一种新体制的高频地波雷达设计与实现

传统高频地波雷达接收机与天线阵列由长电缆连接,存在成本高、架设难、不易维护等问题。本文提出了一种新体制的高频地波雷达系统,该系统将多通道接收机分为多个装配在接收机天线附近的独立的单通道接收单元,接收单元与天线之间采用短电缆连接模式,各个接收单元之间通过GPS/北斗进行时钟同步,通过无线方式进行参数配置和数据传输。在完成单通道接收单元设计与实现后,通过闭环实验和海边现场实验对整个新系统进行了检测,得到了稳定的海洋回波,证明了新体制雷达系统的可行性。     

高频地波雷达近海表面流探测初步研究

针对高频地波雷达的天线阵通常十分庞大,使得其推广应用比较困难这一特点,利用海洋回波进行了接收通道的自校准,研究了一种便携式的交叉环/单极子天线在高频地波雷达近海海洋表面流探测中的应用.采用不同工作频率观测所测得的海洋表面流的日变化规律与所探测海域的洋流特征相符合;并通过与采用相控阵接收的高频地波雷达OSMAR2000的现场对比验证试验,证明了近海海洋表面流探测可采用便携式的小天线.     

高频地波雷达的电离层杂波识别新试验

为了验证电离层杂波干扰的存在及研究其对高频地波雷达性能的影响,武汉大学电波传播实验室在浙江舟山东沙试验基地利用高频地波雷达完成了电离层杂波干扰识别新试验.试验采取改变地波雷达发射天线结构即改变发射天线的波束指向,使得电磁波垂直向上发射,进行电离层垂直探测试验;同时也有部分能量向海洋传播,从而获得海面Bragg散射回波.与此相对应地采用垂直极化的三元八木天线向海洋表面发射电磁波,同时获取海洋回波与电离层杂波.详细介绍了试验过程并对实测结果进行了初步分析,并介绍了新近研制的便携式高频地波雷达OSMAR-S的系统结构及其工作参数.     

高频地波雷达阵列的一种无源校准方法

针对高频地波雷达回波信号的特点,利用一维远场窄带信号构建虚拟DOA矩阵.充分利用冗余信息,联立方程组求解对双排线阵的高频地波雷达进行高分辨阵列自校正.最后实验证明,在低信噪比、短数据情况下,该方法具有可行性和工程应用性.     

大功率短波宽带天线收发开关

为了实现天线收发共用,设计了一种大功率短波宽带收发开关,它主要用于高频雷达和大功率短波通信系统.从提高隔离度的角度提出了以对称式双PIN二极管为核心的开关电路,为了减少收发开关的转换时间、降低功耗和提高其稳定性,提出了单极性脉冲电路作为开关电路的控制脉冲电路,同时提出了接收机和发射机保护电路.在便携式高频地波雷达系统中,单极子/交叉环天线通过大功率短波收发开关实现了一发三收收发共用,简化了便携式高频地波雷达的天线系统,减少了天线的占地面积,同时降低了天线架设的难度,本系统硬件电路简洁,功耗低,工作稳定、可靠.     

基于海洋回波的高频地波雷达阵列幅相误差校准

针对现有无源校准方法在高频地波雷达中失效的问题,该文提出了一种基于海洋回波的高频地波雷达阵列幅相误差校准算法。该算法利用相控阵中相邻天线对同一海流面元回波之间满足的关系,建立多组幅相误差方程并联立求解。通过对模拟的海洋回波的数据进行处理,分析算法的幅相误差校准值的估计偏差。将此算法应用在实测数据处理中,验证了其有效性及可靠性。     

加载中馈天线电特性的研究

用Ｆｏｕｒｉｅｒ变换法分析了加载中馈天线的电特性,系统研究了各参量对天线电流分布、阴抗特性和效率的影响,给出了相应的计算机模拟曲线和一些实验测试数据,总结了此类天线的理论设计和实验调整方法,并利用此方法成功设计并制造了用一坑频地波雷达遥感、频率范围在６ＭＨｚ￣９ＭＨｚ的中馈天线,初步分析了用该单无天线作为高频地波雷达探测天线阵的优越性。     

