研究了视线环境下毫米波降雨衰减和信号起伏效应，为分析多径环境对雨衰和雨致信号起伏效应的影响提供了“比较标准”。基于粒子散射吸收理论，简述了雨衰机理，并通过仿真分析了现有雨哀工程模型的局限性，进而提出了一种修正特征衰减模型参数的方法，基于ITU-R给出的35GHz模型参数对该修正方法进行了验证：根据随机介质波传播理论，研究了雨粒子散射引起的信号起伏效应。基于自主搭建的Ka波段信道哀落特性和降雨物理特征测量系统，分别在视线环境和多径环境下，开展了关于雨哀和雨致信号起伏特性的测量实验，根据仪器的测量原理，优化了实测雨滴谱的提取方法，并提出了基于实测雨滴谱修正weibul模型参数的方法，建立了适用于西安地区精确的南滴尺寸分布模型，进而结合等效介电常数理论修正了指数雨衰模型参数，比较了视线环境下修正模型的雨哀计算结果与实验测量结果，以验证所提出的模型参数修正方法的正确性和可行性。然而，将多径环境下降雨特征代入修正模型中，其计算和实验结果表明地形地物多径环境会“放大”雨衰和信号起伏深度。基于电波传播理论和等效均匀介质理论，建立了复合环境下的电波传播模型；在该模型基础上，推导出了地形地物多径传播环境影响下的降雨衰减模型和信号起伏统计特性模型：仿真和讨论了在典型地形地物多径环境下，典型降雨时间序列下的衰减和信号起伏效应，揭示了多径环境“放大”大气传输效应的机理，并与实验结果进行了比较，验证了该模型的有效性。本文研究方法对降雪、沙尘暴等恶劣天气环境和地形地物多径传播环境综合作用下毫米波传播特性的研究具有重要的指导意义，同时其研究成果对5G应用场景下亳米被信道建模，以及提高5G毫米波移动通信系统性能具有重要的应用价值。
上传时间： 2022-06-20
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射频功率放大器在雷达、无线通信、导航、卫星通讯、电子对抗设备等系统中有着广泛的应用，是现代无线通信的关键设备.与传统的行被放大器相比，射频固态功率放大器具有体积小、动态范围大、功耗低、寿命长等一系列优点；由于射频功率放大器在军事和个人通信系统中的地位非常重要，使得功率放大器的研制变得十分重要，因此对该课题的研究具有非常重要的意义.设计射频集成功率放大器的常见工艺有GaAs，SiGe BiCMOS和CMOS等.GaAs工艺具有较好的射频特性和输出功率能力，但其价格昂贵，工艺一致性差；CMOS工艺的功率输出能力不大，很难应用于高输出功率的场合；而SiGe BiCMOS工艺的性能介于GaAS和CMOS工艺之间，价格相对低廉并和CMOS电路兼容，非常适合于中功率应用场合.本文介绍了应用与无线局域网和Ka波段的射频集成功率放大器的设计和实现，分别使用了CMOS，SiGe BiCMOS，GaAs三种工艺.（1）由SMIC 0.18um CMOS工艺实现的放大器工作频率为2.4GHz，采用了两级共源共栅电路结构，在5V电源电压下仿真结果为小信号增益22dB左右，1dB压缩点处输出功率为20dBm左右且功率附加教率PAE大于15%，最大饱和输出功率大于24dBm且PAE大于20%，芯片面积为1.4mm*0.96mm；（2）由IBM SPAE 0.35um SiGe BiCMOS工艺实现的功率放大器工作频率为5.25GHz，分为前置推动级和末级功率级，电源电压为3.3V，仿真结果为小信号增益28dB左右，1dB压缩点处输出功率大于26dBm，功率附加效率大于15%，最大饱和输出功率为29.5dBm，芯片面积为1.56mm"1.2mm；（3）由WIN 0.15um GaAs工艺实现的功率放大器工作频率为27-32GHz，使用了三级功率放大器结构，在电源电压为5V下仿真结果为1dB压缩点的输出功率Pras 26dBm，增益在20dB以上，最大饱和输出功率为29.9dBm且PAE大于25%，芯片面积为2.76mm"1.15mm.论文按照电路设计、仿真、版图设计、流片和芯片测试的顺序详细介绍了功率放大器芯片的设计过程，对三种工艺实现的功率放大器进行了对比，并通过各自的仿真结果对出现的问题进行了详尽的分析。
