无线电工程

RADIO ENGINEERING

专题:无线测控新型调制解调技术

  • 低复杂度SOQPSK-TG相干解调算法

    王乐;齐建中;宋鹏;

    SOQPSK是连续相位调制(CPM)中的一类调制方式,具有良好的恒包络特性和频谱利用率高的特点,广泛用于无线测控和无线通信系统当中。由于符号间具有记忆性,解调时需要采用最大似然序列检测(MLSD),对于部分响应的SOQPSK-TG信号,全状态的最大似然检测复杂度较高。设计了基于脉冲截断的低复杂度相干解调算法,包括MLSD检测以及载波和符号联合同步2个部分。仿真结果表明,该相干解调算法约性能和MLSD检测限相比存在约为0.2 d B损耗,接近MLSD检测限。

    2018年09期 v.48;No.352 723-726页 [查看摘要][在线阅读][下载 791K]
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  • 一种新型的可编程遥测收发机设计

    罗亨;齐建中;王乐;宋鹏;

    为了方便研发无线电遥测发射机、接收机,提出并实现了一种基于可编程射频芯片AD9361和片上系统(SOC)的软件无线电平台方案,根据无线电遥测新体制发展的需要,给出了详细的硬件设计方法;完成了该平台硬件板卡和配置程序的设计;在板卡上验证了单音信号的发射和接收并简要分析了单音信号的技术指标。结果表明该平台能很好地将射频电路与数字电路、硬件与软件有机结合,满足兼容各种调制方式的需求。

    2018年09期 v.48;No.352 727-731页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K]
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  • 基于零中频的新型调制体制遥测发射机设计

    赵宇鑫;王乐;齐建中;

    随着我国航天器新型号的发展,无线遥测数据量急剧增长,受频谱所限,脉冲编码调制/调频(PCM/FM)体制已无法满足未来航天运载器高码率遥测系统的带宽需求。同时考虑到超外差发射机方案结构复杂、功耗大和成本高等缺点,急需一款可以适应高码率且结构简单的产品。设计一种零中频体制新型调制方式的发射机,采用多调制指数连续相位调制(Multi-h CPM)方式,相较于PCM/FM调制方式,输出信号具有频谱主瓣窄、旁瓣低、包络恒定、频带利用率高的特点,同时正交变频方式也极大地简化了设计,可较好地适应未来航天遥测系统需求。所提出的基于零中频的新型调制体制遥测发射机性能优良、带内外无杂波干扰,满足发射机各项指标要求。

    2018年09期 v.48;No.352 732-736页 [查看摘要][在线阅读][下载 998K]
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  • SOQPSK-MIL调制技术的分析与仿真

    吕晟葳;王乐;齐建中;宋青平;

    针对国际遥测标准IRIG106中推荐的最新调制方式SOQPSK进行了分析与仿真。介绍了现有SOQPSK调制技术的数学表达式与分类,对SOQPSK-MIL调制技术进行了Matlab软件仿真,并对调制过程中的各项参数进行了简要分析。软件仿真的基础上,在FPGA平台上进行了硬件仿真验证。仿真结果表明,SOQPSK-MIL具有良好的功率利用率与频谱利用率,可用于未来空间通信系统中。

    2018年09期 v.48;No.352 737-741页 [查看摘要][在线阅读][下载 2064K]
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信息系统与网络

  • 主从分布式卫星网络接入协议研究

    王丽冲;高峰;

    在主从分布式卫星网络系统中,针对其信道利用率低以及重要程度较高(高优先级)数据的传输成功率低的问题,设计了基于数据优先级的时隙Aloha(S-Aloha)协议,通过在OMNe T++软件上建模仿真,得到了在300 km的主从卫星节点距离的场景下,在选择合适的数据产生间隔时间以及将卫星节点数量控制在一定的范围之内的情况下,可以实现一方面网络的信道利用率持平或提高1.5%~3%,另一方面网络中高优先级数据传输成功率最高达到91%,并且所有优先级数据的传输成功率均达到50%以上。

    2018年09期 v.48;No.352 742-747页 [查看摘要][在线阅读][下载 2413K]
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  • 基于WiFi多点接入的北斗安卓应用开发

