基于频谱偏移估计的分布式星载SAR提高距离向分辨率的数据处理方法

分布式星载SAR利用不同视角回波信号之间地面散射频谱不同的特性来提高SAR图像的距离向分辨率.其数据处理的关键就是如何将这些不同频段的信号相结合,得到具有更宽频谱的高分辨率图像.本文提出了一种基于频谱偏移估计的分布式星载SAR提高距离向SAR图像分辨率的数据处理方法.该方法的主要思想是在SAR复图像的基础上,通过精确的估计,得到SAR复图像间的距离向频谱偏移量,并根据该偏移量,在频域进行距离向频谱偏移补偿后将图像相加.建立了分布式星载SAR单视复图像的信号模型,推导了基于频谱偏移估计提高SAR图像距离向分辨率的原理公式,给出了基于频谱偏移估计提高距离向分辨率的具体数据处理步骤.最后采用仿真数据验证了理论推导的正确性和数据处理方法的有效性.     

基于频谱偏移估计提高距离向分辨率处理算法的误差分析

基于频谱偏移估计算法是一种分布式小卫星合成孔径雷达(Distributed Small Satellite Synthetic Aperture Radar,简写为DSS-SAR)提高距离向分辨率的数据处理方法,它实现过程简洁、数据量小.从基于频谱偏移估计算法的实现过程知道,其性能主要受到频谱重叠和频谱偏移估计误差的影响,本文着重研究这两种误差因素对由该算法处理得到的合成图像质量的影响.分别推导了存在频谱重叠和频谱偏移估计误差时合成图像的数学表达式,分析了它们对合成图像质量的影响,提出了:1.频谱重叠主要引起合成图像中点目标旁瓣抬高;2.频谱偏移估计误差主要引起合成图像中点目标主瓣衰减和旁瓣抬高.利用点目标仿真验证了理论分析的正确性.最后根据误差分析结果,对基于频谱偏移估计算法的实现提出了改进的建议.     

利用频谱合成实现分布式SAR高分辨力成像

该文主要研究了利用频谱合成实现分布式SAR高分辨力成像的方法。在分布式SAR系统中,不同卫星对同一地域观测时,其距离向频谱及方位向频谱均具有一定的相对频谱偏移。利用该频谱偏移进行频谱合成形成较宽的距离向频谱及方位向频谱,从而提高系统的距离向分辨力及方位向分辨力。在频谱合成过程中可首先利用INSAR技术估计出多幅图像的相位差,再利用该相位差进行相位校正、图像合成即可形成具有较高分辨率的图像。该文对这一方法进行了理论分析,并给出了仿真结果。     

用星载寄生式SAR提高空间二维分辨率的信号处理

星载寄生式SAR(Synthetic Aperture Radar)是分布式小卫星SAR的一种典型形式.本文用数学推导的方法,以统一的形式给出了提高距离和方位分辨率的原理公式,公式表明:提高距离和方位分辨率的原理能以二维地面散射谱在距离维和方位维的频谱偏移这一统一的观点来解释,进而可一并考虑并同时实现.基于此提出一种提高系统空间分辨率的实现方法,同时考虑了固定相位差和两个方向的频移,可直接合成多幅图像.实现中充分考虑了图像频域支撑区的规则分布问题,以保证获得时域高质量图像.仿真验证了该方法的有效性.     

一种多频Wi-Fi外辐射源雷达综合处理方法

Wi-Fi信号可作为外辐射源进行近距离动目标探测,然而由于带宽限制,其距离分辨率常常难以达到实用的要求.文章探讨了多个不同信道Wi-Fi信号利用频谱搬移进行多信号合成以提高信号带宽的方法,针对实际应用中存在的信号间相位不一致及其对合成信号探测性能的影响进行了理论分析,并提出了补偿方法.采用计算机仿真对所提方法的性能进行了验证.所提方法不仅可提高距离分辨率,同时还提高了匹配滤波后的输出信噪比.     

