基于邻近频点插值混合扩频信号多普勒频偏估计算法

针对直扩/跳扩混合扩频信号捕获算法中,要降低多普勒频率估计误差,但运算资源有限的问题进行了研究.采用一种基于插值预测的频率估计算法,利用不同频点之上的相关值进行多普勒频偏估计,以较低的计算量为代价,减小多普勒频率误差.在不同信噪比环境与不同接收信号多普勒频率下,对多普勒频率检测精度进行仿真.经过测试表明,该算法在信噪比不低于-23 dB时,对于直扩/跳扩混合扩频系统的多普勒频率估计误差的平均值小于20 Hz,且具有更加稳定的均方根误差,可以做到在不需要较多改变硬件的情况下,通过后期计算即可提高多普勒频率估计的精度.     

矢量传感器估计目标方位的误差的仿真研究

应用矢量传感器确定目标方位是一种新的定位方法,仿真研究了它的误差问题,考虑的因素有:敏感元件幅度和相位响应的不一致性、接收信号信噪比、目标的运动以及目标与矢量传感器的相对位置等.当敏感元件的相位和幅度不一致性分别为3°和0.5dB时,方位估计误差大约为2°.对于运动目标,仅当长信号、高运动速度和近距离时,目标方位变化才是明显的.一般情况下,目标方位变化小于方位估计误差.当俯仰角小于20°和接收信号信噪比大于0时,俯仰角的影响是不明显的.关于接收信号信噪比,仅当它大于0时才能得到好的方位估值.     

使用矩形相位光栅的可辨向激光多普勒测振仪

讨论了激光多普勒技术的双相检测辨向方法,分析了单周期矩形相位光栅的衍射效率,在此基础上,描述了一种利用双相检测法辨向的、以单周期矩形相位光栅作合束器(beam-combiner)的后向散射型激光多普勒测振仪,详细说明了仪器的工作原理,给出了有关的实验结果.采用能消除零级衍射光的矩形相位光栅来抑制杂散光和结合微弱的信号光,同时还在信号处理中采用差动电路来消除噪声,所以该仪器能在目标散射光比较微弱的情况下获得高信噪比(SNR)的信号,从而有利于扩大应用范围和提高测量精度.     

改进的三次相位函数法LFM雷达信号参数估计

为了研究对线性调频(LFM)雷达信号的参数估计,提出了利用改进的三次相位函数法对LFM雷达信号进行参数估计.三次相位函数法可提取信号的相位函数的各项系数,并且只需通过二阶非线性变换在信号参数空间形成最大值来进行估计参数,具有较高的精度和良好的低信噪比能力,但是计算量较大.针对三次相位函数法计算量大的问题,提出调频斜率搜索范围设定准则及双尺度调频斜率搜索法,可减少大量计算量,同时保持了低信噪比下的算法精度.仿真测试结果表明,新算法有效地减小了计算量,并且保证了低信噪比下的算法精度,算法性能得到了提高.     

单脉冲雷达系统通道一致性校正方法研究

在振幅和差单脉冲体制对目标进行角度测量的条件下,讨论了采用宽带信号的和差波束接收通道的幅相特性不一致。当幅度误差<14 dB、相位误差<0.27 rad的通道误差模型时,针对宽带信号提出了一种对和差通道幅相进行校正的算法。通过计算机仿真表明,校正后的测角精度有明显提高,满足了系统设计的要求。     

应用频率误差修正的高灵敏度GPS信号捕获技术

为提高弱信号环境下GPS捕获的灵敏度和频率精度,分析了差分相干捕获的输出特性,并对捕获频率误差的分布性进行理论推导.在此基础上提出在捕获过程中将频率误差修正值通过反馈环路实时引入本地振荡器,使修正后的sinc项趋近于1.理论分析与性能评估结果表明,差分相干输出近似服从高斯分布,提出的方案在处理低信噪比的GPS信号时,灵敏度优于非相干法2 dB、标准差分法0.5 dB;在给定的积分时间下,捕获得到的多普勒频率均值与实际值的误差小于5 Hz,标准差小于20 Hz,而且具有捕获频率精度随积分时间增加而提高的优点,能够满足后续弱信号跟踪要求.     

