基于声阵列定位系统的时差信息提取方法的研究

基于地震动信号的可穿戴式被动声探测系统具备体积小巧、方便携带等优点.该研究采用地面走动信号的目标定位技术设计了鞋底声传感器探测阵列及其数据采集系统.利用数据采集系统完成了阵列信号的获取、分析和处理,介绍了目标定位的方法及时延估计方法,并设计了数据的预处理与时延估计的Matlab程序实现,实现了阵列延时的检测,针对时延估计不准确的问题,从系统、算法精度以及频域分析等方面做了分析,提出了改进的方向.     

基于子带化的宽带数字波束形成延时补偿新方法

采用宽带信号的相控阵雷达可获得高的距离分辨率,但也面临挑战:宽带数字波束合成和自适应抗干扰。典型的宽带自适应数字波束合成架构中,首先,在基带采用分数延时滤波器实现多通道的延时补偿;然后,将宽带信号分解为许多子带,在每个子带内做传统的窄带自适应数字波束合成;最后,合成为宽带波束输出。该信号处理方法,在宽带条件下,通过宽带延时补偿实现了精确的波束指向,取得了较好的抗干扰性能。文中基于子带化方法,提出了一种新的架构,将延时补偿合并到窄带波束合成中,即用窄带的附加相移,代替了原有的多通道延时补偿单元。结果是该架构中不再需要分数延时滤波器,大大降低了计算量节约硬件资源。同时,仍然保证了宽带阵列雷达波束的精确指向。结合相控阵雷达阵列实例,文中分别采用传统架构及所提出的新架构完成宽带波束合成,给出仿真结果以供对比,证明了新架构的有效性。     

基于自聚焦的宽带Chirp信号波达方向估计

利用Chirp信号调频斜率不变的特性,提出了一种基于调频斜率的自聚焦方法,该方法通过各个阵列的延时自相关将宽带chirp信号聚焦至与其调频斜率相关的固定频率上,然后在该固定频率上构造相关矩阵并运用music空间谱估计方法实现了对宽带Chirp信号的波达方向估计.该方法可以很容易消除阵元通道幅相不一致带来的影响,而且运算量相对于其它聚焦算法大大减少,具有很高的测向精度.最后通过仿真,验证了该算法的有效性.     

采用功率倒置准则的分布式天线阵列信号合成方法

对于分布式天线系统,虽然传统迫零接收算法能够通过信道估计获得无线信道状态信息,从而取得分集增益,但对于相干信道,迫零方法因为无法准确估计信道而不再适用。为此,提出一种新方法,针对相干信道,利用功率倒置准则,并使用最小均方自适应滤波算法校正各个接收通道信号的相位差完成信号合成,最终获得阵列增益。该方法无需信道状态信息或者信号波达方向等先验信息,实现简单。计算机仿真证明了算法的有效性。     

受激光子回波在阵列天线波束合成中的应用研究

由于孔径效应和孔径度越时间的限制,使得传统的相控阵雷达难以实现大角度扫描和大的信号瞬时带宽.把受激光子回波技术应用于波束合成,可以克服这一难题.介绍了基于受激光子回波的光学真实延时实现原理,并分析了其在阵列天线波束合成中的应用,阐述了波束合成的实现方法.     

采用余弦调制滤波器组的多径衰落信号子带合成

本文关注的是多路多径衰落信号的最佳合成问题。分集技术是对抗多径衰落的有效方法,其中采用最大比合并的方式是最佳的分集合成方案。但是传统分集技术中多径信号合成采用的是实数合成权值,不能使合成信号所有频率范围内的信号分量均取得最大信噪比。本文根据多径衰落信号的最佳合成结构,提出了一种子带合成算法。该算法采用余弦调制滤波器组将宽带衰落信号分为若干带宽较小的子带信号。通过对应子带的最佳合成与合成信号的完美重构,使得合成输出信号具有最佳的信噪比。仿真结果表明通过该子带合成算法可以有效提高合成信号的解调质量,降低解调的误符号率。      

一种基于子阵列合成的DOA估计算法

在卫星通信中,由于星上资源有限,导致星载信号处理接收机的数目一般少于阵列天线的阵元数.在某些应用中需要在这样的条件下实现DOA估计:信号达波数大于星载信号处理接收机数目但是可能小于阵列天线的阵元数.实质上是要求能够用较少数量的接收机进行接收、处理含有较多阵元的阵列天线上的信号.针对这类应用要求,本文提出一种基于子阵列合成的DOA估计算法.通过子阵列输出协方差矩阵合成等效的大阵列输出协方差矩阵,基于等效大阵列输出协方差矩阵实现达波DOA超分辨率估计;讨论了子阵列天线选择优化问题.对算法性能进行了仿真验证,结果表明算法是有效的.     