高频地波雷达OSMAR2000通过验收

武汉大学高频地波雷达课题组经过 2年多的艰苦努力 ,自行研制了两台高频地波雷达ＯＳＭＡＲ2 0 0 0 .完成了国家 86 3计划海洋领域的重大项目“高频地波雷达海洋环境监测技术”的研究项目 ,于 2 0 0 0年底通过国家科技部的验收 .该项目研制的高频地波雷达ＯＳＭＡＲ 2 0 0 0采用一发八收相控天线 ,在中国大陆沿海首次实现双站岸基雷达监测海洋表面动力学参数 ,得到了海洋表面矢量流图 .与传统海洋测量仪器的对比验证试验表明 ,ＯＳＭＡＲ2 0 0 0探测海流和海面风向的距离超过2 0 0公里 ,探测浪高的距离达 15 0公里 .其整体性能已达到国外同…     

高频地波雷达技术及其发展趋势

介绍了高频地波雷达的功能、系统组成和工作机理,分析了国内外高频地波雷达的发展状况,并介绍了国内民用高频地波雷达的应用情况,最后给出了高频地波雷达的发展趋势。     

高频地波雷达电小多频天线设计

本文通过顶部加载多个平面阿基米德螺旋线圈得到具有多频功能的电小地波雷达天线。采用CST软件设计多个平面螺旋线圈的尺寸参数,所设计的天线具有3.7 MHz、6.5 MHz和8 MHz三个频点,天线总高度相对3.7 MHz的天线电长度仅为0.077λ,属于电小天线。采用Dixon优化算法实现多频点的阻抗匹配,在匹配元件数较少前提下保证各个频点带宽大于60 kHz,满足了设计要求。天线实测结果和CST仿真结果吻合,说明了本文方法在实现高频地波雷达天线小型化和多频化方面具有可行性和有效性。     

岸基远程高频表面波雷达小型宽带天线系统的设计

从高频表面波雷达天线工程的角度出发,基于对数周期天线的设计理论,优化设计了一副小型 宽带发射天线;基于端射阵理论,优化设计了一副小型宽带、具有大前后比的双鞭天线,并以此作为阵列天线的基本单元组成六元均匀线阵。文中分析了收发天线的工作原理,并给出了计算机模拟结果。     

发射阵列互耦及幅相误差校正

该文研究了基于发射方向图综合的双基地高频地波超视距雷达发射天线阵互耦、幅度及相位误差模型。根据误差模型的特点,提出一种发射天线阵列误差校正的方法。该方法利用收、发天线之间的直达波信号,采用迭代最小二乘法对发射天线阵误差进行估计。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于小型阵列试验的相控阵单元互耦特性研究

相控阵天线辐射单元的互耦特性对天线整体性能有着重要影响,而互耦与具体单元形式相关,因此模型复杂, 难以精确计算和预测。在阵元的小型阵列试验过程中,采用互耦测试的方法,对准八木振子、微带贴片、Vivaldi 单元 等几种典型宽带相控阵单元的互耦特性进行了实验研究,结果表明互耦对不同类型的单元影响大不相同,对单元特性 不仅有传统认为的负面作用,还可能有改善性能的作用,分析结果可供相控阵天线设计时参考;同时,利用测试数据 分析了小型试验阵列的规模对结果的影响,提出了小型阵列的规模依据。     

On Modeling the Single Motor Unit Action Potential

A model has been proposed for the generation of single motor unit potentials routinely observed in the clinical EMG examination of the normal biceps brachii muscle. A dipole representation was chosen for the single fiber activity. The motor unit was constructed from a uniform random array of single fibers. Motor unit potentials generated by this array have been observed at various distances both inside and outside the array. The effects of single fiber dipole axial dispersions on the potentials observed at increasing distances from the array have also been investigated. Motor unit potentials generated by the model have been compared with existing data from multielectrode studies in the biceps brachii.     