径向速度对频率步进雷达目标距离像影响分析

脉间频率步进波形是一种高距离分辨率信号形式,它通过子脉冲载频的步进变化来获得大的有效带宽,显著降低了系统的瞬时带宽和对接收机硬件的要求。但该信号对目标径向速度非常敏感,雷达与目标间的径向运动将造成距离像峰值的移动、衰减和发散。该文深入分析了目标径向速度对频率步进雷达一维合成距离像的影响,推导出不同距离取样分辨率条件下的距离像偏移因子和发散因子表达式。通过对复数距离像相位的分析,证明了采用补零法来增加逆傅里叶交换点数只能提高距离取样分辨率,而不会影响雷达的距离分辨率。     

大气激光通信中传输能量损耗分析的应用研究

对大气激光通信中的光传输能量损耗进行分析,着重讨论了造成接收端光功率损耗的几个主要影响因素,并做了综合性的计算机仿真,得到发射功率一定的情况下发射天线轴向偏焦和收发天线系统间横向偏移取不同量值时接收端光功率的变化。在损耗分析的基础上,文章探讨了接收端满足最低光功率条件下,偏焦和偏轴相互间的关系,提出通过调节发射天线偏焦来改善远距离接收端天线捕获的方法。在发射功率为10000 mW,距离为10 km,接收端光功率阈值为50 mW的情况下,发射天线未偏焦时收发天线系统间的允许最大偏轴量为495.9 mm;当焦点偏移6.69 mm,允许最大偏轴量达到最大值为628.5 mm,与未偏焦的情况相比增加了26.74%,满足接收端光功率要求下收发天线系统间允许横向偏移区域的面积增加了60.63%,这有效地降低了大气激光通信中远距离接收端捕获的难度。     

改善直接数字合成周期信号频率 分辨率的两种波形序列

在利用直接数字合成方法产生周期性宽带通信对抗背景信号时,信号的频率分辨率、带宽及频谱复杂度直接受限于合成系统的工作频率和存储容量.本文提出两种波形序列,能够在不改变合成系统工作频率和存储容量并且不影响合成信号的幅频包络和基本时域特性的情况下将其频率分辨率提高四倍以上,并且可以提高合成信号的频谱复杂度和可变性.这两种序列还可用于其它高频率分辨率周期信号的直接数字合成.     

合成孔径雷达多普勒频谱的盲分裂解法

针对合成孔径雷达中由于多普勒中心偏移和谱宽扩展导致的"频谱分裂"问题,本文提出了一种基于"双门限"处理的频谱盲解分裂方法.基于单个距离单元的采样数据,新方法无需辅助信息便可实现正确的频谱解分裂.仿真性能分析和实际数据验证了新方法的有效性.     

基于频移键控的仿海豚哨声水声通信技术

针对水下隐蔽声通信的需求,该文提出一种基于频移键控的仿海豚哨声水声通信方法,通过模拟海豚哨声以降低通信信号被发现的概率,从而实现水下隐蔽声通信。该方法将信息调制生成的基带信号以一定比例与海豚哨声信号时频谱轮廓曲线相加获得合成哨声时频谱,再生成合成哨声作为仿生通信信号。接收端提取接收到的合成哨声与本地生成的存在固定频差的海豚哨声相干相乘,经过低通滤波获得频移键控信号进行信息解调,实现仿生通信。通过时频相关系数和Mel倒谱距离分析了通信信号仿生效果。仿真与海试试验验证了该方法的可行性,当码元宽度为0.1s时可在2km距离上实现有效通信,且时频相关系数不低于0.99。该方法调制解调原理简单,系统资源消耗更少,更易于工程实现,为仿生水声通信算法的实际应用提供技术支撑。     

