参数调制多载波雷达通信共享信号设计

雷达通信一体化是减少电子平台体积与电磁干扰的一种有效途径,而共享信号的研究是实现雷达通信一体化的关键技术。该文提出了一种基于Chirp信号的多载波雷达通信共享信号,其主载波采用唯一Chirp信号实现雷达功能,副载波通过改变调频率和初始频率参数组合的Chirp信号调制通信信息。分析了共享信号的模糊函数以及参数设计方法,并对其处理过程及系统性能进行了研究。仿真结果表明,该信号具有较低误码率和高稳健性特性,使用该共享信号可在微量降低雷达性能的前提下实现通信数据的传输。      

基于叠加Chirp信号的载波频率捕获方法研究

以Chirp信号作为参考序列,以弱功率直接与成型滤波后的有用数据叠加,然后经载波调制发送,节约了带宽资源和功率资源。在接收端利用Chirp信号的恒包络性和Chirp信号在相应分数阶傅里叶域的时频聚集特性,对接收信号进行分数阶傅里叶变换(FRFT),搜索到峰值坐标、完成Chirp信号参数估计,从而得出载波的多普勒频偏和频偏变化率,完成载波捕获,并抵消掉叠加信号,经仿真验证,该理论方法可行。     

CSS-BOK的匹配滤波接收研究

高速无线通信系统中,Chirp信号作为一种新的超宽带信号,既能实现高速数据传输,又能满足精确定位的要求。借助MATLAB仿真工具,阐述Chirp信号的时频特性以及匹配滤波过程,利用Chirp信号匹配滤波后的压缩特性,对匹配滤波进行仿真。仿真结果显示Chirp信号经匹配滤波器后脉冲宽度被大大压缩,信噪比得到显著提高,与理论分析相吻合。设计了Chirp信号超宽带无线通信系统,仿真得到在AWGN下匹配滤波接收的系统误码率与信噪比关系图,分析了将线性调频扩频CSS（Chirp Spread Spectrum）技术应用到高速无线超宽带通信中的可行性。     

卫星移动通信中利用Chirp信号进行时频同步的算法

卫星移动通信中信号受到多普勒效应和阴影衰落效应的影响,导致信号变化快且很微弱,对系统接收性能影响很大.提出一种用于卫星移动通信终端下行链路时频同步新算法.根据本地扫频信号与接收Chirp信号相关后峰值频率变化规律来进行定时捕获,同时实现了频偏估计.通过仿真和分析,给出了不同信噪比环境下,利用Chirp信号进行定时捕获和频偏估计的性能.结果表明,在阴影衰落导致的信噪比很低和高速移动导致的多普勒频偏的情况下,定时捕获性能优越,频偏估计性能很好地满足系统要求.     

多带Chirp发射机在USRP2上的实现

多带Chirp通信系统是在Chirp通信系统中引入多载波技术,使系统的抗干扰能力和调制效率得以增强。在基于USRP2射频平台上实现了总带宽为20 MHz的多带Chirp通信系统发射机,利用USRP2板载FPGA实现收发基带信号处理。结合Chirp调制波形的特点,对存储Chirp波形数据的双口ROM进行复用,从而节省了FPGA的存储空间,实现的收发系统在1 km距离上进行了高速通信。     

基于分数阶Fourier变换的并行组合扩频Chirp水声通信系统研究

Chirp信号具有较大的时宽带宽积,因此具有较强的抗多普勒扩展的能力,近年来在水下通信环境中得到广泛应用。但由于水声信道带宽非常有限,而Chirp信号又是一种宽带的信号,因此水下多载波Chirp系统中的的通信速率一般较低。利用Chirp信号在分数阶Fourier变换(Fractional Fourier Transform,FrFT)的最佳分数阶变换域的冲激特性,结合并行组合扩频(Parallel Combinatory Spread Spectrum,PCSS)技术,本文提出了一个基于FrFT的并行组合扩频Chirp水声通信系统。该系统的特点是:一方面充分利用Chirp信号的性质,在保证可靠性的同时,省去均衡环节,大大简化通信系统接收端结构;另一方面,通过并行组合多载波的选择方式有效提升了系统的速率,提高了系统的频带利用率。通过在计算机仿真和实验室水池实验验证了该系统的性能。     

