GPS卫星信号模拟器中频信号处理与实现

GPS卫星信号模拟器中频信号处理与实现
GPS卫星信号模拟器中频信号处理与实现

现代数字信号处理仿真作业

现代数字信号处理仿真作业 1.仿真题3.17 仿真结果及图形: 图 1 基于FFT的自相关函数计算

图 3 周期图法和BT 法估计信号的功率谱 图 2 基于式3.1.2的自相关函数的计算

图 4 利用LD迭代对16阶AR模型的功率谱估计16阶AR模型的系数为: a1=-0.402637623107952-0.919787323662670i; a2=-0.013530139693503+0.024214641171318i; a3=-0.074241889634714-0.088834852915013i; a4=0.027881022353997-0.040734794506749i; a5=0.042128517350786+0.068932699075038i; a6=-0.0042799971761507 + 0.028686095385146i; a7=-0.048427890183189 - 0.019713457742372i; a8=0.0028768633718672 - 0.047990801912420i a9=0.023971346213842+ 0.046436389191530i; a10=0.026025963987732 + 0.046882756497113i; a11= -0.033929397784767 - 0.0053437929619510i; a12=0.0082735406293574 - 0.016133618316269i; a13=0.031893903622978 - 0.013709547028453i ; a14=0.0099274520678052 + 0.022233240051564i; a15=-0.0064643069578642 + 0.014130696335881i; a16=-0.061704614407581- 0.077423818476583i. 仿真程序(3_17): clear all clc %% 产生噪声序列 N=32; %基于FFT的样本长度

GPS、GSG、北斗及卫星信号模拟器

GPS系统概述 GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。 一、GPS构成 1.空间部分 GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,它位于距地表20—200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有3 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息。GPS的卫星因为大气摩擦等问题,随着时间的推移,导航精度会逐渐降低。 2. 地面控制系统 地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。 3.用户设备部分 用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收器。 二、GPS原理 GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR):当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个Δt即卫星与接收

仿真器接氧传感器及调试方法

天然气仿真器与氧传感器连接及其调试方法 前面文章说过天然气仿真器必须接氧传感器,并测试是不是正常仿真的。很多改装厂这个过程不规范,不接线或者仿真设置不正确,甚至给出“天然气烧气故障灯亮是正常的”这种错误的解释。 接线方法是断开氧传感器的信号线,用仿真器的白色线接传感器,黄色线接行车电脑输入。 接线完毕后一定要在烧油和烧气两种状态下分别测量黄色线和搭铁之间的直流电压为10S在0-1v波动8次左右,以此判断仿真器直通和烧气仿真信号是不是正常的。如果不是这样,可按照下面方法调试DIP开关和电 位器。 一、仿真器电路板上有DIP开关,如图(图是两个开关的):, DIP开关不论有几个,(2个或3个,不会有4个的)必定有一种状态是这样的:烧油时氧传感器信号直接通过仿真器,仿真器不起作用,这个可在烧油状态时测量白色线和黄色线上的电压同时波动得知;烧气时氧传感器信号被截止,由仿真器输出一个信号(黄线)给行车电脑ECU。 相关设置如下并把它写在纸上备用: 2个开关的有如下几种设置: ON ON ON OFF OFF ON OFF OFF 3个开关的有如下几种设置: ON ON ON ON ON Off ON OFF ON ON OFF OFF OFF ON ON OFF ON OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF 二、动手测量 第1步:用油启动

第2步:先测量白色线对电瓶负极电压,观察一定时间(如10S)内电压及指针摆动次数和幅度,记在纸上, 在此称“油态电压” 第3步:设置(按照写在纸上的顺序)DIP开关,测量黄色线对电瓶负极电压及摆动情况如和“油态电压”相同请在此DIP状态上打勾,并完成所有设置的测量,这些设置在此简称“直通设置” 第4步:切换到烧气 第5步:测量这几种“直通设置”时黄色线对电瓶负极的电压及摆动情况,必有一种设置电压摆动幅度与“油态电压”相近,这时调整电位器,使其电压波动次数和幅度和“油态电压”相同。 四、完成设置 记下刚才筛选出的DIP开关状态并设置,关闭发动机,拨出钥匙,取下电瓶负极,3分钟后,安装电瓶负极,用钥匙转至电源档,自检,30秒后,关闭,拨出钥匙,30秒后再次插入、自检,启动,先油然后切换到气,分别测量黄色线对电瓶负极电压及摆动情况,(一般10S内电压在0-1v波动7-8次)。 如有必要再调整,这个过程一定要有耐心。