均匀圆阵列参数分析

针对一个任意指定最大辐射方向的均匀圆阵列,分析了阵列半径和阵元数目对阵列方位面和俯仰面方向图的影响,阵列半径越大,半功率波束宽度越小。但随着半径的增加,阵列所占空间增大,不利于与移动载体共形,所以应当予以平衡考虑。而阵元数目对阵列特性影响很小,所以只需要取能满足设计需求的最小值即可。     

一种天线配置软件定义雷达架构研究

针对目前雷达功能单一,品种较多,提升雷达功能需要更换大部分硬件(尤其天线系统)的问题,提出一种通过天线配置实现软件定义雷达的开放式系统架构。该架构的发射信号基于阵列单元通过软件任意产生,天线可按系统功能通过软件编码控制任意裁剪且可重构。天线单元阵列射频端直接连接二相编码调制器,通过正交二相编码调制,突破了单通道任意数字波束形成,解决了通道一致性问题,使得天线配置更加灵活。该架构不仅可应用于常规相控阵雷达, 还可应用于 MIMO、认知、雷达通信一体化等。通过软件定义开发的多路复用数字波束雷达系统平台,已经完成实际外场测试,表明基于软件定义的多路复用数字波束相控阵雷达技术系统应用可行。     

New field integration frequency interleaving color television pickup system for single-chip CCD camera

A new field integration frequency interleaving color-television pickup system has been developed for a single-chip CCD color video camera. This system uses anew color filter array, comprising a plurality of unit filter arrays, each unit consisting of 2 × 4 filter elements of yellow, cyan, and green color. High color fidelity and high-resolution color pictures without frame integration lag were obtained using only a ½-inch interline transfer CCD having 500 × 400 picture elements.     

基于System Generator的某导航设备相控阵天线相位解算技术

某导航设备相控阵天线主要由天线阵子、移相器和控制单元组成，移相器负责对天线阵子的相位进行实时控制。为了消除设备相控阵天线移相器之间的相位偏差，提出一种基于System Generator的快速傅里叶变换（FFT）相位求解技术，通过System Generator快速构建设备相控阵天线移相器相位解算模型，完成相位解算和补偿工作。经验证，该方法能有效缩短设计人员软件编程时间，具有较强的使用价值。     

Fully pipelined TSPC barrel shifter for high-speed applications

In this paper we describe a TSPC (True Single-Phase-Clock) barrel shifter for high-speed, real time applications. The circuit consists of a shift and rotate array and a control unit, both having a pipeline structure, which allows on-line programming. Using 1.5 μm CMOS technology, a full custom prototype for 16-b data shift and rotate array has been implemented, with a simplified control unit, and testing circuitry. Worst case HSPICE simulations indicate a maximum operating frequency of over 100 MHz, both for the barrel with on-line programming and for the barrel implemented. The full functionality of the prototype has been tested up to 25 MHz, although each bit path has been tested at 100 MHz     

Variable sensitivity photodetector for optical neural networks

A novel type of photodetector called a variable sensitivity photodetector (VSPD) has been developed for an optical implementation of a neural network. The function of the VSPD is a photodetector with functions of both a spatial light modulator and a photodetector. The VSPD with a metal-semiconductor-metal structure is shown to be suitable for the implementation of the analog synaptic weight with a bipolar value. A two-dimensional 8×8 array of VSPDs was fabricated on a GaAs substrate and integrated with a light-emitting-diode array with eight lines in hybrid form. This chip can simulate an eight-neuron system with 64 variable synaptic connections. The application to pattern classification was demonstrated by using the chip. The chip was used to classify 12 patterns into three categories by the backpropagation learning algorithm in a three-layered network. The authors studied how the nonlinear and nonuniform characteristics of the VSPD array device affect the learning performance