上传时间： 2022-06-20
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《射频通信电路设计》学习笔记（一）1.1射频概念1864-1873年，英国物理学家麦克斯书通过电磁学的研究，提出了著名的Maxwell方程组，并在理论上预言了电磁波的存在。1887-1891年，德国物理学家赫兹通过电磁学实验首次证实了电磁波的存在901年，马可尼利用电磁波实现了横跨大西洋的无线通f1.2射频通信电路应用简介在电子通信系统中，只有使用更高的载波频率，才能获得更大的带宽。按照10%的带宽计算，有线电视系统中使用100MHz的载波可以获得10MHz的带宽1.3射频电路设计的特点1.3.1分布参数集总参数元件：指一个独立的局域性元件，能够在一定的频率范围内提供特定的电路性能。在低频电路设计中，可以把元件看作集总参数元件，认为元件的特性仅由二传手自身决定，元件的电磁场部集中在元件内部。如电容、电阻、电感等；一个电容的容抗是由电容自身的特性决定不会受周围元件的影响，如果把其他元件靠近这个电容器，其容抗不会随之产业化。分布参数元件：指一个元件的特性延伸扩展到一定的空间范围内，不再局限于元件自身。由于分布参数元件的电磁场分布在附近空间中，其特性要受周围环境的影响。同一个元件，在低频电路设计中可以看作是集总参数元件，但是在射频电路设计中可能需要作为分布参数元件进行处理。例如，一定长度的一段传输线，在低频电路中可以看作集总参数元件；在射频电路中，就必须看作分布参数元件。分布电容（Cp）：指在元件自身封装、元件之间、元件到接地平面和线路板布线间形成非期t电容。分布电容与元件眯并联关系。分布电感（LD）：指元件引脚、连线、线路板布线等形成的非期望电感。分布电感通常与元件为串联关系。
上传时间： 2022-06-21
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近年来，随着通信技术的迅猛发展，光纤通信己成为当今信息社会不可或缺的通信系统。光电子器件以及光模块是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键部件，是光传输系统的心脏。本课题研究从有源光器件的工作特性入手，描述了光收发合一模块的工作原理、器件结构、耦合封装、高速数字信号布线以及各种光模块的现状和发展。分析了半导体激光驱动器的输入输出结构及其高速调制特性，并对光模块中高速电路传输线理论进行了详细的分析。本文在理论上对光有源器件的特性、光模块以及光收发器的工艺问题作了深入的探讨。对传输线理论作了深入的研究，并将其应用于高速电路的布线上。所研究的光模块具有性价比高、实用性强、接口标准实用面宽的特点，并且构成了系列产品，能广泛应用于不同的场合。
上传时间： 2022-07-09
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调幅发射机的主要任务是完成低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波.本文以高频电子线路为基础,以调制电路、功率放大电路为单元,完成了调幅发射机的电路搭建,并用 Multisim 软件对单元电路进行了仿真.仿真分析表明,所搭建单元电路能实现其基本功能,符合调幅发射机的要求.19 世纪末迅速发展起来的以电信号为消息载体的通信方式,称为现代通信系统,即无线通信系统[1].无线通信具有方便、不受距离和周围地理环境限制等优点,受到广泛关注.无线通信系统包括无线发射机和接收机,发送设备主要有两大任务:一是调制,二是放大.简易调幅发射机的机构如图1所示.高频信号源作为载波,音频信号源可以是语音,可以是音乐,也可以是固定的单音频.高频信号与音频信号经幅度调制后变为调幅波,然后送往高频功放,经高频功放放大后,通过天线发射出去.
