步进频信号波束形成指向偏差与通道误差影响分析

步进频信号波束形成时存在着波束指向偏差和通道间幅相误差,并且对各个步进频脉冲是不同的,即对各步进频脉冲进行了不同的幅相调制。文中首先从理论上分析了这种调制对距离高分辨处理的影响,指出波束指向偏差会使目标距离像发生偏移,但是偏移量很小,通常可以忽略,而通道误差的影响主要是抬高了距离高分辨处理的副瓣电平。然后,对波束指向偏差和通道误差的影响进行了仿真,验证了上述结论。     

基于脉内波束指向的单相位中心多波束星载SAR系统接收端DBF处理

该文将单相位中心多波束(SPCMB)星载SAR系统与脉内波束指向相结合,有效地解决了传统SPCMB- SAR系统方位模糊较大的问题。该文推导了接收端方位向、距离向及2维联合数字波束形成(DBF)的处理方法,并归纳出先方位向DBF后距离向DBF,先距离向DBF后方位向DBF,以及2维DBF 3种处理流程。同时分析了该系统的主要系统参数,对比了3种处理流程的数据率和计算复杂度。仿真验证了3种处理方法的有效性,并通过模糊度分析证明采用该系统能降低方位模糊和距离模糊,有效实现高分辨率宽测绘带成像。     

基于子载波提取的OFDM无源雷达频率分集方法

为了解决当前正交频分复用(OFDM)无源雷达波束形成无法对分布于同一角度不同距离处的目标信号进行区别处理的问题,提出了一种基于回波信号子载波提取的频率分集新方法。通过对接收阵列不同通道OFDM数据提取不同频率的子载波信号并独立地进行处理,使得接收端波束图具有距离-角度依赖性,从而可实现对同一角度内不同距离处的目标分别处理,同时分析了不同频率分集处理参数对波束图性能的影响。该频率分集处理方式可以提高距离维信号处理自由度,使得接收波束能量可聚焦于期望目标点处从而提升雷达目标检测、定位和杂波抑制等性能。仿真分析表明OFDM无源雷达回波信号经频率分集处理后可获得点状波束图,并通过实测数据分析验证了该方法的有效性与实用性。     

基于俯仰频率分集技术的波束形成方法

传统频率分集阵列雷达在水平阵元间引入线性频率偏差,其波束在方位维与距离维具有耦合性,且存在栅瓣。针对此问题,该文提出一种基于俯仰频率分集技术的波束形成方法。首先建立俯仰频率分集阵列雷达信号模型,详细分析了发射方向图的时间依赖性和栅瓣特性。然后通过设计接收端的阵元参数,合成无栅瓣的发射-接收方向图。仿真实验验证了所提方法的有效性,所得波束在距离维与方位维无耦合,且主瓣宽度较窄。     

频率分集阵列波束形成分析

传统相控阵天线阵列通过移相器改变相位实现波束扫描,频率分集阵列可省去复杂的移相系统,阵因子方向图与距离相关。通过改变单元间频率的增量来实现相位的改变,频率增量引入了距离维、时间维、角度维变量。探讨了频率分集阵列距离维的周期性特征,并分析了对单元馈电幅度不同加权下对阵因子的影响。最后分析了时间调制对频率分集阵列波束形成的影响,仿真给出了实验结果。     

载机偏航下基于广义相邻多波束自适应处理的低空风切变风速估计

该文提出一种载机偏航下基于广义相邻多波束(GMB)自适应处理的低空风切变风速估计的方法,该方法首先利用基于回波数据的杂波距离依赖性补偿方法对杂波进行距离依赖性矫正,估计出杂波协方差矩阵。然后同时组合空域的相邻多个波束与时域的相邻多个多普勒通道来计算降维变换矩阵,并对待测距离单元内的雷达回波数据进行降维处理,进而构造GMB自适应处理器的最优自适应权矢量对降维后的回波数据实现自适应滤波。最后完成载机偏航下风场速度的准确估计。仿真结果验证了该方法能够在载机偏航情况下,获得风场速度的有效估计。     

频率分集均匀圆阵MIMO雷达距离依赖波束形成

均匀圆阵(UCA)与多输入多输出(MIMO)雷达的结合可在具备UCA雷达主要优点的同时兼有MIMO 雷达的优势。然而,UCA-MIMO雷达的波束形成与距离无关,该特点限制了其抑制特定距离干扰的性能。文中提出频率分集UCA-MIMO雷达距离依赖波束形成方法。该方法中UCA的每个阵元发射具有微小频率步进的不同频率,从而远场的信号积累与距离有关,进而波束形成依赖于距离。仿真实验表明了该方法的有效性。     

