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。     

多频带-正交频分复用超宽带系统的研究与仿真

简要阐述了多频带-正交频分复用(MB-OFDM)超宽带系统的基本原理及信号格式,具体分析了相应的发射机与接收机的基本组成与工作原理。在此基础上,利用SystemView仿真平台对发射机、接收机以及信道进行了仿真设计,并互连成一个MB-OFDM超宽带系统。最后,分别给出了功率谱密度、子频带切换以及发射端与接收端信号比较结果,通过对仿真结果的分析证明了整个系统的正确性与可靠性。     

基于多相滤波器的宽带射电频谱仪设计

提出了一种基于多相滤波器的新型宽带射电频谱仪的设计方案。通过多相滤波器实现宽带射电信号的滤波,对滤波后的基带信号进行数字功率检波,再通过积分控制,最终得到射电信号的频谱强度。仿真分析表明,这一设计具有很好的效果,通过多相滤波器,使信号的速率大为降低,克服了传统频谱仪以及采用FFT实现频谱变换方法的缺点,可以实现对超宽带射电信号的实时频谱分析。     

射电天文4—40GHz超宽带低噪声放大器设计

超宽带接收机面临众多技术挑战,而关键技术难点之一是超宽带低噪声放大器.采用以砷化镓材料为基底的70 nm栅长改性高电子迁移率晶体管和双电源偏置4级放大电路结构,设计了一款4–40 GHz超宽带低噪声单片微波集成放大器,完整覆盖C、X、Ku、K、Ka共5个波段.设计仿真结果表明,该放大器增益为(40±2.5) dB,常温下噪声温度平均95 K, 4–12.5 GHz噪声温度全频带低于83 K,直流功耗130.5 mW.整个频带内输入反射系数典型值-10 d B,输出反射系数典型值-15 d B,全频带范围内稳定,无自激振荡现象.该器件可做为前置放大器,应用于超宽带接收机和大规模多波束接收机中,可有效提高射电望远镜观测效率.     

数字边带分离混频器的优化与仿真

简要介绍了利用现代数字信号处理技术实现的适合宽带超宽带接收机的数字边带分离混频器的数学原理,同时对数字边带分离混频器进行了优化,并用MATLAB在L波段(1~2 GHz)对数字边带分离混频器优化进行了仿真验证,在500 MHz的带宽内实现了优于300 dB的边带抑制率。这些工作为利用数字技术实现数字边带分离混频器提高了运算速度,符合射电天文接收机向宽带超宽带和集成化发展的趋势。     

一种低频时码接收机数字式自动增益控制的设计

为扩大低频时码接收机的输入动态范围,进行了数字式自动增益控制(AGC)的设计。详细介绍了低频时码接收机数字式自动增益控制的设计方法和实现原理,并进行了计算机仿真。仿真结果表明,该数字式自动增益控制是可行的,相对于没有实行自动增益控制的情况而言,大大增加了接收机的动态范围。     

基于DSP与FPGA的被动型氢钟数字伺服系统的研究

基于DSP和FPGA的特点,设计了被动型氢钟数字化伺服系统,实现了对误差信号的处理。采用先进的DSP和FPGA芯片,提出了新的解决方案,整个系统由FPGA控制DSP工作并实现最后的信号输出,文中对其硬件结构和软件流程进行了阐述。     

2～18 GHz超宽带低噪声放大器芯片研制

低噪声放大器在射电天文望远镜接收机中是一个重要的前端组件,其性能对接收机的灵敏度和噪声有至关重要的影响。采用OMMIC公司70 nm GaAs mHEMT工艺研究和设计了一款工作频率为2~18 GHz的超宽带单片微波集成低噪声放大器芯片,芯片面积为2 mm×1 mm。放大器电路采用三级级联放大、双电源供电拓扑结构,常温在片测试结果显示,全频带增益大于28 dB,噪声温度平均值为93 K,直流功耗150 mW,无条件稳定。该放大器芯片覆盖了射电天文S,C,X,Ku 4个传统观测波段,适用于厘米波段超宽带接收前端和毫米波段超宽带中频放大模块。     

超宽带四脊张角喇叭设计与研究

对下一代候选超宽带馈源进行了分析对比,并设计了一种圆形四脊张角喇叭,该喇叭在7:1的频带范围内在波瓣图相位角0°和45°所对应的E面和D面取得了近乎常数的波束带宽,并且其在2-14 GHz频段范围内回波损耗均在10 dB以上。最后对圆形四脊张角喇叭的增益性能和波束带宽特性进行了探索和研究。该喇叭的研究对中国VLBI2010的超宽带接收系统的设计有重大意义。     

多径效应对接收机环路影响的仿真研究

为了研究和减小卫星导航接收机中的多径误差的影响,从理论上对多径效应引起的码相位和载波相位误差进行了分析,完成了Matlab下相应的仿真,为进一步消除多径误差奠定了基础.     

