一种C波段射频滤波器的设计

介绍了一种应用于C波段接收机射频前端,并利用耦合微带线设计的射频滤波器。利用ADS软件的仿真结果验证了所设计的射频滤波器具有如下特性：中心频率为C1；80MHz通带内信号起伏较小；噪声系数约1.8dB；能有效抑制镜像信号干扰,满足设计要求。     

GPS信号延时相乘捕获算法的检测率仿真

对全球定位系统(Global Positioning System,GPS)信号捕获中的延时相乘捕获算法的检测率进行了仿真分析.延时相乘捕获算法消除了多普勒频偏的影响,适用于高动态环境下信号的捕获.但算法的缺点是延时相乘操作增加了噪声量,从而降低了信噪比,影响检测性能.针对算法的缺点,通过理论计算与蒙特卡罗方法仿真,分析了算法中检测变量的噪声分布.从仿真结果看,检测变量的噪声符合高斯分布.根据噪声分布,计算了在不同信号载噪比(C/N0)条件下延时相乘捕获算法的检测率与虚检率的关系.通过减小噪声带宽和延长积分时间,可以提高算法的检测率.     

基于CAPS系统的信号调制方式的比较研究

概述了二元相移键控(BPSK)调制以及二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)的调制原理,并基于由中国科学院主导研发的中国区域定位系统(Chinese Area Positioning System,CAPS)的实际情况,对其调制信号的测距精度、跟踪性能、多径误差的影响做了分析。分析结果对于中国区域定位系统信号体制设计、调制方式的选取具有一定的借鉴意义。     

GPS接收机的中频信号处理算法研究

该文对GPS接收机的中频信号处理算法进行了研究,内容主要涉及信号捕获、载波恢复和伪码跟踪3部分,详细分析了信号捕获过程中所采用的匹配滤波器法、快速傅里叶算法(FFT)、锁频环(FLL)、锁相环(PLL)以及延迟锁定环(DLL)的算法原理,并对环路滤波器作了相应的阐述,给出环路对应的递推公式．     

C波段卫星信号接收机低噪声放大器的设计

介绍了一个应用于C波段卫星信号接收机的低噪声放大器(LNA)的设计过程。为达到低噪声和高增益的目标,该低噪声放大器是利用低噪声的PHEMT晶体管ATF36077(用在第一级)和噪声性能良好的微波单片放大器MGA86576(用在第二级)级联设计完成的。测试结果表明,该低噪声放大器的性能达到了预定指标:在3.8 GH至4.2 GHz工作带宽内噪声系数NF≤0.7 dB,增益≥36 dB,1 dB带宽约350 MHz。     

双线性极化天线的CAPS信号合成捕获算法

针对中国区域定位系统(China Area Positioning System,CAPS)接收机采用圆极化天线接收线极化信号引入极化损失的问题,提出了一种基于双线性极化天线的信号合成捕获算法.算法首先对双线性极化天线接收的两路CAPS导航信号实现捕获,并根据捕获结果进行信号同步;进而利用最大比合并合成两路信号以提高接收信号的信噪比.应用于实测数据的分析表明,合成信号的信噪比相比单路信号信噪比有1.5 dB左右的改善.     

针对低轨星座的空间信号测距误差投影系数确定

随着低轨星座建设的不断推进,计算卫星空间信号测距误差(signal in space range error,SISRE)的面向对象不再局限于全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)的地面用户,还包括GNSS的低轨星载用户和低轨导航系统地面用户。为更好地支持基于低轨星座SISRE的解算,根据SISRE的计算原理,分别研究了低轨星载用户和低轨卫星地面用户的SISRE误差投影系数的特征。计算结果显示,GNSS卫星对地面用户的误差投影系数并不适用于低轨星载用户及低轨导航星座地面用户。当低轨卫星轨道高度由2 000 km降低至300 km时,GNSS卫星对低轨星载接收机的轨道径向误差投影系数由0.96增加到0.98,轨道切法平面误差投影系数由0.20降低至0.15;低轨卫星对地面用户的轨道径向误差投影系数从0.72降至0.37,轨道切法平面误差投影系数从0.49增加至0.66。上述结果可为未来低轨卫星相关的空间信号测距误差分析以及低轨完好性研究提供重要参考。     

四通道可拓展射电数字接收机系统

针对目前射电观测设备对数字接收机高采样率、宽带宽、多通道幅相一致,以及高速率直接采样和时域数据存储的需求,通过调研分析多个射电观测设备的数字处理系统的技术架构和功能,提出了基于ZYNQ SOC和ADS54J60等核心器件实现的4通道数字接收机系统方案。单通道最高可实现1 GSPS采样率,具有灵活可拓展的优势,可以通过添加板卡实现采样通道数的增加,能够满足未来大规模可拓展射电干涉阵列的需求。系统由高速数据采集卡、光通信接收卡、服务器3部分设备组成,基于SerDes的高速串行接口技术目前实现16位量化精度、300 MSPS的直接采样功能,具备60 dB满量程信噪比、40 Gbps的SFP+数据传输带宽、1.5 GB/s的PCIe通信带宽,可对4.5～150 MHz范围内中频模拟信号进行采集,目前该系统已经完成软硬件设计和测试。在测试中对频率为10 MHz、幅度为125 mV的正弦波信号进行采样,得到4通道间幅度差小于1 mV,相位延时小于3.3 ns。系统集成可编程SFP+通信接口和多机同步机制,可适应多元阵列同步采集的需要,可同时对原始射电信号的数据进行存储,为射电研究提供更详细的时域数...     

