基于伺服控制的水下光动态通信捕获跟踪系统设计

基于空间光通信捕获、对准、跟踪技术的基本理念,笔者设计了一套基于伺服控制的水下无线光动态通信捕获跟踪系统,提出了基于跟踪微分器的电机加减速控制技术,设计了转台粗、精跟踪策略。在此基础上,笔者开展仿真验证、室内模拟测试及水下激光光斑捕获跟踪实验。仿真验证结果表明了该系统与算法策略在原理上的可行性;室内模拟测试方位、俯仰跟踪精度分别为0.08 mrad和0.27 mrad,这表明可将本系统应用于水下无线光动态通信;水下激光光斑捕获跟踪实验结果表明系统的捕获概率优于99%,捕获时间少于9 s,水箱施加扰动前后的跟踪精度分别为0.6 mrad和2 mrad。本文为后续开展水下无线光动态通信技术研究提供了一种技术方法和研究思路。     

扩频体制低轨卫星通信信号捕获与跟踪系统设计

针对扩频体制下低轨卫星信号的捕获及跟踪等系统设计实现问题,根据卫星信号模型进行了捕获及跟踪算法设计,重点对基于快速傅里叶变换的快速捕获算法、锁频环、锁相环和码跟踪环路进行了设计,并进行了工程系统实现。试验验证表明,该系统可以实现码分多址体制低轨卫星信号捕获、跟踪处理,工作性能参数满足系统需求。     

低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述

低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星互联网相较于地面网络有更大的网络覆盖范围与更强的网络稳定性,有利于实现全球立体无缝网络覆盖,是未来6G网络重要的发展趋势。低轨卫星相较于中高轨卫星具有更高的运行速度,因此,低轨卫星信号具有更大的多普勒频移和动态特性,而低轨卫星信号的高精度捕获与跟踪是低轨卫星通信的基础。随着相控阵天线在低轨卫星和卫星终端上的推广应用,多波束和跳波束技术也为信号的捕获与跟踪带来挑战。从低轨卫星信号互联网的信号特点出发,提出了信号捕获与跟踪过程中的技术挑战,重点阐述了现有捕获与跟踪方法的基本原理与适用范围,探讨了低轨卫星网络中信号捕获与跟踪技术的未来发展方向。     

GNSS信号捕获与跟踪算法的改进与实现

为了缩短GNSS接收机捕获信号所用的时间,在对导航信号进行频谱观察的基础上,改进了基于FFT的捕获算法和阈值的设定,并对改进后的算法进行了仿真验证,结果表明该算法具有可行性,并可以缩短捕获时间。设计了GNSS接收机的完整跟踪通道,利用MATLAB软件对该跟踪通道进行仿真,仿真结果验证了该跟踪通道的正确性。     

光电跟踪仪的自主捕获技术研究

文章以火控系统中的光电跟踪仪为研究对象,重点分析研究了光电跟踪仪在二坐标搜索雷达的引导下,采用一维扫描方式,自主捕获目标的战术需求、面临的主要技术难题等,并提出了解决的方法。从试验结果来看,采用所述的方法对空中目标的自主捕获是完全可行的,对于实现光电跟踪仪的二维扫描自主捕获目标也具有一定的参考意义。     

INS辅助GNSS高动态捕获跟踪技术研究

在高动态的环境下,由于载体的运动速度及加速度非常大,卫星与载体之间的相对Dopple很大,超出了常规全球卫星导航(GNSS)收机的捕获搜索范围与跟踪门限,因此会造成搜索不到卫星或失锁。针对这一问题开展了利用惯导测量系统(INS)辅助GNSS接收机捕获与跟踪技术研究,GNSS接收机利用INS提供载体的速度、加速度和位置参数,预测载体的多普勒(Dopple)频移,结合接收机的星历及环路信息,共同调节环路中的NCO,及时重新设定环路搜索中心频率,从而解决了高动态引起大的Dopple频移这一问题。仿真结果表明,相比传统的接收机,通过INS辅助的GNSS接收机可以在超高动态模拟环境下,加速度100 g和速度为4 000 m/s时仍可以快速捕获及稳定跟踪信号。     

基于软件的GPS信号捕获跟踪算法研究

对GPS软件接收机的捕获和跟踪部分进行了研究。对于捕获模块,通过对常用串行搜索捕获算法和并行频域搜索捕获算法的比较和分析,提出了一种新型并行码相位搜索捕获算法;对于跟踪模块,提出采用非相干延迟锁相环对码进行跟踪,同时采用Costas环对载波进行跟踪;最后,从捕获和跟踪的GPS信号中提取出导航电文,并根据电文中的参数计算出了用户的位置坐标,并在Matlab中对用户的位置坐标进行了定位解算验证。     

电力线通信中扩频捕获跟踪技术

文中针对电力通信中,载波频率不高,传输信息量较少的特点提出一套数字化扩频通信捕捉,跟踪方案,结合现代通信技术与数字信号处理技术,对传统的扩频通信进行改进,有效提高其传输准确率。     

高速8PSK调制信号的频率捕获及跟踪算法研究

载波频率同步是载波恢复的重要环节之一。本文基于高速8PSK调制信号完成载波频率估计的前提下,提出了一种采用二叉树(Binary Search Tree)频率搜索方法实现捕获及采用平均"滑动窗"递推最小二乘(RLS)一步预测方法实现频率跟踪的算法;并针对此方法进行了理论推导和蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真。结果表明,该方法适用于全数字高速数传8PSK调制信号接收系统,同时也可移植、推广至全数字雷达接收机中。     