上传时间： 2022-07-19
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近几十年来，移动通信进入了飞速发展时期，它与人们的日常生活息息相关，已经成为了人们生活中的必需品，目前移动通信正处在由第二代向第三代过渡的阶段。调制技术是移动通信中的一项关键技术，根据不同的无线信道的特点选择合适的、高效的调制方式对移动通信系统的性能非常重要。软件无线电技术的出现对于移动通信的发展起到了很大的推动作用，构建一个通用的、标准的、模块化的硬件平台，把以前用硬件实现的无线电功能用软件来实现，大大地提高了通信系统的灵活性。用软件无线电技术实现的数字调制灵活性好，可以通过空中下载实现不同的调制方式，从而适应不同的通信体制。 在阅读了大量数字调制和软件无线电的国内外文献的基础上，本文深入研究了各种数字调制方式的原理以及优缺点，设计了一个软件无线电平台以实现相应的数字调制。该平台以TI公司的DSP芯片TMS320VC5416为核心部分进行信号的处理用于实现数字调制算法，在外围电路上扩展了ADC、DAC芯片分别构成前向数据采集模块和后向调制信号处理模块，同时用CPLD来构成逻辑控制模块，主要实现地址分配、提供接口控制信号、输入信息检索功能、译码功能和分频功能。在软件设计方面，本设计分为整体逻辑控制和数字调制算法实现两部分。在整体逻辑控制部分主要是针对CPID模块进行整体逻辑控制的设计，在数字调制算法部分主要是在DSP模块实现ASK、FSK、QPSK等数字调制算法的设计。 本软件无线电平台具有处理速度快、实时操作性强、存储大量数据等优点。 关键字：软件无线电；数字调制；DSP；CPLD
上传时间： 2013-04-24
上传用户：zukfu
扩频通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗窄带干扰，抗多径干扰，抗人为干扰的能力，并具有信息隐蔽、多址保密通信等优点，在近年来得到了迅速的发展。论文针对直扩通信系统中伪码和载波同步问题而展开，研究了直扩系统的结构、性能及完成了相关参数的计算，改进了包络算法，设计了解扩和解调器，最后用ISE9.1实现了解扩和解调器的仿真波形，验证了设计的正确性。 论文研究了扩频通信系统的特点、国内外发展现状及理论基础，完成了DS-QPSK接收机的解扩器和解调器的设计与实现。解扩器主要围绕着伪码的捕获与跟踪这一核心，分析了解扩器的结构、性能及其完成了相关参数的计算，完成了数字下变频器、伪码发生电路、伪码相关积分提取电路、多通道快码捕获电路、伪码跟踪鉴相电路、伪码时钟调整电路的设计，并在ISE9.1编程综合得到仿真结果，验证了设计的正确性。由于相关积分包络算法是整个系统的基础和核心，为了减少时延和系统所占硬件资源，改进了包络算法并得到了仿真验证。结果表明，它不但减少了硬件资源的占用、缩短了延时，而且对整个系统的优化起着决定性的作用。论文给出了伪码同步的仿真结果及资源占用情况，有力地说明了解扩器占用资源少、时延短等特点。 解调器研究了频偏及载波相位误差对信号的影响及同步方案，完成了数控振荡器、反正切鉴频器、环路滤波器的设计并得到了相关的仿真波形，实现了载波的跟踪，给出了仿真结果及资源占用情况，对系统实现过程中的一些经验进行了总结。最后是对论文工作的一些总结和对今后工作的展望。
上传时间： 2013-06-13
