“北斗”信号重构的导向矢量实时校正

针对导航应用中阵列天线导向矢量误差导致波束合成器性能恶化甚至失效的问题,提出了一种“北斗”信号重构的导向矢量实时校正算法。该算法利用重构的本地“北斗”参考信号与阵列天线接收信号进行相关解扩处理,然后利用信号子空间与信号正交补空间正交的特性,构造代价函数对各卫星方向的阵列导向矢量进行校正。仿真结果表明,经过校正的导向矢量相位误差从-100°~100°降低到-10°~10°范围内,幅度误差从-10~10 dB降低到-4~2 dB范围内;另外,导向矢量校正后,卫星信号波达方向估计误差在0.2°以内,估计精度大大提高。     

相控阵测控系统时频及标校信号一体化光传输设计

为了实现对相控阵测控系统不同通道间信号幅度、相位的精确加权,就必须保证时频信号和标校信号的准确传输.针对传统相控阵测控系统时频及标校信号传输网络设计存在的相位一致性差、安装复杂、价格高昂、后期维护性较差等问题,设计了一种新型时频及标校信号一体化光传输网络.实验测试数据分析和工程实例表明,该新型一体化光传输网络在性能、成本、可扩展性以及安装维护等方面均比传统设计有明显提升.随着相控阵测控系统的通道数越来越多,新型一体化光传输网络的工程优异性会更加突出.     

4.9 GHz小型化集成相控阵天线设计

设计了一种相位控制和馈电一体化的8×8相控阵天线。将多路微带线功分器和移相器芯片集成于同一片电路板作为馈电网络并压合于阵列天线背面,形成了单端口馈电的64单元集成相控阵天线。该相控阵天线整体厚度仅2.25 mm,馈电端口至天线单元之间没有任何连接电缆,具有低剖面小型化和一体化的显著优点。电磁仿真结果显示,4.9 GHz的回波损耗小于-25 dB,最大增益为22.5 dB。此外,主极化和交叉极化隔离度为30 dB,主波束可实现-58°~62°平面扫描,具有较好的交叉极化和波束宽角域连续扫描特性,可应用于5G移动通信小型基站。     

一种X波段高功率多通道发射系统设计

在有源相控阵雷达为应用背景下,文中设计了一种以X波段发射组件为核心的发射系统,每个发射组件为发射系统的一个通道。发射组件是基于MMIC和MCM技术实现。该子阵输出功率＞80 W,通道间幅度一致性＜0.5 dB,具有连续波工作、体积小、发射功率大、可靠性高和一致性好等优点。     

自跟踪相控阵接收系统标校方法研究

无人机多目标测控系统可采用相控阵体制实现。对于相控阵系统除了天线之外还包含了信道设备,相控阵系统中各通道的标校对于和、差波束的形成至关重要。通过实例介绍了一种相控阵系统中通道标校方法,该方法借助1台矢量电压表,对各通道从场放入口到和、差信号中频输出口的幅度和相位进行了标校。通过对标校误差对系统和差波束形成的影响分析,给出了工程实现中对通道标校误差的指标分配要求。     

8 mm脉冲磁控管测云雷达测速多普勒化

8 mm磁控管发射样本中频信号的起始相位随机分布,脉间频率抖动范围为±2 MHz ,脉内频率变化为500 kHz。为了克服这些问题,提出了一种适合于国内第一套毫米波 脉冲 磁控管测云雷达的测速多普勒化算法,幅度信息从回波数字下变频经低通滤波器后直接提取 , 相位信息由零中频回波IQ信号与发射样本IQ信号进行复卷积提取,并算法仿真结果表明多 普 勒频率误差不超过4 Hz。基于FPGA技术实现了测速多普勒化算法,利用高速缓存的设计 思想 实现了复卷器的优化,利用CORDIC算法实现了幅度与相位的高精度提取,并完成了算法在实 际 雷达系统中的测试,雷达的脉冲重复频率为1 000 Hz,多普勒频率在-496～500 H z范围内,雷 达终端显示的速度值与理论值一致;回波信号幅度值为-76～6 dBm,得到的速度值 与理论值 一致。经过该算法处理的地物杂波回波的多普勒速度在零值附近分布,云体目标的回波速度 图清晰可见。该算法已经成功应用于8 mm脉冲磁控管测云雷达系统。     