    姬文军;王腾;

    北斗卫星导航定位系统短报文通信功能已成为移动通信难以触及区域的主要通信手段之一。由于通信信道限制、终端价格相对较高等因素,北斗短报文技术难以在民用领域得到普及应用。在此背景下,提出了基于WiFi多点接入的北斗安卓应用的设计,通过北斗设备建立WiFi热点,多个智能手机同时连入热点并各自独立与北斗设备进行通信实现卫星资源共享。实验结果表明,该设计实现了多智能手机与单北斗终端的信息接入,目前已经运用在北斗多模一体机上,并成功地服务于户外自驾、应急救援等领域。

    2018年09期 v.48;No.352 748-751页 [查看摘要][在线阅读][下载 828K]
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信号与信息处理

  • 修正的星载PD雷达杂波仿真模型

    王之立;于泽;

    针对星载PD雷达的仿真问题,提出了杂波仿真模型。分析了在星载条件下传统的机载PD雷达杂波仿真模型存在的距离—多普勒域二维展宽问题,对原始的杂波仿真模型进行了新的简化,兼顾仿真的精确度和效率提出了一种修正的星载PD雷达杂波模型。仿真结果表明,修正模型较传统模型提高了PD雷达杂波仿真的精确度,且兼顾了仿真效率。

    2018年09期 v.48;No.352 752-755页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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  • 一种基于M2M4算法的QPSK信噪比估计

    尚春杰;陈敬乔;

    在通信中根据信号信噪比情况实时进行功率控制能有效提高功率效率并保证通信质量。针对卫星通信信噪比估计问题,研究了一种基于M2M4算法的QPSK信号信噪比估计算法,并对此算法进行了推导简化,同时用查找表法来代替信噪比计算的最复杂部分,从而大大降低了计算复杂度。对简化的算法进行Matlab仿真,结果表明简化的算法在损失较小估计精度的前提下可以有效估计0~20 d B的信噪比。讨论了成形系数和频偏大小对估计精度的影响,并给出了工程实现中成形系数大小的选择和大频偏情况下的处理建议。

    2018年09期 v.48;No.352 756-759页 [查看摘要][在线阅读][下载 1068K]
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测控遥感与导航定位

  • 基于深度神经网络的遥感目标检测及特征提取

    王港;陈金勇;高峰;吴金亮;

    近几年里深度学习在图像、语音和文本等方面均取得了突破性的进展。遥感领域也开始引入深度学习作为一项重要的分析处理技术。国内在应用深度学习进行遥感影像目标检测等任务时,多数直接采用世界上效果较好的网络模型,缺乏深层次网络设计能力。通过设计遥感影像目标检测深度学习网络模型,并研究遥感影像目标在卷积神经网络下的成像特性,利用卷积特征成像和反卷积成像,研究卷积结构与网络模型特征提取的关系,为遥感领域深度学习网络模型设计提供技术支持。实验结果表明,深度神经网络用于目标检测识别具有很好的检测准确度,可用于多种目标检测;特征可视化直观展示了遥感目标特征抽象的过程。

    2018年09期 v.48;No.352 760-766页 [查看摘要][在线阅读][下载 2302K]
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  • 北斗MEO/IGSO卫星B1频点弱信号捕获方法

    翟红英;齐建中;宋鹏;

    采用微弱信号进行定位是当今研究的一个热点,这一技术的实现基于对弱信号的成功捕获。加长相干积分时间和非相干累加次数是实现微弱信号捕获的基本原理。针对北斗MEO/IGSO卫星因存在NH码二次调制而导致使用GPS捕获方法捕获灵敏度降低的问题,提出了串行剥离NH码加半比特积分方法。基于FPGA+DSP实现对北斗微弱信号进行捕获的方法,在保证捕获灵敏度的同时,控制捕获时间。测试结果表明,该算法可实现-142 d Bm信噪比条件下的北斗弱信号捕获,并可进一步提高卫星导航接收机灵敏度。

    2018年09期 v.48;No.352 767-771页 [查看摘要][在线阅读][下载 1614K]
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  • 北斗监测站故障诊断专家系统设计及实现

