双站合成孔径雷达系统同步问题研究

讨论了双站合成孔径雷达 (双站SAR)收、发系统的同步问题 ,详细分析了频率源稳定性对收发系统间相位同步的影响 ,并给出了计算机仿真结果     

机载双站SAR频率同步与误差补偿

机载双站SAR系统中，收发平台是分置的，收发载机本振频率源的不同步，将会引起回波信号相位误差的积累，其积累时间长度为整个合成孔径时间．本文给出了“GPS＋独立高稳定频率源”实现双站SAR收发频率同步的方法，并对该同步方法引起的同步相位误差进行了分析，提出了一种基于收发平台视距通信的频率同步误差补偿方法．最后给出了对几种典型频率同步误差的补偿仿真，仿真结果表明，该频率同步误差补偿方法能够有效地补偿由收发不同步引起的误差项．     

双站SAR时频同步技术

基于星载SAR照射源的双站SAR系统,由于收、发系统分置,时间同步和频率同步误差会对成像结果造成影响,甚至不能成像,因此,时频同步问题是这类系统需要解决的关键问题之一。本文首先以基于星载辐射源、接收机固定在地面的双站SAR系统为例,详细分析了时频同步误差的模型,随后提出了一种利用直达波信号脉压峰值位置和相位信息提取时频同步误差,实现系统时频同步的方法,并对该方法的估计精度进行了分析。最后,通过仿真,对时频同步方法及其性能进行了验证。根据仿真结果分析,该方法取得了较好的性能,可以有效的应用于上述双站SAR系统。      

运动误差对双站SAR相位同步及成像的影响

收、发系统间的相位同步是双站合成孔径雷达的一项关键技术,采用锁相环接收机是实现双站SAR系统相位同步的一种可能方法.本文主要就锁相环接收机在运动误差条件下的相位同步问题进行了研究,并分析了锁相环相位误差对系统成像的影响,最后,给出了计算机仿真结果.     

多基站星载SAR相位同步链路误差分析

相位同步技术是多基站星载合成孔径雷达(SAR)系统的关键技术之一。由于主辅星收发分置,两星频率源不同的特点,使得解调的信号存在相位偏差和相位噪声,因而需要在两星SAR系统之间建立相位链路,生成参考相位用以补偿辅星信号,使两星间雷达实现相位同步。但同步链路会引入额外的相位误差,文中基于双向对传的相位同步链路方案,对比分析C、L和X频段的同步链路引入的相位误差。仿真结果为多基站星载SAR系统设计提供理论依据。     

地球同步轨道SAR方位模糊度研究

与低轨合成孔径雷达(SAR)相比较,地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）具有重访周期短,观测范围广等优点,在军用及民用领域具有广泛应用。针对地球同步轨道合成孔径雷达多普勒中心频率时变及类滑动聚束工作模式造成常规方位模糊度计算不精确的问题,提出了一种新的方位模糊度计算方法。该方法基于精确的星地几何模型,考虑了地球自转、速度时变、多普勒中心频率时变以及类滑动聚束工作过程中天线指向变化对方位模糊度影响,通过对不模糊区域天线方位角及模糊区域天线方位角的精确求解得到了对应的天线增益值,进而得到方位模糊度的精确值。基于空间坐标系转换及矢量表示法推导了GEOSAR 方位模糊度的表达式。最后结合地球同步轨道SAR轨道参数进行了仿真,验证了该方法的有效性。      

星载寄生式InSAR系统频率同步误差分析

频率同步是星载寄生式InSAR系统的关键问题之一。根据频率源的工作特性,建立了一种新的频率源误差模型,并在该模型的基础上详细分析了频率同步误差对双站SAR成像及分布式InSAR高程测量的影响。建立了频率同步误差到干涉相位误差的传递模型,指出了星载分布式InSAR系统对频率源准确度及稳定性的要求,仿真验证了理论分析的正确性,分析结果对星载分布式InSAR系统的设计具有重要意义。     