面向单脉冲信号分类的集成特征选择与评价

受大量射频干扰信号影响,快速从海量观测数据中准确识别出单脉冲信号已成为天文数据处理的一项重要任务,而设计和提取有效数据特征,是利用机器学习进行单脉冲信号高效识别的决定因素.针对如何选择最优特征,进而提升单脉冲信号的分类精度这一关键问题,设计了面向单脉冲信号分类的集成特征选择方法.方法首先混合单脉冲信号的参数特征、统计特征和抽象特征,然后分别利用5种单一特征选择方法选出各自的最优特征集,最后利用贪心策略对5种单一方法获取的最优特征集进行集成筛选,获取最优集成特征集.实验表明,最优特征集合既包含统计特征也包含抽象特征.在相同特征数量下,利用集成特征选择比单一特征选择能获得更高的模型精度,可使F1值最高提升1.8%.在海量数据背景下,集成特征选择对减少特征数量、提升分类性能和加快数据处理速度具有重要作用.     

面向单脉冲信号分类的集成特征选择与评价

受大量射频干扰信号影响, 快速从海量观测数据中准确识别出单脉冲信号已成为天文数据处理的一项重要任务, 而设计和提取有效数据特征, 是利用机器学习进行单脉冲信号高效识别的决定因素. 针对如何选择最优特征, 进而提升单脉冲信号的分类精度这一关键问题, 设计了面向单脉冲信号分类的集成特征选择方法. 方法首先混合单脉冲信号的参数特征、统计特征和抽象特征, 然后分别利用5种单一特征选择方法选出各自的最优特征集, 最后利用贪心策略对5种单一方法获取的最优特征集进行集成筛选, 获取最优集成特征集. 实验表明, 最优特征集合既包含统计特征也包含抽象特征. 在相同特征数量下, 利用集成特征选择比单一特征选择能获得更高的模型精度, 可使F1值最高提升1.8%. 在海量数据背景下, 集成特征选择对减少特征数量、提升分类性能和加快数据处理速度具有重要作用.     

BPL时号定时校准原理和方法

为保证BPL长波授时时号(以国家授时中心(NTSC)保持的UTC(NTSC)为基准)的准确度,必须对该时号进行定时校准(确定发射时号与发播工作钟同步时定时校准信号的相位)。阐述了定时校准的原理和方法。与传统罗兰-C系统校准方法不同,该方法选择发射天线电流取样信号基准过零点而非定时控制单元基本定时信号为定时校准点,消除了因锁相控制精度不足引起的误差,提高了时号精度。该方法可以作为罗兰-C授时系统的通用校准方法。     

A digital signal pre-processor for pulsar search

A fast digital signal processor has been designed and built for survey and some observations of pulsars. The processor obtains spectral information over a bandwidth of 16 MHz (256 channels) every 25μsecs Wedescribethe design ofthisprocessor and present some test observations made with the Ooty Radio Telescope.     

基于DDS技术的Loran—C信号源的杂散信号抑制的分析与实现

采用直接数字频率合成（DDS）技术设计的Loran—C信号源,具有输出杂散多且难以预测的缺点。基于对DDS基本原理的研究分析,针对DDS输出信号存在的相位舍位杂散问题,对其关键部位的相位累加模块进行优化设计,并基于FPGA技术,在QuartusII环境下完成了对Loran．C信号源的实现与仿真验证。结果表明,通过优化的设计算法能够产生失真小,稳定度好的输出波形,从而验证了该方法抑制杂散的有效性与可行性。     

基于CPLD的高精度可调脉冲信号发生器研制

为满足精密时间间隔测量设备的测试需要,研制了一种时间间隔可调的高精度脉冲信号发生器。利用计算机串口控制的方式,结合复杂可编程逻辑器件（CPLD）集成度高、可靠性好及工作速度快的优点,采用A1tera公司的设计软件QuartusII进行设计仿真及实现。仿真与实测实验表明,该脉冲信号发生器不仅可以产生单路可调脉冲信号,而且能产生多路可调脉冲信号,产生的单路秒脉冲信号的1s取样Allan方差为1．84×10^-11;产生的时间间隔为100ns的多路脉冲信号的1s取样Allan方差为2．36×10^-11,2路信号之间的时间间隔数据系列的峰一峰值为101ps,可以满足多通道时间间隔测量设备测试要求的稳定度与准确度。     