天波雷达后多普勒自适应波束形成

该文推导了短波干扰在距离-多普勒域上的解析表达式, 表现为平行于距离轴的恒幅谱脊;分析了电离层运动导致的短波干扰空间非平稳性, 其等效为各阵元上相同多普勒频点之间的幅相误差, 对自适应波束形成的影响可以忽略。在上述分析的基础上, 该文提出了天波雷达后多普勒自适应波束形成方法, 首先将各阵元接收信号变换到距离?多普勒域上, 然后在各个频点上分别进行自适应处理。实测数据处理表明该方法的干扰抑制性能良好, 稳健性也较强。      

星载DBF Tx射频通道幅相误差校正

为了实现精确的多波束形成,该文提出了一种补偿卫星通信多波束系统发射通道幅相误差的校正方法,该方法在发射通道中同时注入多路正交码变换的校正测试信号,通过接收多路发射机的输出信号和,在基带校正算法单元利用正交码的时间相关性和IDFT并行处理的方法,同时得到多路射频通道的校正因子,并对得到的校正因子进行了归一化处理,消除了对通道中非线性器件的影响.仿真结果表明,该方法可以有效地补偿射频通道间的幅相不一致性,校正后的波束方向图接近理想的波束方向图.     

二维相阵天线波束指向扫描规律及其测量问题

本文首先从电磁学原理着手,运用空间解析几何知识推导出二维平面相阵的波束指向与两个配相角之间的关系。分析出二维相阵天线波束指向扫描的空间几何规律,得出描述二维相阵波束指向最方便最适宜的坐标系是正弦空间坐标系等结论。然后又利用二维均匀平面相阵天线方向图函数表达式导出了同样的结论。在此基础上结合我所704雷达相阵天线实际测量情况分析了二维相阵天线波束指向测量的几何关系,得出了测量值与被测量值之间的关系式及实际测量中的原理性误差的修正公式。     

海杂波多分形特性分析及小目标检测技术研究

为判定海杂波是否具有多重分形特性,采用小波模极大值法和多分形消趋势波动分析法对任一距离单元的实测海杂波数据进行分析,提出一种基于时间-距离单元-幅度图法对多距离单元海杂波数据进行分析,分析结果表明海杂波具有多分形特性,尤其是海杂波数据含有小目标情况更为明显。通过分析还发现当Rényi参数q<0时,距离单元含小目标的广义分形维明显大于其它距离单元只含海杂波的广义分形维;而当q>0时,这种规律不是很明显,因此提出一种基于不同距离单元间广义分形维偏差的方法来检测海杂波背景下小目标,实验结果表明该方法是有效的。      

基于多普勒通道对齐的多帧步进频信号速度补偿方法

该文分析了利用多帧步进频信号联合处理实现运动目标距离-速度2维高分辨检测的信号处理方法,并针对目标运动引起处理结果波形发散的问题,提出了基于多普勒通道对齐的速度补偿方法。该方法利用不同步进频点测速结果之间的关系,通过对各频点的多普勒频域数据进行重组以及相位补偿,实现对运动目标的速度补偿。该算法可以在不需要任何目标速度先验信息的情况下,同时实现多个运动目标的速度补偿。理论分析及仿真表明,这一信号处理方法能够有效地补偿目标运动的影响,得到运动目标的距离-速度2维高分辨像,并且算法简单,运算量低,易于实现。     

基于单个频点的水声信号盲源分离

该文提出基于单个频点的卷积信号盲源分离方法,利用该方法不但可以有效克服频域盲分离过程中排序不确定问题,而且在分离过程中,无需考虑幅度不一致问题。将该方法用于水声信号的盲分离,仿真结果表明基于单个频点盲源分离方法能够很好地分离水声卷积混合信号。与基于两个频点盲源分离方法相比较,其分离效果更优,并且能有效节省CPU运算时间,因而更适合于对信号进行实时处理。     

Bin-packing with fragile objects and frequency allocation in cellular networks

We consider two related optimization problems: bin-packing with fragile objects and frequency allocation in cellular networks. The former is a generalization of the classical bin-packing problem and is motivated by the latter. The problem is as follows: each object has two attributes, weight and fragility. The goal is to pack objects into bins such that, for every bin, the sum of weights of objects in that bin is no more than the fragility of any object in that bin. We consider approximation algorithms for this problem. We provide a 2-approximation to the problem of minimizing the number of bins. We also show a lower bound of 3/2 on the approximation ratio. Unlike for the classical bin-packing problem, this lower bound holds in the asymptotic case. We then consider the approximation with respect to fragility and provide a 2-approximation algorithm (i.e., our algorithm uses the same number of bins as the optimum, but the weight of objects in a bin can exceed the fragility by a factor of 2). We then consider the frequency allocation problem (which is a special case of bin-packing with fragile objects) and give improved approximation algorithms for it. Finally, we consider a probabilistic setting and show that our algorithm for frequency allocation approaches optimality as the number of users increases.