基于酉聚焦的宽带信号测向算法

在基于子空间的宽带信号测向算法中,聚焦矩阵的选取是能否实现高精度、高分辨率测向的关键。本文给出了求聚焦矩阵的一种方法,聚焦前后阵列信噪比没有任何损失。仿真实验结果证明了算法的有效性。     

新颖的超宽带SSCI合成脉冲信号的最佳设计方法

超宽带CI脉冲是由多个相干载波合成的窄脉冲信号.该文在此基础上,提出了扩频CI合成窄脉冲技术.由此降低了功率谱密度,提高了频带使用效率和便于多址应用.通过对每个相干载波信号CI扩频且合成,其效果很好.在信道传播上拥有超宽带信号的抗多径高分辨率性能,同时又能对扩频相干副载波进行相关接收,这样大大地提高了相关接收增益,减少了码间串扰.该文运用信号最佳设计方法,将超宽带SSCI信号设计成符合FCC标准和ETSI标准的最佳信号,减少与其他无线系统的相互干扰.文中给出了理论分析、设计方法和计算机模拟仿真结果.该设计方法对于提高UWB通信系统的性能有很重要的意义.     

基于解线性调频处理的步进调频信号合成方法

目前广泛应用的宽带信号实现与处理方法主要包含宽带信号解线性调频和步进调频信号合成2种。对这2种方法的优缺点进行了分析,提出了一种基于解线性调频处理的步进频宽带信号合成方法,该方法可以实现高分辨率系统中射频前端与信号处理设计难度的相互转化,根据系统资源进行指标的最优化分配。利用仿真数据对该方法进行了验证,表明了方法的有效性和优越性。     

基于FPGA的DDS信号发生器的设计与实现

针对专用DDS芯片功能单一的缺点,提出了基于FPGA的DDS信号发生器的设计方案。利用Xilinx公司的ISE完成了系统核心部分数控振荡器的设计,其中波形存储器通过调用IP核实现,方便且集成度高。通过功能模块仿真与最终完整电路测试,表明基于FPGA的DDS信号发生器稳定度高,分辨率高以及转换速度快,而且能够输出任意波形的信号。由于FPGA实现软核处理器,因此可以方便地对DDS进行修改与优化,具有无与伦比的灵活性。     

S/U双波段小数分频锁相环型频率合成器设计

提出了一种覆盖S/U双波段的小数分频锁相环型频率合成器.该频率合成器采用一种新型多模分频器,与传统的小数分频频率合成器相比具有稳定速度快、工作频率高和频率分辨率高的优点.该锁相环采用了带有开关电容阵列(SCA)的LC-VCO实现了宽频范围,使用3阶MASH△-∑调制技术进行噪声整形,降低了带内噪声.设计基于TSMC 0.25 μm 2.5 V 1P5M CMOS工艺实现.测试结果表明,频率合成器频率范围达到2.450～3.250 GHz;波段内偏离中心频率10 kHz处的相位噪声低于-92.5 dBc/Hz,1 MHz处的相位噪声达到-120 dBc/Hz;最小频率分辨率为13 Hz;在2.5 V工作电压下,功耗为36 mW.     

分布式圆阵空间宽带声源定位方法

为提高空间声源定位精度、减少计算量、提高噪声鲁棒性,提出了一种高精度的分布式圆阵空间声源定位方法。该方法首先将声信号通过聚焦矩阵转换成窄带信号,再利用空间谱及其相位信息的群延迟函数乘积消除无关伪峰,得到高精度声源波达方向估计。然后借助于区域质心在三维坐标系的各投影面分别建立粗略信号源区域。最后结合联合可控响应功率相位,进行区域收缩,得到粗略收缩区域,并将互功率谱最大点作为声源定位估计。该方法利用群延迟函数提高了空间谱信息利用率,得到高精度波达方向估计,增强了初始区域的可靠性;区域质心收缩和可控响应功率相位联合应用,可快速锁定声源位置,降低搜索的复杂度。另外分布式阵列的大孔径、对子阵位置变化不敏感的特性增强了该方法对噪声的鲁棒性。仿真实验验证了该算法能实现高精度声源定位。      