基于三参数Chirp原子分解的语音信号的时频表示

由语音信号的产生机理决定其呈现明显的非平稳特性,传统的信号分析方法不能刻画其局部时变结构.本文提出了基于三参数Chirp原子分解的语音信号的时频表示,该方法把语音信号分解为由比例、旋转、径向位移表示的三参数Chirp时频原子的线性组合,并用这些Chirp原子的WVD的叠加来逼近语音信号的时频表示.仿真实验结果表明,该方法与WVD相比无交叉项干扰,与谱图相比具有较高的时频聚集性,并且还可以提供语音信号的局部时频结构的参数.     

基于Chirp脉冲压缩技术的超宽带通信系统设计

研究了线性调频(Chirp)信号的频谱结构,设计了线性调频调制的超宽带无线通信系统,并对该系统的各点波形和传输特性进行了仿真.结果表明Chirp信号的频谱能很好满足FCC对UWB辐射掩蔽的限制,信号具有较高的频谱利用率.在满足一定误码率的情况下,信号传输距离可达到900m.     

基于锁相环的Chirp超宽带信号源的设计与实现

在传统的模拟法产生Chirp超宽带信号的基础上,提出了一种基于锁相环（PLL）法的Chirp超宽带信号源设计方案。与传统的模拟方法相比,该方法产生的Chirp超宽带信号载频稳定性高,能够达到参考信号的频率稳定度。从理论上分析了该方法的可行性,并用相应的硬件电路实现了基于PLL的Chirp超宽带信号源。实验结果表明,该方法设计出的Chirp超宽带信号源具有易实现,稳定度高,灵活性和实用性强等优点。     

Chirp扩频通信系统抗噪声性能研究

Chirp扩频被IEEE 802．15．4A列为物理层可选标准之一,正得到越来越多的关注。文中分析了Chirp信号的特点及Chirp—BOK系统的组成和调制解调方式,提出了一种对Chirp扩频的理论研究方法,在高斯白噪声信道下,分析并得到系统误比特率一信噪比公式。误比特率的仿真结果与理论推导公式相吻合,并证明该扩频机制与其他调制方式比较,抗噪声性能有明显的改善。     

P波段步进线性调频雷达半实物仿真研究

步进线性调频信号是雷达系统中提高距离向分辨率的一种重要的信号形式。其有效降低了雷达高分辨率目标对硬件系统带宽的要求,以多个窄带信号综合的形式降低了雷达系统中DDS 信号源的带宽要求以及数据采集单元中AD 的采样率要求。半实物仿真可以方便、高效、低成本地验证雷达信号性能。搭建半实物仿真系统时主要使用的仪器是信号源和频谱仪。仿真时,在频域进行宽带合成,然后经过IFFT 变换到时域,通过对比信号的主瓣宽度来判断距离向分辨率的高低。实验结果表明随着步进次数的增多,距离向分辨率逐次提高。半实物仿真验证了步进调频技术提高距离向分辨率的技术路线,并为实际雷达系统设计提供了初步技术方案和参数优选手段。     

一种性能良好的线性调频信号的产生方法

介绍一种产生窄脉冲调制激励信号，并通过它激励声表面波器件产生所需线性调频信号的方法。该方法的电路结构简单，性能优良，载频分量抑制达７０ｄＢ以上，对其它电路干扰小，产生的线性调频信号频率高，频带宽，时宽大。     

Ambiguity-function-based techniques to estimate DOA of broadband chirp signals

Various methods are available to perform direction-of-arrival (DOA) estimation for random sources. However, the work on DOA estimation of deterministic sources, such as broadband chirp signals, is quite limited. This paper proposes two novel methods for broadband chirp DOA estimation (BCD), namely the incoherent broadband chirp DOA estimation (BCD-I) and coherent broadband chirp DOA estimation (BCD-C). The proposed methods exploit the time-frequency structure of the chirp signal via the ambiguity function, which converts the absolute time and frequency of the chirp signal into relative time lag and frequency difference. The algorithms can be applied to arrays of any aperture size and arbitrary chirp rate signals. The signal frequency of the source can be higher than the conventional array design frequency, and the number of sources can be greater than the number of sensors as long as the signals are separable in the ambiguity function plane. These methods can be applied to single or multiple chirps with the same or different chirp rates. The performance analysis shows that our algorithms generally provide improvements in the DOA estimation of the broadband chirp sources.     