基于多任务学习的MIMO-OFDM信号联合信噪比估计与调制识别

针对当前非协作通信中MIMO-OFDM信号信噪比盲估计与子载波的调制识别研究仅集中在单个任务中的问题,提出了一种将深度神经网络与多任务学习(MTL)框架相结合从而同时完成信噪比盲估计与调制识别的算法。首先利用特征值矩阵联合近似对角化算法(JADE)恢复发送信号,并提取恢复信号的同向正交(I/Q)分量作为浅层特征;然后搭建基于一维卷积神经网络(CNN)的多任务学习模型,通过联合训练信噪比(SNR)估计和调制识别两个任务,实现优势互补。仿真结果表明,所提算法可获得比单任务学习(STL)更优的性能,当信噪比为-10dB时,信噪比估计的均方误差降低了66.21%,调制识别精度提高了4.75%。另外,多任务学习模型在信噪比大于-1dB时,信噪比估计的均方误差小于0.1;信噪比为3dB时,调制识别的精度可达到100%。     

基于瞬时测相的π/4-DQPSK信号解调算法

提出了一种基于瞬时测相的π/4-DQPSK信号解调算法.这种算法通过实时估计信号的相位来提取调制相位信息,并通过相位推算信号的瞬时频率,实现码元同步,进而完成相位判决,恢复出原始的调制码.Matlab仿真表明,这种算法能够正确实现对信号的解调,在AWGN信道中,当误码率BER=10-4时,比传统差分相干解调大约有1 dB的信噪比性能改善.     

消除OTHR电离层相位污染的相邻相位差法

电离层扰动会使天波超视距雷达（OTHR）回波信号的多普勒谱展宽,影响OTHR目标检测能力,需要进行去污染处理.在分析OTHR信号处理过程和电离层扰动对回波信号污染机理的基础上,利用回波信号污染前后的相位关系,提出了消除电离层非线性相位污染的相邻相位差法（APD）,并与现有的几种去电离层相位污染方法进行了比较.计算机仿真结果表明：APD方法去相位污染效果明显,且当污染信号的幅度和频率变化时具有一定的稳定性;与其他方法相比该方法估计误差小且比较平滑,特别在校正低信噪比下的电离层相位污染时具有一定的优势.     

高速突发模式下π/4-DQPSK的相位捕获与跟踪

基于高速突发通信对同步时间的要求,提出了π/4-DQPSK调制信号的载波同步方案.根据最大似然估计原则,对一种数据辅助式快速相位捕获算法进行了深入研究.仿真表明,当信噪比不小于8dB时,该相位捕获算法仅需10个左右码元符号就能快速捕获载波相位;另外,通过相位旋转,将π/4-DQPSK变换成DQPSK信号解调判决,能带来4dB左右的解调增益,并可以将常用的QPSK载波跟踪环应用于π/4-DQPSK系统.     

基于卡尔曼滤波原理的机车轮对系统标定方法

针对激光位移传感器引入的噪声信号,利用卡尔曼滤波原理对测量信号进行标定,完成了标定的仿真分析。在分析了激光位移传感器高度差标定原理的基础上,按照先单个后两个的顺序对激光位移传感器的高度定位误差与轮对半径和高度定位误差与轮对半径计算误差分别进行仿真分析。结果表明,采用卡尔曼滤波法对激光位移传感器采集信号进行估计和平滑后,可有效降低测量误差,信号经由卡尔曼滤波标定和高度定位误差标定,轮对半径R的计算误差可以满足小于0.5 mm的要求。     

载波相位同步算法中因子图模型实现方法

针对固定相位和随机步长相位两种信道模型,研究了在较强的相位噪声的情况下基于因子图模型的载波同步算法,采用粒子滤波算法,解决了其中的多维积分的计算效率和精度问题,并同传统的数值积分、梯度算法进行了比较,给出了仿真性能,粒子滤波的计算复杂度比数值积分要低,性能也较好,与传统的载波同步算法进行比较,文章提出的算法误比特率性能较好,误帧率在10-2时,信噪比比传统V&V算法低1dB～2dB。     

基于相位匹配原理的波达方向遗传搜索算法

提出了一种将信号相位匹配原理和遗传算法相结合的信号波达方向估计方法.根据信号相位匹配原理的最小二乘解所确定的期望信号能量函数,设计了遗传算法的适应度函数.分析了不同信噪比下阵元数和FFT序列长度对波达方向估计精度的影响,给出了不同信噪比时波达方向估计的Monte-Carlo实验结果.计算机仿真表明,该方法不但可在360°范围内快速搜索波达方向,而且还能同时对信号频率进行参数估计.只估计波达方向时,在信噪比为0dB、8阵元、1024点FFT和种群规模为20的情况下,20代遗传进化就可搜索到精度较高的波达方向;同时进行方向和参数估计也取得较好的效果,证明了该方法的有效性.     

任意立体阵的方位估计算法及其误差分析

为了利用立体阵进行远程低空目标方位估计,提出了一种基于信号相位匹配原理的奇异值分解(SVDSPM)方位估计算法.推导了方位搜索需要的时延计算一般公式;分析了目标距离、立体阵高度、传声器位置误差和接收通道幅度和相位不一致性等对定向性能的影响;理论分析和仿真结果说明:只有利用立体阵才能消除俯仰角方向的声探测盲区;当选择合适的阵高度传声器位置误差,并且接收通道幅度和相位不一致性满足工程精度条件时,可实现远程低空目标的定向.     