    厉剑;孙守航;张杰;

    针对北斗监测站故障诊断时间长、故障诊断结果对值勤人员专业素质依赖性较大的问题,设计并实现了一种基于故障树分析法的北斗监测站故障诊断专家系统。系统采用框架和规则相结合的方法进行知识表示,并为每个故障树节点设置故障判断规则索引,以缩小推理机知识搜索范围。应用结果表明,系统能够实现故障自动诊断及快速定位,将故障诊断时间由15 min左右缩短至1 min内。

    2018年09期 v.48;No.352 772-776页 [查看摘要][在线阅读][下载 1147K]
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电磁场与微波

  • 含场线耦合的非线性级联传输线网络分析

    韩润兵;赵翔;闫丽萍;刘强;周海京;

    针对非线性级联传输线网络中的电磁环境效应问题,提出一种含场线耦合的非线性级联传输线网络分析方法。在传统场线耦合Taylor模型的基础上,将含场线耦合的传输线等效为有源二端口网络,采用基于频域黑箱模型的大信号S参数表征非线性组件,利用插值和迭代技术结合ABCD矩阵求解端口响应,以分析外场辐照对非线性级联传输线网络工作状态的影响。以若干算例求解其受扰响应,验证了该分析方法的有效性和准确性。采用该方法可以对外部电磁干扰下级联传输线网络的非线性响应行为进行预测。

    2018年09期 v.48;No.352 777-781页 [查看摘要][在线阅读][下载 1185K]
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  • 基于BLT方程的线性传输线网络自动化分析

    罗文君;赵翔;

    线性传输线网络(TLN)在传导和/或辐照干扰下的电磁响应分析是电磁兼容设计和电磁环境效应评估中的重要内容。基于电磁拓扑理论和面向对象编程理念,实现对线性TLN的BLT方程自动构建和分析。根据输入的TLN拓扑结构数据,重构电磁拓扑图,并自动创建其传输超矩阵、散射超矩阵、电压电流超向量和激励源超向量等参数,求解网络方程,并运用快速傅里叶变换(FFT)和反变换(IFFT)解得各端口时域和频域响应。对外电磁场辐照(分布源)和集总源激励情况下若干线性TLN进行电磁响应分析,通过和全波分析软件进行对比验证,结果表明这种自动分析方法在研究线性TLN对电磁干扰的响应规律上具有有效性、准确性和高效性,对于快速预测分析大型线性TLN的电磁干扰问题具有重要意义。

    2018年09期 v.48;No.352 782-787页 [查看摘要][在线阅读][下载 3245K]
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  • 随机线缆束的建模及其场线耦合分析

    纪执楷;赵翔;闫丽萍;刘强;周海京;

    针对在平面波辐照下无限大地面上随机捆扎线缆束的场线耦合这一不确定性问题,建立了分析随机捆扎线缆束场线耦合效应的分析模型。采用传输线超理论(Transmission Line Super Theory,TLST)计算了确定结构时捆扎线缆束在外场辐照下的终端感应电流,可以看出低频时(电长度小于1/100λ)传输线端口感应电流随频率近似线性增加,高频时却不具备类似的规律;采用一种离散随机过程建模随机线缆束,计算具有随机性的线缆束终端感应电流,并通过蒙特卡罗模拟分析发现,在低频时线缆束具有随机性,对终端感应电流的影响较小,在高频时影响非常大,甚至可能会使终端响应加倍。

    2018年09期 v.48;No.352 788-792页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K]
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专题技术与工程应用

  • 一阶海杂波电离层多普勒频移和展宽

    李宁;赵正予;

    为研究天波超视距雷达一阶海杂波电离层多普勒频移和展宽的变化规律,从电离层斜向返回探测海杂波功率谱中提取出不同电离层传播模式下的多普勒数据,对宁静地磁条件和发生磁暴2种情况分别进行了分析。结果表明,宁静地磁条件下,Es层多普勒频移绝对值和多普勒展宽比F层小,并且稳定得多,更有利于天波超视距雷达对海面舰船目标进行检测和跟踪;磁暴发生期间,电离层多普勒频移绝对值及其不稳定度显著增加,多普勒展宽及其不稳定度也有所增加,从而导致天波超视距雷达对海面舰船目标的检测和跟踪能力下降。