Design of a W-band Stepped-frequency Synthesizer with Fast Frequency Switching

In this paper, a W-band coherent stepped-frequency synthesizer is proposed, which provides transmitter and local oscillator signals to a high range resolution radar system. This synthesizer is realized by combining the technique of direct digital synthesizer, phase lock loop, up-conversion and multiplier chain, etc. In order to shorten the lock time of the phase lock loop, a new method is introduced in the design of this synthesizer. Measurement results show that the transmitting signal is around 94 GHz, the bandwidth is 504 MHz, the phase noise is about −90 dBc/Hz at 10 kHz offset, and the spurious signals are less than −55 dBc. Especially, the frequency switching time of this synthesizer is about 1 μs. With the W-band stepped-frequency synthesizer, the range resolution of the high range resolution radar system is better than 0.6 m.     

一种新的信号多参数估计方法

本文基于圆阵列及其输出时延提出了一种空间信号频率、方位角和仰角的联合参数估计新方法。此方法回避了多维谱峰搜索和参数配对,克服了在短数据时离散傅立叶变换测频分辨率低和性能差的不足。计算机模拟证实了该方法的有效性。     

A NOVEL METHOD FOR SIGNAL PARAMETERS ESTIMATION

Based on uniform circular array and its element output signal delay delay a novel method for estimation of spatial frequency, azimuth and elevation is presented. Without any spectral peak search and parameters pairing, the resulting method is (?) resolution and small variance, even in short data length. Computer simulation(?) effectiveness of this method.     

Analog reflection topology building blocks for adaptive microwavesignal processing applications

The synthesis and realization of an analog-phase shifter, delay line, attenuator, and group delay synthesizer-are presented. These variable control devices are all implemented using the same generic single stage reflection topology. The optimum conditions of operation have been determined and the corresponding group delay behaviors have been investigated to produce simple design equations. As proof-of-concepts, monolithic technology has been used to realize an X-band, phase shifter, delay line, and attenuator. Hybrid technology has been used to realize an L-band, group-delay synthesizer. Because of the high levels of performance measured, these control devices are ideally suited for use as general building blocks in adaptive signal processing applications, including large phased array applications     

基于DDS的高精度频率信号源的实现

介绍了一种基于DDS（直接数字频率合成器）和单片机的高精度频率信号源的硬件实现方案。利用51单片机STC12LEC5A32S2控制DDS芯片AD9852,可以产生一个分辨率高,转换速度快,波形良好,输出频谱纯的信号。具有调幅、调频、数字调幅、数字调相、数字调频、跳频等功能。通过LabWindows上位机软件可以控制DDS的工作模式,以及工作频率。上位机和信号源通过485总线连接,可以实现远程控制。从实验数据可以得到较好的信号指标,如频率准确度,杂散和谐波。文中主要介绍了单片机与AD9852的硬件接口设计和系统设计,及注意事项。     

基于DSP和DDS的高精度频率信号源实现

介绍了一种基于DSP和DDS的高精度频率信号源的软硬件实现方案。利用DSP芯片TMS320VC5402控制DDS芯片AD9852，可以产生一个分辨率高、转换速度快、输出频谱纯的信号，且具有调幅、调相、线性及非线性调频功能。文中主要介绍了AD9852与DSP的硬件接口设计、整个系统的软件编程及设计中的一些注意事项。     

ANALYSIS OF WAVEFORM ERRORS IN MILLIMETER-WAVE LFMCW SYNTHETIC APERTURE RADAR

In remote sensing applications, there is a special interest in the lightweight, cost effective, and high resolution imaging sensors. The combination of linearly frequency modulated continuous wave (LFMCW) technology and synthetic aperture radar (SAR) technique can lead to such a sensor. This paper concentrates on the analysis of waveform errors in millimeter-wave (MMW) LFMCW SAR. The generating scheme of millimeter-wave LFMCW waveforms with phase locked loop (PLL) and direct digital synthesizer (DDS) combined frequency synthesizer is investigated. The impacts of quantization errors, spurs, and frequency nonlinearities are analyzed. Simulation results show that the quality of LFMCW waveforms has a direct influence on the SAR images. Hence a scheme of frequency synthesizer to achieve high performance MMW LFMCW waveform is proposed. This synthesizer driven by a DDS array can adaptive suppress the spurious level without degradation of excellent frequency linearity and fast switching speed.