带有小数补偿的低频数控振荡器及其基于FPGA的实现

在分析数控振荡器（NCO）工作原理的基础上,以低频信号为例,研究了影响NCO性能的几个因素。结合杂散特性,着重讨论了频率控制字误差对输出频率带来的影响,提出在相位累加器中加入小数部分补偿,以使降低信号频率门限值和提高输出的准确性。最后采用FPGA（现场可编程门阵列）实现了带有小数补偿的NCO,在兼顾硬件资源的同时优化了系统性能,另外通过仿真验证了这种方法的可行性。     

接收机滤波器群时延对CAPS伪距测量影响的优化研究

在中国区域定位系统（Chinese Area Positioning System,CAPS）中,带通滤波器是用户接收机的重要组成部分,对于宽频测距码来说,其群时延特性是测距的重要误差来源之一.分析了接收机码跟踪环路,给出相关函数估算测距偏差,对带通滤波器群时延开展仿真分析,并研究了改进接收机设计以优化群时延特性的方法.研究对GNSS接收机的射频和环路设计有一定借鉴意义.     

10赫兹漫反射激光测距控制系统的设计与实现

设计和实现了云南天文台1．2m望远镜10Hz共光路漫反射激光测距控制系统,包括激光器、信号探测器和测时设备等的控制。并将系统应用于实际观测中,使用结果表明系统运行正常,且已成功实现了部分空间碎片的漫反射激光测距。将测时设备换为事件计时器后,该系统可直接用于激光测月试验。     

一种新的多变量时间序列数据异常检测方法

介绍了一种通过建立多变量时间序列数据相似度矩阵,对相似度矩阵进行转换以最大化数据之间的相关性,并采用随机游走模型计算数据点之间的连接系数来检测数据点上异常的方法。该方法充分利用了数据之间的相关性,有效减少了数据中不同程度噪声对异常检测的影响,检测过程中的漏报率和误报率明显减少,通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

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。     

基于iHCO通信卫星的CAPS星座优化研究

中国区域定位系统(Chinese Area Positioning System,CAPS)把寿命末期的地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)通信卫星推到比GEO轨道高约200 km的倾斜高圆轨道(inclined Highly Circular Orbit,iHCO),卫星相对地球向西漂移。利用该类卫星组建CAPS导航星座,可以实现全球范围内的导航通信覆盖。重点开展基于iHCO通信卫星的CAPS星座优化研究,结果表明:利用GEO通信卫星和iHCO通信卫星组成的星座可以实现较好的空间星座布局,可以满足一般导航用户的需要。     

DCMT自控准亘系统

中丹全自动水平子午环有其独特的准直系统。利用自动扫描光电测微器对准直光路进行测定是全自动水平子午环的重要组成部分。本文详细介绍了该子午环准直光路的构成、光电测微器的结构及准直光路自动测量的原理。     

上海天文台MK5A终端系统的安装与测试

简要阐述了上海天文台VLBI终端系统的发展历史与性能；介绍了在没有MK4解码器、互联网又不能满足需要的特殊情况下，利用数据质量分析仪(DQA)完成MK5A终端系统安装与测试的过程和方法。目前，MK5A终端系统已经成功地应用于上海天文台所有的VLBI实验。     

基于不同轨道高度iHCO通信卫星的CAPS星座优化研究

基于通信卫星的导航系统可以利用比地球静止轨道（Geostationary Earth Orbit,GEO）高约200 km的倾斜高圆轨道（inclined Highly Circular Orbit,iHCO）通信卫星组成导航星座.结合两种轨道高度的倾斜高圆轨道通信卫星,仿真分析了利用倾斜高圆轨道卫星组成的中国区域定位系统（Chinese Area Positioning System,CAPS）的导航性能,并讨论了利用倾斜高圆轨道卫星组成的中国区域定位系统实现中国区域覆盖的最佳星座布局.     

绕月探测工程地面接收站通用解调处理机性能测试

介绍了绕月探测工程数据接收地面站使用的通用解调处理机的基本组成和工作原理;讨论了针对误码率、极化合成、帧同步和滑步容错等指标要求的测试原理和方法,并对其测试结果进行了分析。为卫星通信的基带设备的测试提供了参考。