一种改进的宽带数字阵通道均衡频域算法

对于宽带数字阵列雷达,通道之间的幅相特性不一致性（通道失配）严重影响了雷达阵列信号处理的性能,通道均衡是补偿通道失配的一种方法。基本的通道均衡算法可以一定程度补偿通道失配。为了改进基本的通道均衡算法性能,给出了一种参考通道幅度响应加权最小二乘拟合通道均衡频域算法,并通过仿真和实验,对该算法的性能进行了验证。仿真结果表明,该新算法与基本算法相比可以获得更好的幅度和相位一致性,其性能与理想均衡效果更接近。     

多通道实时阵列信号处理系统的设计

以全数字化信号产生和数字波束形成处理为基础的数字化阵列雷达已成为当代相控阵雷达技术发展的一个重要趋势,本文针对现代数字化阵列雷达对多通道数据采集和实时处理的需求,设计了一种基于FPGA的多通道实时阵列信号处理系统。可完成对20通道的中频数据采集,实时波束合成和数据传输功能,实验结果表明系统工作稳定、性能良好,具有良好的信噪比和通道一致性。     

数字多波束发射终端的通道一致性研究

数字多波束天线的波束指向精度与发射终端通道一致性有密切关系。针对通道一致性问题从硬件和软件两方面对发射终端进行了设计。硬件方面主要是采用等长线的方法保证各个通道信号所经过的链路时延一致。软件方面设置相关参数使通道间时间同步和D/A同步,并通过标校校准每个通道的输出信号。试验结果表明,以上措施有效地减小了通道间幅度、相位和时延差异,提高了通道一致性。该研究也为其他阵列天线系统设计提供了有益的参考。     

数字阵列MST雷达幅相标校系统设计

数字阵列MST雷达是有源相控阵气象雷达,可探测中层、平流层和对流层的大气风场.该雷达采用了分布式全固态发射技术以及数字波束形成技术,减少了硬件的复杂性,提高了探测性能,更适用于复杂天气过程的探测.幅相标校技术是数字阵列MST雷达的关键技术之一,该技术可以提高雷达的幅相一致性,从而提高雷达的探测性能.文中首先介绍了数字阵列MST雷达的系统组成,然后采用了矩阵分析的方法推导了幅相标校算法,给出了幅相标校系统设计流程,最后得出了一组实际标校结果.     

改进的阶梯相位去包裹算法研究

为减少投影条纹数量,提高测量速度,提出了一种 改进的阶梯相位去包裹算法。算法 采用彩色条纹投影测量物体三维形貌,将正弦和阶梯相位条纹分别输入彩色图像的红 色和蓝色通道构成彩色条纹,由DLP投影仪将四步相移彩色条纹投影到待测物体上,由彩色 CCD相机采集。利用颜色分离技术得到2组四步相移条纹图,其中一组为4幅正弦条纹,由四 步相移法求得正弦条纹包裹相位,另一组4幅阶梯相位编码条纹图,由与正弦条纹周期一致 的阶梯相位构成,经阶梯相位解码确定条纹级次,利用自校正算法去除条纹级次噪点后,实 现相位去包裹。进行了实际测量,结果表明,本方法 测量精度与采用四步相移法相当,但只需4幅条纹图,有效减少了投影和采集的条纹数量, 提高了测量速度。     

时间位相展开方法研究进展

时间位相展开是位相测量领域内的一种很重要的位相展开方法,被广泛应用于干涉型和结构照明型计量领域中,包括散斑干涉与剪切干涉计量、波长扫描干涉术、先弹测量、位相测量轮廓术、傅立叶变换轮廓术等领域。本文详细分析了近十年所提出的时间位相展开算法的基本原理,讨论和比较了各种算法的设计方法、计算公式和适用范围,对时间位相展开方法的最新进展和应用前景进行了较全面的分析和评述。     

基于相位测量法测量透射式相位光栅的表面形貌

建立了一套基于马赫-曾德尔干涉仪的测量系统,获得了透射式相位光栅的相位信息并推算出光栅的表面形貌。给出了相位测量法的基本原理,运用傅里叶变换法和相位解包裹技术,对实验系统采集的干涉图的相位信息进行处理并计算出光栅的高度、周期和底角等结构参数。结果表明,该测量方法和系统能够精确地测量光学相位元件的表面形貌,具有较高的实用价值。     

干涉解调鉴相测距法

针对相位法激光测距技术中其测量精度与测量范围 不能够同时兼顾问题,提出干涉解调鉴相测距系统。经过理论推导与实验验证表明,干涉解 调鉴相测距系统中的 偏振光干涉解调的方法能够代替传统的模拟鉴相系统,简化了模拟鉴相电路,减小了鉴相系 统中的附加相 移噪声;小步进改变调制频率扫频的方法能够解决相位测距系统中的模糊距离问题;干涉解 调鉴相测距系 统的测距精度能够达到10－5量级。     