GNSS接收机导航滤波器辅助捕获技术

为了充分利用GNSS接收机导航滤波器先验信息对基带信号处理过程的捕获进行辅助,以提高捕获速度及灵敏度,以北斗B1I信号为研究对象,开展GNSS接收机导航滤波器辅助估计伪码相位、载波多普勒、NH码相位研究. 首先引入“虚拟路径”的概念计算伪码相位,并详细推导了由导航滤波器直接计算接收信号伪码相位的算法. 然后对伪码相位及多普勒频率的误差源和传播特性进行详细分析. 最后进行了捕获性能理论仿真分析. 结果表明:导航滤波器辅助伪码相位与多普勒频率估计条件下,能够将捕获灵敏度提高1.1 dB,平均捕获时间为1 ms;进一步加入对NH码相位估计的辅助从而扩展相干积分时间为20 ms,则额外可以提供12.8 dB的灵敏度提升,平均捕获时间为20 ms. 通过导航滤波器中的先验信息对信号捕获进行辅助,能够提高信号捕获性能,同时有助于降低无辅助条件下捕获装置频繁运行带来的功率损耗,所提出的算法可以直接应用到GNSS接收机及GNSS/INS深组合导航系统中.     

基于小波变换的二相编码信号检测

针对低信噪比条件下相位编码信号检测效果差的问题,运用粗细定位相结合的思想,采用双尺度小波变换对二相编码信号进行了研究。该方法在大尺度的模值点上,对信号的奇异点进行粗略定位;在小尺度的模值点上,对信号的奇异点进行精确定位,进而实现了对二相编码信号的检测。通过仿真实验表明,该算法在信噪比优于0dB的情况下,可以较好地完成信号的检测过程,当信噪比优于3dB时,检测概率高于95％。     

UWB信道盲估计的频域递归最小二乘实现

为了实现超宽带(UWB)信号高效、稳定接收,提出一种基于信道频域特性的UWB信道盲估计算法.利用跳时脉冲相位调制超宽带信号一维统计平稳特性,结合递归最小二乘算法计算,达到信道参数盲估计的目的.计算机仿真结果与最大似然法信道盲估计算法结果的对比表明,新算法在误码率为10-4时,信噪比增益约为3 dB.新算法可同时对多路信道进行估计,对幅度和相位不存在模糊因子,且具有低复杂度的优点.     

高频地波雷达机动多目标的信号处理方法

提出一种基于多信号分解和重建以及目标参数估计和运动补偿的信号处理方案.首先,通过对多目标回波进行自适Ch irp let分解和最小二乘误差准则下的重建,将多机动目标的信号处理问题转化为单机动目标的信号处理问题;然后,采用DPT算法估计每个目标的高阶运动参数,进而补偿目标运动对信号处理的影响,从而提高多普勒输出信噪比和改善估值精度.仿真结果验证了算法的可行性和优越性.     

混合体制雷达网弹道目标进动特征提取

针对同构组网雷达在提取弹道目标微动参数中存在的不足,提出了一种混合体制雷达网在获取目标散射中心数量不一致的条件下弹道目标进动特征提取方法.首先,对弹道目标进动和宽、窄带雷达信号进行了建模,分析了目标散射中心在窄带雷达和宽带雷达下的回波特性.根据目标散射中心的雷达回波特性,利用散射中心调制系数法实现了目标散射中心在不同雷达之间的匹配关联.然后,对宽带雷达获得的散射中心距离像信息进行分析,并利用广义Radon变换对距离像信息进行变换,通过变换关系求解得到了目标进动角.最后,构建宽窄带雷达微多普勒信息联合方程组,在求得进动角的基础上实现了雷达视角和结构参数的求解,接着采用二分法对三种求解组合得到的参数进行优化,进一步利用优化后的参数联立三维矢量求解方程组,求得了三维锥旋矢量.仿真结果表明,在信噪比大于5dB时,宽带雷达网参数求解精度与混合体制雷达网参数求解精度接近,且均比窄带雷达网参数求解精度高,从而验证了本文方法的有效性.     

角度调谐直接探测多普勒激光雷达误差分析

角度调谐误差影响多普勒测风激光雷达测量精度.针对角度调谐误差,理论上推导出F-P标准具的透过光强与入射光角度以及其发散角之间的关系式.利用该式仿真计算出入射角、激光束散角、激光线宽和标准具步进角度对测风误差的影响.结果表明,在基于气溶胶散射的直接探测多普勒测风激光雷达系统中,当系统分辨率为2×106时,F-P标准具孔径至少为8 cm;在正入射附近,当激光的发散角<150μrad时,激光入射角每改变10μrad,F-P标准具透射谱中心就会移动1 MHz,即对于1 064 nm波长,测量误差为0.5 m/s.