扩频通信系统相位的捕获与跟踪技术

本文讨论扩展频谱通信系统中有关相位的捕获与跟踪技术问题,道德在扩频通信系统原理的基础上结合实际系统中的应用条件,详细分析了捕获的方法、性能特点,给出了比较适用的2种捕获与跟踪原理图。理论分析与实验结果表明,所采用的分析方法和捕获方案是可行的。     

基于积分二次相位函数的多分量LFM信号分析

基于二次相位函数的调频率估计算法用于多分量LFM信号时,信号间互扰严重并且会产生伪峰。针对这一问题,该文采用积分二次相位函数,提出了一种改进的多分量LFM信号分析方法,仿真实验表明：该方法相比于原方法能够有效抑制伪峰和信号间互扰,同时要求的信噪比门限低,估计均方误差更接近CRLB。     

基于USB2．0的高速高精度数据采集系统模拟电路设计

为了满足数据采集系统对输入信号的高速高精度采集,本文重点介绍了模拟前端放大器件选型以及模拟前端信号调理电路的设计,深入的研究了影响数据采集精度的关键技术,给出了ADC电路设计中提高和保持转换精度的要点。系统已经设计完成,并已成功地应用到型号工程中。     

基于高斯短时分数阶傅里叶变换的多分量LFM信号检测与参数估计

该文针对线性调频信号,提出一种基于分数阶波包变换分析方法高斯短时分数阶傅里叶变换。通过旋转角度的搜索及高斯窗口宽度的调整,能够在低信噪比条件下对多分量LFM信号进行检测,避免交叉项的出现,并能得到参数的估计值。通过推导分析给出变换结果的解析表达式,计算机仿真结果也表明了该变换的有效性。     

Resolution performance of the eignestructure approach

The resolution performance for a variety of eigenstructure approaches is analyzed and compared. The expressions of SNR thresholds to resolve two uncorrelated equal power signals for several typical eignestructure approaches are given. The simulation results agree with the theoretical analysis.     

RESOLUTION PERFORMANCE OF THE EIGENSTRUCTURE APPROACH

The resolution performance for a variety of eigenstructure approaches is analyzedand compared.The expressions of SNR thresholds to resolve two uncorrelated equal powersignals for several typical eigenstructure approaches are given.The simulation results agree withthe theoretical analysis.     

自适应频率和二维波达方向角跟踪估计算法

运用特征子空间分析方法的关键问题在于信号或噪声子空间的估计,在实际中有些信号的统计特性通常是随时间变化的,这时需要随时根据新的阵列接收数据对信号或噪声子空间进行更新,以得到参数的实时估计值,在该文中建立了多维信号参量联合估计的3D Unitary ESPRIT算法,然后提出了基于球面平均 ULV分解的子空间跟踪算法,将子空间跟踪算法与多维信号多量联合估计算法相结合,得到多维时变信号参数的跟踪估计算法,仿真计算结果验证了该算法的有效性。     

Modifications of the Cubic Phase Function

By introducing a symmetric pair of time instants, a modification of the Cubic phase （CP） function, named as the Quartic phase （QP） function, is proposed to estimate the quadratic FM signal. The performance in terms of estimate bias and variance is presented via the first-order permutation principle. Two extensions are presented for multiple components and the cubic FM signals. Both theoretical analysis and numerical examples confirm that the QP function and its extensions provide a number of advantages, such as： （1） lower asymptotic Mean-square error （MSE） for the estimate of the third-order phase pa- rameter at high SNR; （2） a better capability of discriminating multicomponent signals; （3） a lower SNR threshold for the estimates of the cubic FM signal.     

高速集成电路芯片内互连线的计算机辅助分析

分析了高速集成电路芯片内互连线的时域特性。首先运用全波方法提取互连线的频变等效电路参数。在此基础上运用数值反拉普拉斯变换 ( NILT)法分析互连电路的时域响应。在分析过程中 ,提出或运用了一些提高精度或效率的技术和方法。分析结果表明 ,该方法很适合高速集成电路芯片内互连线的计算机辅助分析。     

特征结构法的分辨性能

本文对各种特征结构法的分辨性能作了分析比较,并就信号矢量为复正弦矢量的情形,给出了几种典型的特征结构法对两个等功率非相关信号的信噪比分辨门限表达式。文中还给出了模拟结果,模拟结果与理论分析一致。     

基于距离波门交错和多普勒扩频的参数估计方法

脉冲多普勒雷达是在动目标显示雷达基础上开发出来的一个全新形式的雷达,它通过目标和雷达的相对运动所形成的多普勒效应实现对目标信息提取与处理,速度分辨率很高,对强杂波具有很强的抑制能力。由于脉冲多普勒雷达所发出的脉冲串带有相参特征,为减少在检测速度上的模糊,因此必须在高重频模式下对目标进行探测,所采用的工作比以往较高,但由于脉冲重复周期小,采用上述方法会产生距离模糊,文中旨在探究新的方法以实现高重频模式下雷达目标探测,提出了基于基于距离波门交错和多普勒扩频的目标参数估计方法。