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软件无线电（Software Defined Radio）是无线通信系统收发信机的发展方向，它使得通信系统的设计者可以将主要精力集中到收发机的数字处理上，而不必过多关注电路实现。在进行数字处理时，常用的方案包括现场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）。FPGA以其相对较低的功耗和相对较低廉的成本，成为许多通信系统的首先方案。正是在这样的前提下，本课题结合软件无线电技术，研究并实现基于FPGA的数字收发信机。 @@ 本论文主要研究了发射机和接收机的结构和相关的硬件实现问题。首先，从理论上对发射机和接收机结构进行研究，找到收发信机设计中关键问题。其次，在理论上有深刻认识的基础上，以FPGA为手段，将反馈控制算法、反馈补偿算法和前馈补偿算法落实到硬件电路上。同步一直是数字通信系统中的关键问题，它也是本文的研究重点。本文在研究了已有各种同步方法的基础上，设计了一种新的同步方法和相应的接收机结构，并以硬件电路将其实现。最后，针对所设计的硬件系统，本文还进行了充分的硬件系统测试。硬件测试的各项数据结果表明系统设计方案是可行的，基本实现了数字中频收发机系统的设计要求。 @@ 本文中发射机系统是以Altera公司EP2C70F672C6为硬件平台，接收机系统以Altera公司EP2S180F1020C3为硬件平台。收发系统均是在Ouartus Ⅱ 8．0环境下，通过编写Verilog HDL代码和调用Altera IP core加以实现。在将设计方案落实到硬件电路实现之前，各种算法均使用MATLAB进行原理仿真，并在MATLAB仿真得到正确结果的基础上，使用Quartus Ⅱ 8．0中的功能仿真工具和时序仿真工具进行了前仿真和后仿真。所有仿真结果无误后，可下载至硬件平台进行调试，通过Quartus Ⅱ 8．0中集成的SignalTap逻辑分析仪，可以实时观察电路中各点信号的变化情况，并结合示波器和频谱仪，得到硬件测试结果。 @@关键词：SDR；数字收发机；FPGA；载波同步；符号同步
上传时间： 2013-04-24
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GSM是全球使用最为广泛的一种无线通信标准，不仅在民用领域，也在铁路GSM-R等专用领域发挥着极为重要的作用。由于无线信道具有瑞利衰落和延时效应，在通信系统的收发两端也存在不完全匹配等未知因素，因此接收的信号叠加有各种误差因素的影响。GSM接收机的实现离不开系统的同步，为了得到更好的同步质量，就必须对GSM基带同步技术进行研究，选择一种最合适的同步算法。GSM的同步既有时间同步，也有频率同步。 @@ 软件无线电是当前通信领域引入注目的热点之一。长期以来，GSM的接收和解调都是由专用的ASIC芯片来完成的，通过软件来实现GSM接收机的基带算法，体现了软件无线电技术的思想，选择用它们来实现的GSM接收机具有灵活、可靠、扩展性好的优点。 @@ 论文主要讨论GSM接收机同步算法与基于FPGA和DSP的GSM接收机设计， @@ 主要内容包括： @@ 通过相关理论知识的学习，设计验证了GSM基带同步算法。对FB时间同步，讨论了包络检测和FFT变换两种不同的方法；对SB时间同步，介绍实相关和复相关两种方法；对频率同步，给出了一种对FB运用相关运算来精确估计频率误差的算法。 @@ 设计了使用GSM射频收发芯片RDA6210并通过实验室的ALTERA EP3C25FPGA开发板进行控制的GSM射频端的解决方案，论文对RDA6210的性能和控制方式进行了详细的介绍，设计了芯片的控制模块，得到了下变频后的GSM基带信号。 @@ 设计了基于RF前端+FPGA的GSM接收机方案。利用ALTERA EP2S180开发平台来完成基带数据的处理。针对ALTERA EP2S180开发平台模数转换器AD9433的特点使用THS4501设计了单独的差分运算放大器模块；设计了平台的数据存储方案并将该平台得到的基带采样数据用于同步算法的仿真。 @@ 设计了基于RF前端+DSP的GSM接收机方案。利用模数转换器AD9243、FPGA芯片和TMS320C6416TDSP芯片来完成基带数据的处理。设计了McBSP+EDMA传输的数据存储方案。 @@ 给出了接收机硬件测试的结果，从多方面验证了所设计硬件平台的可靠性。 @@关键词：GSM接收机；同步；RF； FPGA；DSP；