Translational motion compensation in ISAR image processing

In inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging, the target rotational motion with respect to the radar line of sight contributes to the imaging ability, whereas the translational motion must be compensated out. This paper presents a novel two-step approach to translational motion compensation using an adaptive range tracking method for range bin alignment and a recursive multiple-scatterer algorithm (RMSA) for signal phase compensation. The initial step of RMSA is equivalent to the dominant-scatterer algorithm (DSA). An error-compensating point source is then recursively synthesized from the selected range bins, where each contains a prominent scatterer. Since the clutter-induced phase errors are reduced by phase averaging, the image speckle noise can be reduced significantly. Experimental data processing for a commercial aircraft and computer simulations confirm the validity of the approach.     

联合距离门的杂波抑制方法研究

在实际环境中,目标的点散射函数不再是理想的德尔塔函数,导致待检单元中的信息会泄漏到相邻的训练单元,这将造成杂波协方差矩阵估计的不准,因此本文提出一种联合距离门的空时自适应处理方法。该方法先通过时域滑窗后滤波的处理方式来降低杂波的自由度,再利用相邻距离门上数据相关性进行联合处理,最终构造出新的杂波协方差矩阵,消除因数据信息泄露带来的影响,以达到消除地杂波的目的。最后将该方法应用于实测的数据处理中,证明了该方法的可行性和有效性。      

基于性能权重聚类的频域盲分离排序算法

卷积混合盲源分离可以在频域得到有效解决，但频域盲分离必须要解决排序模糊性问题。本文提出了一种基于性能权重聚类的频域盲分离排序算法，该算法利用聚类来得到顺序参考，对各频点上分离信号的准确性进行计算，根据分离结果的准确性予以不同频点不同的聚类权重，从而提高聚类结果的可靠性。通过对频点进行分段处理可以有效抑制排序错误的传播，提高算法性能。最后通过多组仿真实验验证了基于性能权重聚类的频域盲分离排序算法的普适性与性能上的优越性，同时也探究了接收端个数对算法性能的影响。仿真结果表明本文提出的基于性能权重聚类的频域盲分离排序算法相较于传统的幅度相关性排序算法在信干比上会有2 dB左右的提升。接收天线数越多，算法分离性能越好。     

基于相似性度量的非正侧阵杂波谱补偿方法

在非正侧阵雷达中的杂波谱随距离发生变化,造成杂波统计特性估计不准确,空时二维自适应处理中滤波器的杂波凹口变宽.为了克服这个难题,根据杂波模型提出了一种基于相似性度量的谱补偿方法.该方法首先将待检单元的导向矢量与相邻单元的导向矢量进行内积,作为谱结构相似性的度量,然后依此度量值,对接收数据的杂波协方差矩阵进行加权处理,最后用传统的空时自适应算法进行杂波抑制.仿真证明了该方法可以有效地消除杂波谱的非平稳性,提高雷达抑制杂波的性能.     

Blind identification of MIMO FIR systems driven by quasistationary sources using second-order statistics: a frequency domain approach

This paper discusses a frequency domain method for blind identification of multiple-input multiple-output (MIMO) convolutive channels driven by white quasistationary sources. The sources can assume arbitrary probability distributions, and in some cases, they can even be all Gaussian distributed. We also show that under slightly more restrictive assumptions, the algorithm can be applied to the case when the sources are colored, nonstationary signals. We demonstrate that by using the second-order statistics of the channel outputs, under mild conditions on the nonstationarity of sources, and under the condition that channel is column-wise coprime, the impulse response of the MIMO channel can be identified up to an inherent scaling and permutation ambiguity. We prove that by using the new algorithm, under the stated assumptions, a uniform permutation across all frequency bins is guaranteed, and the inherent frequency-dependent scaling ambiguities can be resolved. Hence, no post processing is required, as is the case with previous frequency domain algorithms. We further present an efficient, two-step frequency domain algorithm for identifying the channel. Numerical simulations are presented to demonstrate the performance of the new algorithm.     

无源双基地雷达动目标快速检测算法

在无源双基地雷达系统中,动目标的时延和多普勒频移估计是通过计算直达波信号和目标回波信号的互模糊函数来实现的。提出了首先利用级联积分梳状滤波器（CIC滤波器）对不同时延的互模糊函数进行抽取,然后进行FFT变换的动目标快速检测算法。CIC滤波器在数据抽取过程中能够有效抑制频率混叠干扰及通带信号衰减问题,同时由于信号采样频率的降低,FFT变换的频率分析范围将大大减小,从而明显提高信号处理速度。该算法可以从任意距离单元开始估计目标的多普勒频移,所以可以对数据进行并行处理,这将进一步提高信号检测和处理速度。最后,利用仿真数据验证了该算法的有效性。