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《南北大学》 2018年
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射频干扰对消系统理论与艺术研究

崔云龙  
【摘要】:随着无线通信和传播技术飞速提高,复线收发系统越来越复杂和规范化,复线收发机中的射频自干扰现象越来越普遍。自干扰会导致无线接收机灵敏度下降,甚至接收机饱和,之所以需要对接收机中的自干扰进行抑制。射频干扰对消技术是一种备用范围较广、且特别适用于自干扰抑制的艺术手段。深入进行对射频干扰对消系统之争鸣与艺术研究,对无线通信和监测系统之腾飞具有举足轻重意义。本文针对目前射频干扰对消系统之相关理论和噪声性能研究之欠缺,重大研究了基于模拟最小均方(analogue least mean square,ALMS)环路的射频对消系统之理论模型,以及射频干扰对消系统对无线接收机中收到噪声的影响。以所提出的理论模型为指导,科研成功了高性能的辐射功率对消器(reflected power canceller,RPC)裸机,并通过实验对理论模型进行了检查。研讨进展包括以下六个地方:1、谈起了基于一级ALMS环路的辐射功率对消器的一种线性时不变(LTI)模型,消灭了受载波干扰激励的RPC的对消性能和平稳分析研究中缺乏精确理论模型的题材。基于RPC的环路积分方程,树立了单音激励下RPC的LTI模型,并在此基础上建立了线性调频连续波信号激励下的RPC的LTI模型,之所以分析了RPC的增幅频响应、干活带宽和环路稳定性等性质,座谈了现实RPC电路中生存的各族非理想因素对环路稳定性和对消误差的影响,所得结论对准确分析RPC性能具有举足轻重指导价值。2、谈起了RPC在载波干扰激励条件下的噪声分析模型,为分析和计算RPC的对消比、线性度和噪声性能等指标对所有接收机灵敏度的影响提供了驳斥实证。构成实际永利赌场需求,剖析了在不同干扰信号类型、干扰电平和掌握方式等原则下,射频对消电路及其控制器对接收机灵敏度的影响机理,基于相关研究结论,构成上述RPC的LTI模型,树立了用以分析RPC出口噪声与其组成电路的噪声特性、环路参数和干扰对消比等因素之间沟通的理论模型,剖析讨论了RPC的出口噪声成分,并得出结论:顶载波干扰抑制比足够高的规范下,RPC中的矢量调制器的噪声贡献对RPC总出口噪声的尺寸起着决定性的意图,之所以,研讨低附加噪声的总分调制器对于高性能RPC系统之贯彻具有举足轻重意义。3、基于所提出的RPC的LTI模型和噪声模型,以改善RPC的对消性能、环路稳定性和噪声性能为对象,谈起了高性能RPC的规划准则,详细分析了环路参数设计、环路增益分配、RPC其中电路模块和所运用器件的首要性能指标等因素对RPC的载体对消比、稳定及噪声性能的影响。构成当前微波器件水平、RPC性能需求、电路设计难度和本金等因素,座谈了突出的RPC电路的贯彻方案。谈起了一种基于反射调制的改进型RPC系统方案。与基于传输型调制器的民俗RPC对比,所提出的改进型RPC具有确切的自适应干扰对消能力和噪声性能,但具有电路结构简单紧凑、面积小的引人注目优势,合同于对软件尺寸限制严格的各族小型化连续波雷达和RFID读写器等永利赌场系统内部。4、基于上述高性能RPC的规划准则,谈起了离别基于反射型和传输型矢量调制器的两种RPC的规划方案,科研成功了办事在UHF频段高性能RPC裸机。两种样机均具有高稳定、宽大工作带宽、高功率容量等特征。基于传输型调制器的RPC的吸收噪声指标优于当前文献报导过的同频段RPC,在+10d Bm载漏条件下,首屈一指的等效输入接收噪声为-156d Bm/Hz@100k Hz offset。试验研究表明,使用LTI模型可以较准确地预测评估RPC的现实载波对消结果。为了进一步验证LTI模型在微波电路中的适用性,拓展了K波段RPC的试验研究。穿越优化关键电路参数和环路参数,大妈改善了模块的对消性能。K波段RPC的试验结果与基于LTI模型的预测结果一致性良好,因而进一步证明了LTI模型在射频与微波频段的正确和适用性。5、剖析了基于PIN管的总分调制器产生残余调制噪声的哲理以及影响残余调制噪声电平的严重性要素,穿越分析比较各种电路结构的调制器的残余调制噪声,谈起了一种通过使用并联电路结构以增加PIN管数量从而降低调制电路残余噪声的规划方法,并从理论上比较了辐射型和传输型矢量调制器的残余噪声指标。利用基于UHF波段RPC电路的残余噪声测量系统,测量了利用三种不同型号PIN管构成的辐射型和传输型矢量调制器在多种状态下的残余调制噪声,总结了噪声指标随调制器控制状态变化的规则。末了通过实验比较了辐射型和传输型矢量调制器的残余噪声指标的区别,检验了驳斥分析结论。此项研究为研制低噪声矢量调制器的科研及高性能射频对消系统之水利工程实现打下了第一基础。6、基于分析离散LMS书法收敛性能的小幅度LMS统计理论,对在干扰信号和参考向量联合高斯分布、且其频谱带宽远高于环路带宽的情况下,ALMS随机干扰对消环路的瞬态收敛特性和角度噪声进行了驳斥分析,并得出结论:由ALMS书法的透明度噪声导致的均衡方对消误差值,随参考向量的严酷性、对消最小均方误差和环路带宽的上升而增大。该结论对降低梯度噪声对ALMS环路的对消误差的影响具有指导价值。末了以UHF波段和K波段的两个基于一级ALMS环路的RPC裸机为实验平台,对ALMS对消环路的随机干扰对消性能进行初步的试验研究,结果表明,顶干扰信号为窄带随机信号时,UHF波段和K波段RPC电路均能平安工作,贯彻较好的对消效果。
【学位授予单位】:南北大学
【学位级别】:院士
【学位授予年份】:2018
【列入号】:TN859

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【参考文献】
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