分布式雷达系统相位同步问题的研究

文中分析了时间、空间、相位难以同步,严重限制分布式卫星双站SAR雷达性能的问题,提出了一种解决相位同步问题的补偿办法。该办法能很好地满足双站雷达干涉成像的性能要求,也能用于其他的分布式雷达系统。     

无人机载双站干涉SAR系统关键技术分析与实验验证研究

双站干涉合成孔径雷达(SAR)技术可突破单站双天线干涉SAR的基线限制,获得更加灵活的基线构型,有利于提升干涉测量精度。无人机载双站干涉SAR机动性好、飞行成本低,具有很高的应用价值,也能为无人机载分布式干涉、三维成像等提供关键支撑,具有重要的研究意义。中国科学院空天信息创新研究院牵头设计研制了国内首套无人机载双站干涉SAR系统,并在内蒙古百灵机场开展了飞行实验。该文简要介绍了该系统方案设计、基本构成和主要性能,并重点介绍了该系统的空间、时间及相位同步和数据处理关键技术,然后介绍了首次飞行实验的方案和实施研究情况,最后给出了实验数据处理结果,验证了关键技术和该无人机载双站干涉SAR系统0.5 m高程测量精度等主要指标,为后续多无人机平台协同开展分布式干涉数据获取及处理研究提供了基础。     

一站固定低频UWB BiSAR时间同步误差分析

时间同步技术是双基地SAR系统的关键技术之一.结合一站固定式低频超宽带双站SAR系统的工作特点,研究了其时间同步误差产生机理.在考虑了不同形式时间同步误差分量的基础上,分别建立了时间同步误差模型,从理论上推导分析了时间同步误差对一站固定式低频超宽带双站SAR成像质量的影响,并给出了量化的同步指标.最后通过仿真验证了理论分析的准确性.工作结果对于一站固定式低频超宽带双站SAR系统设计及同步方法的工程实践提供有力支撑.     

An ESPRIT-based approach for initial ranging in OFDMA systems

In this letter, an initial ranging scheme for orthogonal frequency-division multiple-access systems is proposed by which users that intend to establish a communication link with the base station (BS) perform spreading in both the time and frequency domains and their synchronization parameters are estimated at the BS in closed-form using the ESPRIT algorithm. Compared to existing alternatives, the resulting scheme exhibits increased robustness against residual frequency offsets without involving computationally demanding peak search procedures.     

一种基于星间光链路的帧同步与频偏估计方法

为了解决星间激光通信不同步导致的信息质量差与解调难度大等问题,针对滑动互相关算法帧同步易受载波频偏影响的不足,采用计算仿真的方法分析了星间多普勒效应引起的载波频偏程度,提出差分相关算法以实现帧同步与载波频偏估计,并给出硬件实现方案,分析了差分相关算法的帧同步与载波频偏估计性能。结果表明,差分相关算法能够实现大载波频偏影响下的帧同步,且具有较强的频偏估计性能,采用差分相关算法后系统的误码性能提升近3dB。此结果说明,差分相关算法是解决星间激光链路同步问题的有效方法。     

DS/FH通信系统的跳频同步技术研究

同步是DS/FH混合通信系统的关键技术之一。根据跳频系统中对同步的要求,介绍了一种适用于DS/FH混合扩频通信系统的跳频同步方法,采用同步字头和精准时间相结合的方法实现跳频同步。对同步性能进行了分析,结果表明该跳频同步方法同步时间短,捕获概率高。     

Joint frame synchronization and frequency offset estimation in OFDM systems

A new joint frame synchronization and carrier frequency offset estimation scheme in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems is proposed in this paper, where both frame synchronization and carrier frequency offset estimation can be performed by using only ONE training symbol. Frame synchronization and carrier frequency offset acquisition are performed simultaneously in the proposed scheme. Reliable frame synchronization is obtained in the proposed scheme even in low SNR. The maximum carrier frequency offset acquisition range of the proposed scheme can be up to one half of the total signal bandwidth. The same training symbol can also be utilized to carrier frequency offset Fine Adjustment, which estimates the remaining carrier frequency offset after acquisition with higher accuracy. The performance comparison of the proposed Fine Adjustment algorithm and Schmidl's algorithm by using computer simulation illustrates and verify the superior performance of the proposed algorithm with regard to estimation accuracy.     