基于LFM 信号相位/ 调频率调制的探通一体化共享信号设计

探通一体化是雷达对抗复杂电磁干扰的一种重要手段,其中基于线性调频(LFM)信号的共享信号设计是实现探通一体化的关键技术之一。文中提出了一种LFM 信号相位/ 调频斜率调制的探通一体化共享信号设计方法,通过设计附加相位或调频斜率以实现基准LFM 信号的调制,构建一个具有良好自相关和互相关性能的共享信号库。仿真给出了共享信号设计参数的选取依据,并分析了其探测及通信性能,证明了其在目标检测及通信应用中的优势。     

时钟3.2GHz直接数字频率合成器的研制

阐述了时钟频率高达3.2 GHz的新型直接数字频率合成器的设计方案,由该方案设计的直接数字频率合成器最高输出频率可达1 500 MHz,并且可以产生线性调频、脉冲步进、调频步进等多种调制信号.通过对该直接数字频率合成器与DDS芯片AD9858进行相位噪声以及杂散进行对比分析,时钟为3.2 GHz的直接数字频率合成器不仅输出带宽得以扩展,其相位噪声在所测试点比AD9858要优10 dB,窄带杂散也较AD9858有很大提高.     

DDS调频转换速率对脉冲压缩性能的影响

直接数字合成技术（DDS）可以灵活地产生点频、线性调频、频移键控等多种信号，越来越多的DDS芯片被应用于射频系统设计中。为了获得更高的距离分辨率，机载合成孔径雷达（SAR）需要更大的信号带宽。受限于DDS芯片的调频转换速率，在大带宽下，DDS产生的线性调频信号相比理论信号可能存在频率失真。讨论了主流DDS芯片的选择和信号产生方案的设计。利用MATLAB软件仿真了调频转换速率对脉冲压缩的影响，并在实际系统中验证了仿真结果。该方法可以评估在给定硬件条件下信号产生方案的可行性，对信号产生的频率和器件选择有一定的参考意义。     

MIMO雷达OFDM-LFM波形设计与实现

由于MIMO雷达发射相互正交的波形,因此正交波形设计是MIMO雷达实现的关键问题。针对MIMO雷达发射波形正交的特点,介绍了正交频分复用线性调频波形(OFDM-LFM)的设计原理。提出了一种正交频分线性调频波形产生的实现方案,该方案通过并行发射多路频分的线性调频信号形成OFDM-LFM波形。设计了一种由主控计算机、波形控制模块和数字中频合成模块构成的OFDM-LFM波形产生器。给出了基于AD9910数字斜坡调制方式产生单通道线性调频信号的方法和OSK功能产生多通道线性调频脉冲信号的方法,并对单通道线性调频信号线性度进行了分析。最后给出了其中两通道LFM信号频谱和一通道线性调频脉冲信号的时域波形的测试结果,验证了方案的正确性和可行性。     

线性调频多载波系统抗多普勒性能

针对OFDM系统对多普勒频偏的敏感性,在介绍广义多载波系统的基础上,为了进一步改善多普勒频偏下的系统性能,利用线性调频形式的正交信号基代替原有的指数信号基,构成了基于线性调频基的广义多载波通信系统,并给出了各子载波线性调频基的表达式、发射机输出信号和接收机接收信号的表达式。在六径信道模型下,设定多普勒频移为55Hz,225Hz和450Hz,进行了通信系统数字仿真。结果表明,基于线性调频基的广义多载波通信系统具有较好的误码率性能。