数字信号处理实验作业

实验6 数字滤波器的网络结构 一、实验目的: 1、加深对数字滤波器分类与结构的了解。 2、明确数字滤波器的基本结构及其相互间的转换方法。 3、掌握用MA TLAB 语言进行数字滤波器结构间相互转换的子函数及程序编写方法。 二、实验原理: 1、数字滤波器的分类 离散LSI 系统对信号的响应过程实际上就是对信号进行滤波的过程。因此,离散LSI 系统又称为数字滤波器。 数字滤波器从滤波功能上可以分为低通、高通、带通、带阻以及全通滤波器;根据单位脉冲响应的特性,又可以分为有限长单位脉冲响应滤波器(FIR )和无限长单位脉冲响应滤波器(IIR )。 一个离散LSI 系统可以用系统函数来表示: M -m -1-2-m m m=0 012m N -1-2-k -k 12k k k=1 b z b +b z +b z ++b z Y(z)b(z)H(z)=== =X(z)a(z) 1+a z +a z ++a z 1+a z ∑∑ 也可以用差分方程来表示: N M k m k=1 m=0 y(n)+a y(n-k)=b x(n-m)∑∑ 以上两个公式中,当a k 至少有一个不为0时,则在有限Z 平面上存在极点,表达的是以一个IIR 数字滤波器;当a k 全都为0时,系统不存在极点,表达的是一个FIR 数字滤波器。FIR 数字滤波器可以看成是IIR 数字滤波器的a k 全都为0时的一个特例。 IIR 数字滤波器的基本结构分为直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、直接Ⅲ型、级联型和并联型。 FIR 数字滤波器的基本结构分为横截型(又称直接型或卷积型)、级联型、线性相位型及频率采样型等。本实验对线性相位型及频率采样型不做讨论,见实验10、12。 另外,滤波器的一种新型结构——格型结构也逐步投入应用,有全零点FIR 系统格型结构、全极点IIR 系统格型结构以及全零极点IIR 系统格型结构。 2、IIR 数字滤波器的基本结构与实现 (1)直接型与级联型、并联型的转换 例6-1 已知一个系统的传递函数为 -1-2-3 -1-2-3 8-4z +11z -2z H(z)=1-1.25z +0.75z -0.125z 将其从直接型(其信号流图如图6-1所示)转换为级联型和并联型。

卫星导航信号模拟器在海军工程大学的使用案例

卫星导航信号模拟器在海军工程大学的使用案例 关键词:卫星信号模拟器,卫星模拟器,卫星导航信号模拟器 卫星导航信号模拟器在海军工程大学成功使用,卫星导航信号模拟器模拟GPS定位导航授时信号,用于组合导航接收的研发、生成、检定。同时也选配测试评估软件系统,对学术实验里的船舶定位及运动轨迹的面模拟提供了极大的技术后盾。 GPS卫星导航信号模拟器是支持GPS卫星仿真信号,同时支持模拟时间信息及定位运动轨迹的各种信号输出,能满足卫星接收机的测试需求,可替代国外高昂GPS模拟器。 模拟器使用的优势 1、多频化,多频是车载和船用卫星接收机未来发展的必然方向。可以实现多系统多频点卫星信号组合仿真的模拟器将成为必然趋 势。 2、高精度、高动态化,随着卫星接收机性能的提升和软件无线电理论的发展和新型模拟器架构的提出,卫星信号模拟器的授时精 度及定位轨迹精度也会随之提高,以实现高性能接收机的算法和功能验证。 3、真实化、实时化,卫星模拟器提供的仿真信号越接近实际卫星的信号就越能验证接收机的真实工作性能,这就需要其融入仿真 的信号中,未来模拟器将更多地要求任意时空的实时仿真,单一的 录播转发式的卫星信号仿真最终将被淘汰,录播将作为辅助功能存在。

4、小型化、专业化、标准化针对不同市场的需求,更为专业的接收机验证模拟器和小型嵌入式模拟器将分别占据高低端市场。另一方面,国内对于接收机已经实施了部分标准,模拟器作为一种标准的信号源也需要一个行业标准进行规范。多家研究院所现在都在拟定模拟器的规范,以期申报为国家标准。 5、与测试系统融为一体的“硬件在环”仿真未来的模拟器将提供多样的标准化接口,提供与被测系统的交互,构成完整的闭环测试回路,在验证接收机性能的同时验证定位数据处理和使用方案的可行性。 6、软件、硬件和AGHS架构模拟器互补并存软件模拟器价格相对低廉,信号建模和调理方法灵活、简便易行;硬件模拟器具有实时性高、可实施“硬件在环”仿真和接收机系统进行整体测试等优 势;AGHS架构模拟器则各取其半。在未来一段时间里,这种“三足鼎立”之势不会改变。 7、成为接收机检定的标准源我国现行接收机检定手段多依赖于标准检定场的各种基线,然而标准检定场对于场地地质、视野及周边环境有较高要求,建设维护费用高昂,且检定场易受基线向量误差、点位漂移误差、天气等诸多不确定因素影响。卫星模拟器可以为接收机提供时空无约束的仿真信号,在未来将逐步取代检定场基线成为接收机检定的标准工具。 卫星模拟器同时也可以用在和卫星相关的实验中,如导航定位设备,电子围栏设备,共享单车,共享汽车等应用环境。在这些实验场