移相器量化误差对相控阵天线相位中心的影响分析

为精确预测相控阵天线相位中心的特性,研究了数字移相器相位量化误差对相控阵天线相位中心的影响.对计算相控阵天线相位中心的方法进行了论述,得出了根据远场相位分布精确计算天线阵相位中心的方法;采用该方法对一算例阵列进行计算仿真,算例阵列采用5位数字移相器,计算得出不同扫描角下天线相位中心的变化.计算结果表明:数字移相器量化误差对相控阵天线相位中心可造成显著影响,该影响与移相器位数和扫描角均有关.研究结论可用于指导高精度相控阵天线的设计.     

Al-Ga-As-dopant phase-equilibria for liquid phase epitaxy

Calculated phase data for the Al-Ga-As-dopant liquid phase epitaxial system are presented. Modifications to interaction parameters are made. Firstly, the activity coefficient of the ternary solid phase has been taken as unity, i.e., solid solution AlGa-AlAs is assumed ideal, which permits the elimination of discontinuities when aluminum atomic fraction in the liquid goes to zero. Accordingly, the Al-As interaction parameter must be recalculated and a value of 2122-14T cal/mole (from 973 to 1273°K) has been obtained. With these changes in the interaction parameters, the model allows a fairly accurate fit to the solidus and liquidus data, and former problems associated with high temperatures and high and low aluminum atomic concentrations in the liquid have been resolved. Finally, the theory is extended to the case of a fourth component which acts as a dopant. Tin is taken as an example. Interaction parameters for this dopant have been calculated permitting a close adjustment to the experimental values. In order to achieve a more precise fitting an aluminum dependence in the Al-Sn interaction parameter is suggested.     

光折变相位共轭技术的研究进展

简要地介绍了光折变相位共轭技术的研究概况,着重介绍了自泵浦相位共轭镜及互泵浦相位共轭镜的研究进展,对它们的结构及机理做出了说明。     

基于光学扫描全息测量相位物体的相位分布

为了测量相位物体的相位分布,提出了一种基于光学扫描全息系统测量相位物体相位分布的方法。该方法在原理上与以往传统测量方法有很大不同,它采用相干模式下的光学扫描全息系统,利用一个小孔探测器记录与相位物体的相位信息相关的数据,随后采用反演重建算法得到被测物体的相位分布。此外,对该方法的工作原理及重建效果进行了理论分析和模拟仿真,并分析了在记录和重建阶段所采用的小孔是非理想状态情况下,小孔对物体相位分布测量结果的影响。结果表明,用该方法测量相位物体的相位分布是可行的,并且可以获得很好的效果。     

Carrier phase synchronization for GMSK signals

Several carrier phase recovery schemes for Gaussian minimum shift keying (GMSK) modulated signals are derived and analysed in terms of squaring loss and acquisition time. Two bandwidths are considered for the GMSK signal: BT_b=0.5 and 0.25, following the recommendations of the Consultative Committee for Space Data Systems. Pre‐encoding is assumed to remove the inherent differential encoding of the GMSK modulations. The carrier phase recovery schemes are derived from the approximate expression of the GMSK signal as an OQPSK signal or as the superposition of two OQPSK signals maximum a posteriori/maximum likelihood phase estimation is considered, with perfect clock reference; both non‐data‐aided and decision–directed schemes are analysed. Moreover, in the case of GMSK with BT_b=0.25, an equalizer is also included in the synchronizer loop to remove inter‐symbol interference. High and low signal to noise ratio (SNR) approximations are considered to simplify the structure of the synchronizers. It is shown that, for the considered BT_b values, the complex synchronizers initially derived do not provide any improvements over their simplified versions; the introduction of the equalizer for GMSK with BT_b=0.25 leads to a better performance. Moreover, it is shown that GMSK with BT_b=0.5 has a better performance than unfiltered OQPSK, which is better than GMSK with BT_b=0.25. The SNR values above which the high SNR approximation turns out to be convenient with respect to the low SNR approximation are also given. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

位相法三维形貌测量数值模拟系统

设计了位相法三维形貌测量数值模拟系统.实验结果表明,该系统可以模拟相位测量的主要过程,根据模拟物体和系统参数对投影光栅进行有效调制,并利用行列法对调制光栅得到的包裹相位图正确解包裹.本系统为研究各种高效健壮的相位解包裹算法提供了模拟平台.