上传时间： 2013-07-01
上传用户：sh19831212
IIR数字滤波器是冲激响应为无限长的一类数字滤波器，是电子、通信及信号处理领域的重要研究内容，国内外学者对IIR数字滤波器的优化设计进行了大量研究。其中，进化算法优化设计IIR数字滤波器虽然取得了一定的效果，但是其也有自身的一些不足；另外，基于粒子群算法以及人工鱼群算法的IIR数字滤波器优化设计也取得了较好的效果。但这些方法都是将多目标优化问题转化为单目标优化问题，这种方法是将每个目标赋一个权值，然后将这些赋了权值的目标相加，把相加的结果作为目标函数，在此基础上寻找目标函数的最小值，这样做造成的问题是可能将其中的任何一种满足目标函数值最小的情况作为最优解，但实际上得到的不一定是最优解。也就是说，单目标的方法难以区分哪一种情况为最优解，这样的寻优模型从理论上来说是难以得到最优解的。另外，在将多目标转化为单目标时，各个目标的权值难以确定，而且最终只能得到唯一解。针对这些问题，本文在研究传统遗传算法、进化规划算法以及量子遗传算法的IIR数字滤波器优化设计的基础上，将重点研究IIR数字滤波器的粒子进化规划优化、遗传多目标优化以及量子多目标优化。另外，由于在通信系统中IIR数字滤波器有广泛应用，并且大量采用FPGA实现，多目标优化方法得到的滤波器性能也值得验证，因此，对多目标优化方法得到的IIR数字滤波器系数进行FPGA仿真验证有重要的现实意义。 @@ 论文的主要工作及研究成果具体如下： @@ 1.分析IIR数字滤波器的数学模型及其优化设计的参数；针对低通IIR数字滤波器，采用遗传算法及量子遗传算法对其进行优化设计，并给出相应的仿真结果及分析。 @@ 2.针对使用进化规划算法优化设计IIR数字滤波器时容易陷入局部极值的问题，研究粒子进化规划算法，并将其应用于IIR数字滤波器的优化设计，该算法将粒子群优化算法与进化规划算法相结合，继承了粒子群算法局部搜索能力强和进化规划算法遗传父代优良基因能力强的优点。将这种新的粒子进化规划算法应用于IIR低通、高通、带通、带阻数字滤波器的优化设计，显示了较好的效果。 @@ 3.优化设计IIR数字滤波器时，通常将多目标转化为单目标的优化问题，这种方法虽然设计简单，但是在将多目标转化为单目标时，各个目标的权值难以确定，而且最终只能得到唯一解，不能提供更多的有效解给决策者。针对常 用基于单目标优化算法的不足，在分析IIR数字滤波器优化模型和待优化参数的基础上，本文研究遗传算法的IIR数字滤波器多目标优化设计方法，该方法将多个目标值直接映射到适应度函数中，通过比较函数值的占优关系来搜索问题的有效解集，使用这种方法可以求得一组有效解，并且将多目标转化为单目标的优化方法得到的唯一解也能被包括在这一组有效解中。@@ 4.将量子遗传算法应用于IIR数字滤波器多目标优化设计，研究量子遗传算法的IIR数字滤波器多目标优化设计方法，并将优化结果与传统遗传算法的多目标优化方法进行了比较。仿真结果表明，在对同一种滤波器进行优化设计时，使用该方法得到的结果通带波动更小，过渡带更窄，阻带衰减也更大。 @@ 5.针对IIR数字滤波器的硬件实现问题，在对IIR数字滤波器的结构特征进行分析的基础上，分别采用遗传多目标优化方法量子多目标方法优化设计IIR数字滤波器的系数，然后针对两组系数进行了FPGA( Field-Programmable GateArray，现场可编程门阵列)仿真验证，并对两种结果进行了对比分析。 @@关键词：IIR数字滤波器；优化设计
上传时间： 2013-06-09
上传用户：熊少锋