A题_无线运动传感器节点设计

2020年TI杯大学生电子设计竞赛 无线运动传感器节点设计(A题) 1. 任务 基于TI模拟前端芯片ADS1292和温度传感器LMT70设计制作无线运动传感器节点,节点采用电池供电,要求能稳定采集和记录使用者的心电信息、体表温度和运动信息。 2. 要求 (1)基于ADS1292模拟前端芯片设计心电检测电路,完成使用者的心电信号实时测量,要求:(30分) ①实时采集和记录使用者的心电信号,实现动态心电图的测试与显示; ②分析计算使用者的心率,心率测量相对误差不大于5%。 (2)基于LMT70温度传感器测量使用者体表温度,要求:(20分) ①实时采集和记录使用者的体表温度,温度采样率不低于10次/分钟; ②体表温度测量误差绝对值不大于2℃。 (3)基于加速度计等传感器检测使用者运动信息,实现运动步数和运动距离的统计分析,要求:(20分) ①运动距离记录相对误差不大于10%; ②运动步数记录相对误差不大于5%。 (4)无线运动传感器节点能通过无线上传使用者的基本心电信号、体表温度和运动信息,并在服务器(手机)端实时显示动态心电图、体表温度和运动信息,要求传输时延不大于1秒。(25分) (5)其他。(5分) (6)设计报告。(20分)

3. 说明 (1)作品进行心电信号测试时,可以通过直接输入心电信号模拟器进行校准,在确认作品达到题目要求的测量精度后,再对具体的使用者进行心电信号测试。目前市面上有多种心电信号模拟器产品,各赛区可以自行选择心电信号模拟器作为标准信号,对作品进行测试。 (2)作品设计中进行体表温度测量的温度传感器LMT70,需要使用引线连接并裸露在外,便于测试。在进行测试校验和实测时,可以通过使用标准体温计来测量使用者掌心温度,与本作品测量使用者掌心温度来进行比对。 (3)本作品测量的使用者运动信息,可以通过使用者在标定5米长的直线上来回运动进行测试,统计运动步数和运动距离。 (4)本作品的无线运动传感器节点需要实现无线上网、上传节点传感数据到服务器中,然后在服务器中实现数据管理和数据显示。参赛者可以使用手机或笔记本电脑作为服务器端。如果使用笔记本电脑作为服务器端,则必须将电脑作为本作品的组成部分,在作品封存时一并封存。

数字信号处理实验作业

实验5 抽样定理 一、实验目的: 1、了解用MA TLAB 语言进行时域、频域抽样及信号重建的方法。 2、进一步加深对时域、频域抽样定理的基本原理的理解。 3、观察信号抽样与恢复的图形,掌握采样频率的确定方法和插公式的编程方法。 二、实验原理: 1、时域抽样与信号的重建 (1)对连续信号进行采样 例5-1 已知一个连续时间信号sin sin(),1Hz 3 ππ=0001f(t)=(2f t)+6f t f ,取最高有限带宽频率f m =5f 0,分别显示原连续时间信号波形和F s >2f m 、F s =2f m 、F s <2f m 三情况下抽样信号的波形。 程序清单如下: %分别取Fs=fm ,Fs=2fm ,Fs=3fm 来研究问题 dt=0.1; f0=1; T0=1/f0; m=5*f0; Tm=1/fm; t=-2:dt:2; f=sin(2*pi*f0*t)+1/3*sin(6*pi*f0*t); subplot(4,1,1); plot(t,f); axis([min(t),max(t),1.1*min(f),1.1*max(f)]); title('原连续信号和抽样信号'); for i=1:3; fs=i*fm;Ts=1/fs; n=-2:Ts:2; f=sin(2*pi*f0*n)+1/3*sin(6*pi*f0*n); subplot(4,1,i+1);stem(n,f,'filled'); axis([min(n),max(n),1.1*min(f),1.1*max(f)]); end 程序运行结果如图5-1所示:

原连续信号和抽样信号 图5-1 (2)连续信号和抽样信号的频谱 由理论分析可知,信号的频谱图可以很直观地反映出抽样信号能否恢复原模拟信号。因此,我们对上述三种情况下的时域信号求幅度谱,来进一步分析和验证时域抽样定理。 例5-2编程求解例5-1中连续信号及其三种抽样频率(F s>2f m、F s=2f m、F s<2f m)下的抽样信号的幅度谱。 程序清单如下: dt=0.1;f0=1;T0=1/f0;fm=5*f0;Tm=1/fm; t=-2:dt:2;N=length(t); f=sin(2*pi*f0*t)+1/3*sin(6*pi*f0*t); wm=2*pi*fm;k=0:N-1;w1=k*wm/N; F1=f*exp(-j*t'*w1)*dt;subplot(4,1,1);plot(w1/(2*pi),abs(F1)); axis([0,max(4*fm),1.1*min(abs(F1)),1.1*max(abs(F1))]); for i=1:3; if i<=2 c=0;else c=1;end fs=(i+c)*fm;Ts=1/fs; n=-2:Ts:2;N=length(n); f=sin(2*pi*f0*n)+1/3*sin(6*pi*f0*n); wm=2*pi*fs;k=0:N-1; w=k*wm/N;F=f*exp(-j*n'*w)*Ts; subplot(4,1,i+1);plot(w/(2*pi),abs(F)); axis([0,max(4*fm),1.1*min(abs(F)),1.1*max(abs(F))]); end 程序运行结果如图5-2所示。 由图可见,当满足F s≥2f m条件时,抽样信号的频谱没有混叠现象;当不满足F s≥2f m 条件时,抽样信号的频谱发生了混叠,即图5-2的第二行F s<2f m的频谱图,,在f m=5f0的围,频谱出现了镜像对称的部分。

GPS信号模拟器卫星状态参数的算法研究(精)

GPS信号模拟器卫星状态参数的算法研 究 GPS信号模拟器卫星状态参数的算法研究 类别:通信网络 1 轨道参数的计算模拟器的一项关键任务就是要连续生成导航电文,包括星历、历书和UTC数据。其中,通过GPS接收机接收或从GPS的官方网站上下载得到的历书和UTC参数满足模拟器的设计要求,但接收或下载得到的星历数据则需经过外推。本节即利用摄动力方程以及拉格朗日行星运行方程推导计算了星历数据中的6个轨道参数(a,e,i,Ω,ω,M),并对其进行仿真验证。 1.1 轨道参数的计算将V在轨道参数上展开,根据拉格朗日行星运行方程对其求导,最终可得时刻历元t对应的6个轨道参数:式中:X(t0)为初始历元t0对应的X值,其中X∈(a,e,i,Ω,ω,M);X(t)为仿真历元t对应的X值;a为椭圆轨道长半轴;e为椭圆轨道偏心率;i为轨道面倾角;Ω为升交点赤径;ω为近地点角距;M为平近点角;p=a(1-e2) 为带,J2扰动项的轨道平均角速度最终,历元时刻t对应的所有星历数据均可通过上述6个轨道参数计算得到。 1. 2 仿真验证图1为从IGS网站下载得到的2005-4-20,0:0:0.00历元时刻的RINEX格式的星历文件,设定用户接收机位置(经度、纬度、高程)为(113°19′00″E、39°00′08″N、100 m),各轨道面相对赤道平面约为55°倾角。通过推导计算图3中所有参数,可以得到不同轨道面的GPS星座分布图、卫星地迹随时间的变化规律和GDOP值,上述3组仿真结果证明外推得到的卫星轨道参数符合模拟器的性能要求。 1. 3 GPS星座分布图图2为历元时刻2005-4-20,0:00:0.00的轨道参数对应的GPS卫星星座分布图。该图表明,6个轨道面以60°间隔均匀分布,每个轨道平面上以90°间隔均匀分布4颗工作卫星。从而外推得到的卫星星座分布符合真实GPS卫星星座分布。图3为外推得到的1号卫星的仰角(实线)和方位角(虚线)在2 4 h内随时间的变化规律。由图可知,1号卫星的运行周期为11 h58″,地面观察者可以在第二天提前4′在地球上同一地点看到同样一颗卫星。这里仅图示了一颗工作卫星仰角和方位角的变化规律,其他工作卫星的仰角和方位角也符合同样的变化规律。如图所示,外推确定的卫星的仰角和方位角随时间的变化规律与真实GPS卫星变化规律相符。图4为外推得到的星座分布的GDOP值。在该仿真过程中,每隔1 800 s计算一组轨道参数,所得GDOP值在1.5和5之间。因此,外推得到的轨道参数对GPS接收机可用。综上,外推得到的6个轨道参数确定的卫星星座分布及变化规律符合真实GPS卫星运行规律,其计算方法满足GPS信号模拟器的设计及性能要求。 2 结论通过对作用在GPS卫星上的地球中心引力以及主要摄动力进行分析,本文给出了GPS卫星6个轨道参数的外推计算方法。最后通过仿真计算,说明了计算得到的卫星轨道参数满足模拟器的设计及性能要求。