    2018年09期 v.48;No.352 793-798页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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  • 开关输入浪涌抑制及优化设计

    姚旭升;陈涛;

    针对设备开关机时由于负载阶跃而出现的电压浪涌现象,提出一种用于DC-DC变换器的带过流保护功能的浪涌抑制电路。该电路不仅能够抑制上电过程中出现的浪涌电压,还具有输入过欠压保护及过流保护的功能。为了更灵活地选择开关,设计了2种通过控制主回路MOSFET的通断来导通关闭电路的方案并对电路原理进行了分析。试验结果表明,浪涌抑制电路及开关控制电路都能够满足直流变换电路的使用要求,具有很强的有效性和实用性。

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  • 基于贪心—线性规划算法的敏捷卫星观测时段选取

    孙慧;李晖;赵曼;张超;应文;

    在敏捷卫星任务规划过程中,由于对点目标的观测不需要占用整个可视时间窗口,其观测时间片段的选取成为规划过程中的关键部分,会影响整个规划结果。在选择成像片段时提出2种方法:按最早可开始时间的贪心算法和采用现有的线性规划问题的求解方法。通过在差分演化算法的迭代过程和解析过程分别结合片段选取算法,对2种片段选取方法的4种组合方式的效果进行测试,比较规划结果、运行时间和算法收敛速度3个方面的性能,从而得出最优的选取组合。实验结果表明,在差分演化算法迭代过程和解析过程分别选用贪心算法和线性规划算法选择成像片段时在规划结果、规划时间和算法收敛性3个方面综合效果最好,是一种有效的求解方法。

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  • 多通道NAND Flash存储芯片控制器的设计与实现

    陶莉;陈万培;

    为了进一步提高数据存储容量和速度,在现有的NAND Flash存储芯片控制器研究基础上,提出使用单个NAND Flash存储芯片控制器并行地处理多片NAND Flash存储芯片的设计架构,克服了以往多通道设计中采用多个控制器之间复杂的同步性问题。采用流水线技术和乒乓操作,有效地提高数据访问速度。基于FPGA的板级测试结果表明控制器的功能正确,并且在系统时钟频率50 MHz下,读速度为626 MB/s,写速度为50.8 MB/s,性能优良。

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  • 基于北斗系统的散射天线对准设备设计及实现

    张帅帅;王景伟;陈文周;

    为了实现散射通信系统天线快速、精确对准,提出了一种基于北斗通信系统的天线对准设备设计方法。介绍了天线对准设备的对准流程和算法设计。给出了该设备的硬件构成和软件实现方式,通过北斗定位、定向及短消息功能;实现天线粗对准,通过信号检测技术实现精对准功能。试验表明该设备具有操作便捷、对准时间短、对准精度高和自动化程度高的特点。

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  • 基于图像处理和神经网络的低成本四轴飞行器室内定位系统

    <正>蒂什林大学的I.Hatem等在《机械、机器人与机电一体化科学》2018年5月发表的文章指出,由于难以估测可靠位置,室内定位是四轴飞行器应用中面临的一个很大问题。不仅如此,定位系统还需要实时工作,提供精确结果且具有较高的成本效益。文章提出了一种结合图像处理技术和神经网络的方案,用以获取四轴飞行器X、Y、Z坐标位置。每个坐标方向各使用一个神经网络,共使用3个。神经网络技术利用由2个低

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  • 基于Wi-Fi指纹的室内定位系统的机器学习算法

    <正>Beenish Ayesha Akram等在2018年7月6日国际电信会议上发表的文章指出,室内定位一直是十几年来的难题。与到达角(AOA)、到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)方法相比,基于Wi-Fi指纹的室内定位解决方案更优,它将无线电传播模型结合到指纹(FP)中,从而提供比无线电信号传播模型更真实的信息,并且不需要额外的硬件。定位算法用于与收集的FP数据库进行模式匹配,各种基于位置的服务(LBS)在很大程度上依赖于此算法的性能。文章研究了几种机器学习算法在房间级室内定位中作为多类分类器的性能,

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