OFDM/FM frame synchronization for mobile radio data communication

A synchronization scheme enabling the use of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)/FM over a mobile radio channel in a pure ALOHA environment is proposed. The scheme encodes synchronization information in parallel with data in the same manner in which data is encoded in the OFDM/FM frame. The synchronization information is in the form of tones, centered in certain reserved frequency subchannels of the OFDM signal. The receiver uses a correlation detector, implemented in the frequency domain, to acquire synchronization accurately on a packet-by-packet basis. Experimental results indicate that the bit-error-rate performance achievable with the proposed scheme is within 1.5 dB of the performance obtained with ideal synchronization     

一种TDMA体制数据链系统虚实联合仿真系统时间同步方案

仿真技术在数据链系统全生命周期研究中发挥重要作用。针对时分多址(TDMA)体制数据链系统虚实联合仿真系统对时间同步的需求,基于硬件时钟同步与软件时钟同步相结合的思想,设计了一种TDMA体制数据链系统虚实联合仿真系统时间同步方案,为虚实联合仿真系统所有成员提供一致的时间基础。并在实验室搭建了原型系统对提出的时间同步方案进行验证,实验结果证明本方案有效可行,并具备高精度、低代价等优势。     

Optical synchronization of millimeter-wave oscillators fordistributed architecture

A review of various methods of phase and frequency synchronization of active MMIC based transmit/receive modules is presented, and particular emphasis is placed on the synchronization of oscillators through the use of an indirect subharmonic optical injection locking technique. In this approach, the nonlinear behavior of large-signal modulated laser diodes and solid-state oscillators is exploited to extend the bandwidth of the synchronizing link to the millimeter-wave frequency range. Experimental results of the phase and frequency coherency of two 21.5 GHz FET oscillators are reported. Optimum performance is achieved at a subharmonic factor of 1/4, with a locking range of 84 MHz and a phase noise degradation of only 14 dB. The phase coherency measurement of two injection-locked oscillators points to a phase shift, which is introduced as a result of the frequency detuning between the slave and master oscillator signals. A scheme to correct for this phase error is presented     

Timing recovery for OFDM transmission

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is an effective modulation technique for high-rate and high-speed transmission over frequency selective fading channels. However, OFDM systems can be extremely sensitive and vulnerable to synchronization errors. In this paper, we present a scheme for performing timing recovery that includes symbol synchronization and sampling clock synchronization in OFDM systems. The scheme is based on pilot subcarriers. In the scheme, we use a path time delay estimation method to improve the accuracy of the correlation-based symbol synchronization methods, and use a delay-locked loop (DLL) to do the sampling clock synchronization. It is shown that by using this scheme, the mean square values of the symbol timing estimation error can be decreased by several orders of magnitude compared to the common correlation methods in both the AWGN and multipath fading channels. In addition, the scheme can track the symbol timing drift caused by the sampling clock frequency offsets     

一种OFDM时频捕获与频率跟踪方案

基于各种OFDM同步算法,针对PN序列算法存在的不足,提出了一种新的时频同步算法。该算法利用2个训练序列进行时频捕获,同时给出了一种频率跟踪方案。通过仿真验证了新算法性能,并与PN序列算法进行比较,频率估计精度得到了提高。对于给出的频率跟踪方案,理论分析和仿真结果都表明该方案具备实用性。     

DVB-T接收端同步系统设计与仿真

提出了一种DVB-T接收端的同步方案,包括符号粗同步-精载波频偏联合同步、符号精同步-采样钟相位联合估计、粗载波频偏估计3个部分,完成DVB-T接收端同步,并给出了该同步方案在高斯信道、莱斯信道下的仿真结果.