一种新型雷达信号模拟器设计

一种新型雷达信号模拟器设计 刘亲社1,王国红2,王星1 (1 空军工程大学工程学院,陕西西安 710038;2 空军工程大学理学院,陕西西安 710038)摘 要:设计了一种新型雷达信号模拟器,能够提供多种特殊雷达信号,并且设置灵活方便,当用户需要时,可进行软件升级。介绍了该雷达信号模拟器的功能、特点、性能指标和研制方案,提供一种雷达信号产生的解决方法。 关 键 词:新体制雷达;信号模拟器;脉冲产生器;射频信号 中图分类号:TN955文献标识码:A文章编号:1000-274X(2006)0189-07 随着新体制雷达相继问世,现代雷达大都采用了以捷变频和相干信号处理等为代表的新技术,反干扰措施越来越完善,对这些体制的雷达实施干扰越来越困难。信号环境日益复杂,电子对抗技术的发展和新电子对抗设备的研制迫切需要一种能提供多种特殊雷达信号的设备,以适应这种发展变化。我们设计研制的新体制雷达信号模拟器就是一种半实物物理仿真设备,一部分设备使用实际设备而其他部分采用计算机模拟和处理,例如雷达信号环境和信号处理等均可使用软件模拟。这种方法具有很强的通用性,不仅适用于现有的装备,也可以模拟采用某种新技术的装备,对于现有装备的改进和新装备的研制都具有实用价值,是一种相对经济、实用的方法[1,2]。 1 新型雷达信号模拟器的功能特点和性能指标 新型雷达信号模拟器的主要功能是:提供各类信号的调制波形,控制射频频率,控制输出信号的功率。根据用户指定的信号类型、脉宽、重复周期、射频频率等参数,控制模拟器的各个相关部分,最后输出满足要求的信号。 1.1 主要特点 1.1.1多样性和灵活性 多样性是指模拟器控制系统能够提供多种类型的雷达信号调制波形。为了产生多种特殊雷达信号,要求控制系统能灵活控制雷达信号的脉冲宽度、重复周期、射频频率。能够提供的信号类型主要有:连续波、常规脉冲信号、均匀脉组串信号、重频参差信号、线性调频信号、巴克码调相信号、捷变频信号等。 灵活性主要表现在两个方面:①各种信号的参数可以灵活设置。例如:信号的脉冲宽度、重复周期、射频频率等都可以在其各自的范围内任意设置。②信号类型可以灵活选择。模拟器同时有几路的信号输出,各路之间是相互独立的,而且一个支路有多种信号类型供选择。由于信号个数、信号类型、信号参数均能灵活选择,给用户提供了极大方便。用户可以根据自己的需要,选择合适的信号个数和类型,来组合输出各种信号。 1.1.2 智能化 控制系统具有智能化的特点,采用工控机作为控制中心,由计算机完成对模拟器的各项控制,设计了良好的人机界面,采用软面板输入参数具有自动检错功能,以避免用户误操作引起的错误。用

北斗信号模拟器实用方法

北斗信号模拟器实用方法 1.1.1数据库操作方法 本课题对数据库操作主要是使用的ADO Data控件的提供的方法来实现的。 4.2.4.1ADO Data控件的AddNew方法向表中增加一条记录 功能:为可更新的Recordset对象创建新记录。 语法:recordest.Addnew FieldList, Values 参数说明:Fieldlist 可选。新记录中字段的单个或一组字段名称或者序列位置。 Values 可选。新记录中字段的单个或一组值。如果Fields是数组,那么Values 也必须是有相同成员数的数组,否则将发生错误。字段名称的次序必须与每个数组中的字段值得次序想匹配。 4.2.4.2ADO Data控件的RecordSource属性查询记录 功能:RecordSource属性用来返回或者设置语句或返回一个记录集的查询. 语法:obiect.RecordSourse[=value] 参数说明:Object 一个对象表达式,其值为“应用于”列表中的一个对象 Value 一个字符串表达式,他指定了一个记录源 4.2.4.3ADO Data控件的Delete方法删除一条记录 功能:删除当前记录或者记录组 语法:recordset.Delete AffectRecords 参数说明: AffectRecords AffectEnum值,确定Delete方法所影响的记录数目。 4.2.4.4ADO Data控件的Updata方法修改记录。 功能:保存对Recordset对象的当前记录所做的所有更改. 语法:recordset.Update Fields, Value 参数说明:Fields 可选。变体型,代表单个名称;或者变体型数组,代表需要修改的字段(单个或者多个)名称或序号位置。 Values 可选。变体型,代表单个值;或者变体型数组,代表新记录中字段(单个或多个)值。 修改记录应该分为4步:

SAR雷达目标信号模拟器案例

SAR雷达目标信号模拟器案例 来源:北京华力创通科技股份有限公司作者:发表时间:2010-04-08 16:08:50 目前机载 SAR 雷达设备的主要测试手段是在地面采用点目标信号进行部分指标和分辨率测试。进 一步完整的成像测试需要安装在运载飞机上进行实际飞行测试,得到最后的指标。 星载 SAR 雷达设备的主要测试手段同样是在地面点目标信号进行部分指标和分辨率测试。通过 这种测试来估计实际的成像指标。 XXX 型 SAR 雷达目标信号模拟器可以实时模拟回放多点目标和场景目标回波。用于机载或星载 SAR 雷达设备在地面进行完整的功能和性能指标调试和测试。 XXX 型 SAR 雷达目标回波信号模拟器基本原理是一种数字储频体制的测试信号模拟设备。接收 来自雷达系统 TR 组件送出的脉冲发射信号,并在此基础上生成触发脉冲和回波信号;实时模拟点目 标回波信号:--能进行时间延迟、能叠加多普勒频移,能进行幅度调制;非实时模拟面目标回波信 号--可叠加地表信息、轨道特性、平台姿态特性和幅相误差、波位特性、天线性能等工程误差 XXX 型 SAR 雷达目标回波信号模拟器主要由三个功能单元组成: 射频单元 将来自雷达系统脉冲发射信号转换到中频,并将中频单元的模拟回波信号混频至射频,通过射频 电缆注入或通过天线回放给被测雷达; 数字中频单元 基于数字储频体制获取中频信号,经过数字变换成多点目标回波中频信号回放给射频单元。或根 据被测雷达的信号特征,将已经存储的大型场景目标回波回放出去 数学仿真单元 运行 SAR 雷达场景目标模拟生成算法,生成场景(即面目标)回波数据,注入给数字中频单元 技术优势 幅相控制技术 高速 AD/DA 技术( 20M - 1.5G 采样率) 实时点目标运算,非实时面目标模拟 高速板间数据传输技术(单通道最高速率可达 6Gbps ) 大容量板级数据存储技术( 20G ) 应用方案 雷达系统回波模拟 精密延迟信号实现 用于宽带雷达模拟器 实时记录 SAR 发射信号 实时回放数字信号、模拟各种条件

现代数字信号处理及应用仿真题答案

仿真作业 姓名:李亮 学号:S130101083

4.17程序 clc; clear; for i=1:500 sigma_v1=0.27; b(1)=-0.8458; b(2)=0.9458; a(1)=-(b(1)+b(2)); a(2)=b(1)*b(2); datlen=500; rand('state',sum(100*clock)); s=sqrt(sigma_v1)*randn(datlen,1); x=filter(1,[1,a],s); %% sigma_v2=0.1; u=x+sqrt(sigma_v2)*randn(datlen,1); d=filter(1,[1,-b(1)],s); %% w0=[1;0]; w=w0; M=length(w0); N=length(u); mu=0.005; for n=M:N ui=u(n:-1:n-M+1); y(n)=w'*ui; e(n)=d(n)-y(n); w=w+mu.*conj(e(n)).*ui; w1(n)=w(1); w2(n)=w(2); ee(:,i)=mean(e.^2,2); end end ep=mean(ee'); plot(ep); xlabel('迭代次数');ylabel('MSE');title('学习曲线'); plot(w1); hold; plot(w2); 仿真结果:

步长0.015仿真结果 0.10.20.30.4 0.50.60.7迭代次数 M S E 学习曲线

步长0.025仿真结果

步长0.005仿真结果 4.18 程序 data_len = 512; %样本序列的长度 trials = 100; %随机试验的次数 A=zeros(data_len,2);EA=zeros(data_len,1); B=zeros(data_len,2);EB=zeros(data_len,1); for m = 1: trials a1 = -0.975; a2 = 0.95; sigma_v_2 =0.0731; v = sqrt(sigma_v_2) * randn(data_len, 1, trials);%产生v(n) u0 = [0 0]; num = 1; den = [1 a1 a2]; Zi = filtic(num, den, u0); %滤波器的初始条件 u = filter(num, den, v, Zi); %产生样本序列u(n) %(2)用LMS滤波器来估计w1和w2 mu1 = 0.05; mu2 = 0.005; w1 = zeros(2, data_len);

