到的一个信号同该较高频率信号混频、外差方法,把单边带信号的频宽扩展到原来未被压缩时的信号频宽.这个系统容许传输一个频宽为最初调制信号频宽1/4的单边带信号.     

基于Filterlab的一种高指标带通滤波器的设计

为了提取激光外差玻璃测厚系统中的微弱信号,介绍了激光外差玻璃厚度测量系统原理及待检测信号特征,采用一种简洁、实用的滤波软件,设计出一种高指标带通滤波器,从滤波器频谱图看待检测的激光外差信号频谱完全在通频带内,噪声衰减带达到80 dB,其完全符合系统要求。     

基于形态滤波的短波信号检测算法

针对短波信号检测中色噪声干扰导致信号检测概率低的问题,通过研究实际短波信道特性和信号的频谱特征,提出一种将信号频谱图作为一维灰度图像进行形态学滤波的预处理算法,应用联合形态学滤波估计信号噪声基底,利用改进的顶帽变换进行白化滤波,最后依据高斯白噪声环境下的门限估计理论进行信号检测。实验结果表明,该算法能在复杂的短波信道环境下较好地抑制色噪声干扰,对弱信号的有效检测率可提高10%～20%。     

激光相干雷达中光单次下变频技术

在相干激光雷达远程测距中,为提高雷达的探测距离和距离分辨力,通常使用大时宽带宽积的信号如调频信号对光载波进行调制,并在接收端进行脉冲压缩处理,为降低接收端数字信号处理的数据量以提高运算的实时性,需要将接收信号下变频至合适的频段。传统的外差式雷达接收机需对光信号和电信号分别进行一次下变频,导致系统结构较复杂,且受器件非理想化的限制,下变频过程中会引入额外的噪声,此外还存在镜像频率噪声干扰的问题,导致解调信号信噪比降低。提出了一种将光信号直接下变频至脉冲压缩所需频段的方案,该方案使用正交解调的方式进行,能够简化系统结构同时抑制镜频噪声。首先将本振光进行频移并分为两束,通过控制相位使两本振光相互正交。将信号光分为两束并分别与两路本振光在光电探测器表面进行混频,接着对电信号进行采集,通过相关算法对幅相不平衡进行矫正。经仿真和实验,该方法能够在有效简化激光相干雷达接收机系统结构的同时避免镜频噪声干扰,在10 GSps采样率下,相较于外差式接收机,解调信号信噪比提高了约3 dB。     

基于共轭差分的弱信号捕获方法性能分析

传统基于包络检波的捕获方法由于平方损耗太大已不适用弱信号条件下的全球导航系统(GNSS)信号捕获。介绍了一种新的检波方法——共轭差分检波来取代传统的包络检波,为弱信号条件下GNSS接收机的捕获设计提供了理论依据。理论分析表明,共轭差分检波在弱信号条件下引入的检波损耗远低于包络检波,并且共轭差分检波通过改善噪声的统计特性提高了后处理增益。通过仿真实验验证了理论分析的正确性。     

软件GPS接收机弱信号捕获方法

为了提高软件GPS接收机弱信号捕获能力,研究了软件GPS接收机弱信号捕获的方法,分析了非相干积分的损耗和增益,通过非相干积分方法提高接收机灵敏度,对于存在多普勒频移的信号采用频率补偿方法改善非相干积分效果,采用实验方法确定检测门限,达到较好的检测效果。采用平方法测量精确频率,分析了不同条件下平方法的输出增益,仿真实验证明,合理选择数据长度和求和时间可以较大程度地改善频率分辨率。     

采用双相编码和最佳时间检测的数字式光纤通信系统的探讨

本文提出一种对双相码进行最佳时间检测的光纤数字通信系统的方案,对这种系统的性能作了理论分析。文章指出,对光纤通信来说,双相码是一种最佳信号形式,而门限跨越时刻的检测是一种最大后验统计检验,将两者结合在一起可以构成一种统计检测理论意义上的最佳接收机。作者认为,光纤通信所惯用的幅度检测在具有信号依赖性的光电转换散粒噪声面前无所作为,而门限跨越时间检测却能够减小一切噪声(包括光电转换散粒噪声)对判决错误概率的影响。文章把文献[1]的结果扩展到考虑散粒噪声的情况,给出了时间检测接收机的噪声方差、信噪比和误码率的完整计算方法,并按最大信噪比准则论述了接收机滤波器的最佳化问题。分析与计算实例显示,在相似的工作条件下,所建议的接收机的灵敏度可比惯常的接收机改善2～3dB。     

短波跳频信号侦收技术

本文介绍了短波跳频通信的特点和对短波跳频信号侦收的基本要求。进而分析了步进扫描外差式接收机对短波跳频信号侦收的适应能力。提出了短波跳频信号侦收的信道化接收机和压缩式接收机的方案设想。