宽带频谱序列干扰信号识别与统计方法

随着科学技术的不断进步,射电天文台站趋于自动化,各类电子设备的广泛使用使得射电天文台站的电磁环境变得尤为复杂,如何有效识别和统计复杂频谱中的干扰信号是当前射电天文台站亟需解决的问题,故提出一种宽带频谱序列干扰信号识别与统计方法.首先,对每组宽带频谱进行信噪分离、识别频谱中的干扰信号;然后,对第1组宽带频谱信号识别结果及信号特征建立模板库,后续每组频谱的信号识别结果与模板库中对应频率的信号进行相似性分析,根据相似性分析结果,统计信号次数,更新模板库;实现宽带频谱序列干扰信号的识别与统计.针对QTT (QiTai Radio Telescope)台站实测频谱,运用该方法进行干扰信号识别与统计,能够有效识别并标记频谱中的干扰信号,并统计干扰信号随时间、方向的变化趋势.     

射电天文台址常驻电磁干扰检测与识别方法

为有效统计射电天文台址常驻电磁干扰的变化,提高实时电磁环境监测效率,提出一种基于先验信息的常驻电磁干扰信号检测与识别方法.首先通过信噪分离,信号能量估值从电磁环境历史监测数据中提取移动通信,地面数字电视等常驻大信号的中心频率、极化方式、来波方向等特征,经对无线信号传播信道的衰落方式进行分析,提出信号能量模型服从的分布函数假设并采用K-S检验验证该假设,合理设置能量阈值,建立信号模板库.其次,根据信号模板库中的信号特征对实时频谱数据进行双门限能量检测、信号相关性识别,从而提高信号检验的准确率,实现了常驻信号的快速统计.针对射电天文台址实测频谱,运用该方法能够有效识别并统计频谱中的常驻信号,从而为台址干扰缓解策略制定提供重要依据.     

多频带-正交频分复用-超宽带无线通信系统及其信号仿真分析

超宽带(UWB)技术是短距离无线通信领域中具有革命性意义的新兴技术。结合目前应用较为广泛的多频带OFDM(orthogonal frequency-division multiplexing)技术,对基于OFDM的超宽带无线通信系统的设计原理和系统结构进行了分析,对多频带OFDM-UWB信号的产生方法系统地进行了阐述,并给出了信号的仿真结果。本文的分析可为OFDM-UWB信号在实际通信系统中的应用奠定基础。     

CSRH天线控制实验与方案研究

在日像仪预研阶段的双天线干涉实验中，实现了短距离基线（8m）的双天线单元同步控制，并对长距离基线（≥1km）的双天线单元同步控制进行了研究；最后，还对将来日像仪天线阵的整体控制进行了初步讨论。     

Extracting 21 cm signal by frequency and angular filtering

Extracting the neutral hydrogen(HI) signal is a great challenge for cosmological 21 cm experiments; both the astrophysical foregrounds and receiver noise are typically several orders of magnitude greater than the 21 cm signal. However, the different properties of the 21 cm signal, foreground and noise can be exploited to separate these components. The foregrounds are generally smooth or correlated over the frequency space along a line of sight(Lo S), while both the 21 cm signal and noise vary stochastically along the same Lo S. The foreground can be removed by filtering out the smooth component in frequency space. The receiver noise is basically uncorrelated for observations at different times, hence for surveys it is also uncorrelated in different directions, while the 21 cm signal, which traces the large scale structure, is correlated up to certain scales. In this exercise, we apply Wiener filters in frequency and angular space to extract the 21 cm signals. We found that the method works well. Inaccurate knowledge about the beam could degrade the reconstruction, but the overall result is still good, showing that the method is fairly robust.     

Real-time signal processor for pulsar studies

This paper describes the design, tests and preliminary results of a real-time parallel signal processor built to aid a wide variety of pulsar observations. The signal processor reduces the distortions caused by the effects of dispersion, Faraday rotation, doppler acceleration and parallactic angle variations, at a sustained data rate of 32 Msamples/sec. It also folds the pulses coherently over the period and integrates adjacent samples in time and frequency to enhance the signal-to-noise ratio. The resulting data are recorded for further off-line analysis of the characteristics of pulsars and the intervening medium. The signal processing for analysis of pulsar signals is quite complex, imposing the need for a high computational throughput, typically of the order of a Giga operations per second (GOPS). Conventionally, the high computational demand restricts the flexibility to handle only a few types of pulsar observations. This instrument is designed to handle a wide variety of Pulsar observations with the Giant Metre Wave Radio Telescope (GMRT), and is flexible enough to be used in many other high-speed, signal processing applications. The technology used includes field-programmable-gate-array(FPGA) based data/code routing interfaces, PC-AT based control, diagnostics and data acquisition, digital signal processor (DSP) chip based parallel processing nodes and C language based control software and DSP-assembly programs for signal processing. The architecture and the software implementation of the parallel processor are fine-tuned to realize about 60 MOPS per DSP node and a multiple-instruction-multiple-data (MIMD) capability.