一个雷达中频信号数字复解调系统的实现

第23卷 第4期核电子学与探测技术 V ol .23 N o .4 2003年 7月 N uclear Electronics &Detection T echnolo gy July 2003 一个雷达中频信号数字复解调系统的实现 刘树彬,吴义宝,安 琪,王砚方 (中国科学技术大学近代物理系快电子学实验室,安徽合肥 230027) 摘要:在阐述数字复解调原理的基础上实现了一个基于专用芯片的数字复解调测试系统。对比模 拟复解调,说明数字复解调的优越性以及它们的应用和发展前景。 关键词:数字复解调;数控振荡器;数字滤波;抽取 中图分类号:T P 957.52;T P 274.2 文献标识码:A 文章编号:0258-0934(2003)04-0364-03 收稿日期:2002-04-03 作者简介:刘树彬(1975-),男,山东昌乐人,中国科学技术大学近代物理系博士生,从事快电子学研究。 随着通信、雷达、医学成像等技术的不断发展,人们对信号处理的稳定性和灵活性要求越来越高。这些技术中信号处理的一个共同点就是采用复解调,传统以模拟复解调处理的方式已不能满足对输出信号的幅度一致性、相位一致性越来越高的要求。而高速、宽动态范围A /D 变换器和大规模集成电路器件的发展,使高速数字复解调方法的实现成为现实。 1 数字复解调的原理 随着A/D 变换器和数字逻辑器件速度的不断提高,传统的信号模拟解调机制正在被数 字复解调逐步替代,在通信比如第三代无线通信等领域,中频信号的数字化和复解调已经成为降低成本、提高系统稳定性、灵活性和一致性的重要手段[1] 。如果A/D 变换器和数字逻辑器件的速度足够快,甚至可以实现射频直接解调,这就是目前数字信号处理研究的热点“软件无 线电”[2]。 传统的信号处理中,中频解调采用模拟复 解调的方法,其基本原理是用压控振荡器和锁相环产生两路正交的中频载波信号。输入的中 频信号通过模拟乘法器分别和两路正交的中频载波信号相乘实现输入信号在频域的搬移,然后通过模拟低通滤波器得到I(in-phase,同相)和Q(quadrature,正交)两路基带信号,从而实现信号的下变频搬移和得到两路正交信号。由于模拟复解调采用模拟器件实现,因而稳定性和灵活性都不理想。具体表现在:模拟器件产生的中频载波信号的稳定性差;模拟乘法器的线性不好;模拟滤波器多采用LC 电路,其滤波特性难以调节且不易随具体应用的需求而改变;模拟分立元件的不一致性,I 、Q 两路的幅度和相位一致性难以得到保证。 数字复解调可以很好地解决这些问题:数字器件的精度只取决于数据的位数,不受温度、元器件个体差异等因素的影响。可以最大程度地确保信号的一致性。数字复解调一般是先用高速、宽动态范围的A/D 变换器直接将中频信号变成数字信号,然后和数字控制振荡器产生的两路正交的数字中载波信号相乘,实现输入信号在频域的搬移,再经数字滤波后得到数字基带信号,输出结果可以用DSP 或计算机作进一步处理。与传统的模拟复解调方法相比,数字复解调由于采用数字器件,其稳定性得到保证,同时载波的频率和相位、滤波器的特性等很容易根据应用的需求而调整,解调输出信号的幅度、相位一致性有很大提高。这些是模拟方法无

雷达目标模拟器射频前端设计与集成

国 防 科 技 大 学 学 报 第32卷第3期 J OUR NAL OF NA TIONA L UNIVERSI TY OF DEFENSE TECHNO LO GY Vol.32No.32010 文章编号:1001-2486(2010)03-0109-06 辐射式雷达目标模拟器射频前端设计与集成 赵 菲,王生水,柴舜连,刘海涛,毛钧杰 (国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙 410073) 摘 要:完成了辐射式雷达目标射频模拟器射频前端的设计与系统集成,该模拟器工作于L S X三个频段,支持连续波和脉冲工作体制,具有高精度的多目标生成能力。射频前端的插件结构设计保证了射频前端的电磁兼容性能和功能可扩展性。其测试结果均优于指标要求,并支持模拟器系统成功完成了实际雷达的目标模拟实验,验证了模拟器的系统性能。 关键词:雷达模拟器;接收机;发射机;频率综合器;数字射频存储(DRFM) 中图分类号:TN957 文献标识码:A Design and Integration of the Front End RF for the Radiated Radar Target Simulator ZHAO Fei,WANG Sheng shui,C HAI Shun lian,LIU Hai tao,MAO Jun jie (College of Electronic Sci ence and Engineering,National Uni v.of Defense Technology Changsha410073,China) Abstract:The front end RF for radiated radar target simulator was designed and integrated in this paper.This si mulator was operated on the L S X three bands,and it supported the CW and pulse operation.It generated multi targets in hi gh precision.The plug module structure design improved the EMC and the extension performance of the RF front end.The measured results of the system are better than the target.Furthermore,this RF front end supports the radar simulator fi nish the target si mulating for the real radar successfully,which verifies the performance of this radar simulator. Key words:radar simulator;receiver;transmitter;frequency syn thesizer;DRFM 雷达信号模拟器是模拟技术与雷达技术相结合的产物。它通过模拟雷达回波信号来考核被试雷达的技战术指标,并辅助检验雷达的威力和精度[1]。雷达模拟器根据信号注入方式的不同可分为:直接注入式模拟器和辐射(注入)式模拟器,信号注入点越靠前,模拟越复杂,越接近于现实[1]。国外对该领域的研究已有了大量的报导:美国KOR Electronics公司研制了数字化雷达环境模拟器(Digital Radar Environment Simulator),HP公司生产了基于并行FASS(Frequency Agile Signal Simulator)的X波段雷达动目标信号模拟器。国内从20世纪90年代开始相继出现有关雷达信号模拟器的研究报告:北航和航天部601所于1994年研制了一种通用型PD雷达目标模拟器;中科大电子工程系于2000年研制了毫米波目标模拟器[2]。在过去的10年里我国已经在雷达信号模拟的理论研究、设计实现等方面取得了一些令人瞩目的成果。但从总体来看,与国际先进水平相比,在雷达信号模拟的全面性、系统的通用性、可扩充性、兼容性以及产品化等方面还有一定的差距。 本文研制的辐射式雷达目标射频模拟器射频前端覆盖L S X三个工作频段,提高了雷达测试的通用性;多目标模拟精度高,最大程度还原了模拟目标完整性和真实性;各频段对应的射频前端采用插件形式,改善了系统的灵活性及可扩充性。 1 射频系统设计 1 1 模拟器系统结构 该模拟器采用数字射频存储(Data Radio Frequency Memory,DRFM)方案实现。主要由控制计算机、接 收稿日期:2010-02-05 作者简介:赵菲(1983 ),男,博士生。

利用模拟器如何模拟氧传感器信号

利用模拟器如何模拟氧传感器信号 这几年随着汽车设计和制造的整体发展,闭环控制已经成为一种大势所趋,尤其是电喷系统对闭环控制尤为常见,即通过安装氧传感器和三元催化器,实现电脑对于供油系统的全过程调整。这样可以大大的提高环保水平,但故障也就相对多起来。 氧传感器的损坏究竟会对汽车的运行产生多大的影响,很难有一个很好的解释,因为不同汽车对于氧传感器的依赖程度不同。但由于它的功能及工作原理比较独特,所以先掌握氧传感器的性质,对维修人员诊断电喷发动机的故障是有重要意义的。 氧传感器其实就是一个低电压、低电流的小发电机,当它的内外表面所接触的氧分子浓度不同时,便形成一个电位差,它的外表面伸入排气管中直接与发动机排气相接触,它的内表面与大气接触,大气中氧分子的浓度是不变的。而排气中氧分子的浓度是随混合气浓度的变化而变化的。当混合气的实际空燃比高于理论空燃比14.71,即稀混合气时,废气中剩余的氧分子浓度相对较高,这时氧传感器内外氧分子浓度相差较小,只能输出大约0.1V的电压;而当混合气的实际空燃比小于理论空燃比,即浓混合气时,废气中剩余的氧分子非常少,这时氧传感器内外表面氧分子浓度相差较大,可以输出大约1.0V左右的电压。这样,电脑就可以通过氧传感器输出的信号了解当前混合气浓度相对于理论值的微小偏差,于是根据这个信号相应调整喷油器的喷油脉宽,以弥补这个微小偏差,从而提高了控制的精度。 电喷轿车所采用的氧传感器大致分为单线、三线及四线等几种形式,它们的区别只在于三线或四线的氧传感器中多了一个加热装置,因为氧传感器只有在400℃以上才工作。在工作状态下,氧传感器反馈电压可以使用模拟器的直流电压档测量信号线对负极的电压。信号线绝对不能搭铁,否则将不可恢复性地损坏氧传感器。此时起动发动机并便水温达到 至少80℃,使发动机多次达到2500r/min后使发动机转速保持2500r/min,并观察模拟器显示的电压,电压值应在此0.1~0.9V之间迅速跳动,在1Os之内电压应在0.1~0.3V之间变化至少6~8次,若电压变化比较缓慢,不一定就是氧传感器或反馈控制系统有故障,可能是氧传感器表面被积炭覆盖而灵敏性降低。这时可使发动机高速运转几分钟以清除积炭,然后再观察氧传感器信号电压是否符合规定,如仍不符合规定,则进行下一步检查。 下面介绍一个利用模拟器排除故障的实例。 故障现象一辆由广东三星组装的美国克莱斯勒道奇捷龙汽车(装备3.3L发动机),排放量超标,在怠速工况下 CO达到5.1%以上,HC达到300×10-6左右。通过这组数字可以看出:此车的混合气偏浓,在汽车维修人员对该车发动机的油路和点火电路做了常规维护后,发动机的污染物排放量依然超标。当用克莱斯勒专用故障检测仪DRBⅢ对电控燃油喷射系统进行检测时,发现故障代码为21、51和52号,其含义均为氧传感器信号高于或低于正常值。通过读取数据流,发现氧传感器的数值始终是2.5V不变化。然后改变各种工况,发现氧传感器的电压信号在发动机的各种工况下都相同。因此怀疑氧传感器已失效。在检查氧传感器时,发现在排气管上根本未装氧传感器,而安装氧传感器的位置被一个螺丝堵住。也就是说,该汽车发动机的电子控制系统已成为无氧传感器信号的开环控制系统,这就是发动机污染物排放量超标的原因。而且该车也没有安装三元催化器。 于是,使用模拟器的模拟氧传感器数值的功能。 (1)将模拟器的绿色氧传感器专用线和黑色连线连接在车上氧传感器的输出回路上; (2)将中间功能选择开关置于:KnocK/Oxy档位; (3)将右侧功能选择开关置于:Volts/Oxy位置; (4)使发动机起动运转,然后打开SST Ⅲ,此时SST Ⅲ将产生一个0.15V的恒定的连

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