一种稀疏重建的多基地雷达多目标定位算法

采用距离和信息的多基地雷达多目标投影定位算法中,距离向脉冲压缩后分辨率降低,需要已知空间中目标个数.针对此问题,提出了一种稀疏重建的多基地雷达多目标定位方法.该方法利用多个接收机中目标稀疏度相同的特点,通过构造平均重构残余误差变化率和平均散射系数变化率作为正交匹配追踪(OMP)算法迭代终止判定条件,自适应地终止OMP算法的同时获得稀疏重建信号以及信号稀疏度的估计值,提高了距离向分辨率,获得了对空间中目标个数的估计.仿真实验表明所提算法有效抑制了距离向主瓣展宽和旁瓣串扰,提高了距离向分辨率.同时,所提算法在不同噪声环境下能准确估计空间中目标个数并提取其空间位置,实现对空间中目标的准确定位.     

基于参考距离史的多子阵SAS成像算法

为了解决现有多子阵合成孔径声呐(SAS)成像算法忽略了“非停走停”时间的孔径依赖性带来时延误差的问题,该文提出一种基于参考距离史的多子阵SAS成像算法。首先利用参考子阵与各子阵之间的平移关系,推导每个子阵的近似距离史,解决“非停走停”时间的孔径依赖性需要被近似的问题;然后将每个子阵信号搬移至相同的波束中心距离后,通过方位重构方法将欠采样的多子阵信号转变成满足采样定理的等效单基站信号,再用单基站成像算法处理得到多子阵SAS的成像结果;最后通过仿真实验和实测数据检验算法的有效性。     

基于大偏置熔接的全光纤法布里珀罗湿度传感器

利用大偏置熔接方法在两段单模光纤(SMF)中间熔接一小段单模光纤作为支撑梁制作了一种开腔式法布里珀罗（F-P）干涉传感器。提出在干涉腔内填充一种湿度敏感型物质聚丙烯酰胺（PAM）从而形成一种高灵敏度的微型湿度计。当PAM通过吸收空气中的水蒸气而引起自身折射率发生改变,从而导致F-P干涉谱发生漂移,通过检测干涉谱的漂移量可以实现对环境相对湿度的测量。实验结果表明,这种湿度传感器在38%~78%的相对湿度范围内,在PAM折射率变化范围内其干涉谱漂移了约4 nm,漂移量与相对湿度的灵敏度约为0.1 nm/%;而在88%~98%的相对湿度范围内可实现高灵敏度的湿度测量,其干涉谱漂移了约59 nm,漂移量与相对湿度的灵敏度为5.868 nm/%。     

利用联合互质阵列的卫星导航抗干扰算法

随着电磁环境越来越复杂,全球卫星导航系统(GNSS)受到的干扰越来越多。基于均匀间距阵列的抗干扰算法已广泛运用于GNSS干扰抑制中,但是均匀线性阵列抑制干扰的性能受到天线阵元个数和阵列孔径的严格限制。本文提出了一种基于联合互质阵列的卫星导航抗干扰算法,能够在不增加阵元的情况下获得较大的阵列孔径,提高了干扰来向估计性能且不需要知道干扰个数。该方法首先利用互质阵列的空间谱估计方法估计出干扰来向,然后,利用估计出的干扰来向构造干扰子空间,并通过正交子空间投影算法抑制干扰。算法提高了卫星导航系统的抗干扰性能,仿真实验验证了该算法的有效性。      

Spectrum Sharing in Wireless Networks via QoS-Aware Secondary Multicast Beamforming

Secondary spectrum usage has the potential to considerably increase spectrum utilization. In this paper, quality-of-service (QoS)-aware spectrum underlay of a secondary multicast network is considered. A multiantenna secondary access point (AP) is used for multicast (common information) transmission to a number of secondary single-antenna receivers. The idea is that beamforming can be used to steer power towards the secondary receivers while limiting sidelobes that cause interference to primary receivers. Various optimal formulations of beamforming are proposed, motivated by different “cohabitation” scenarios, including robust designs that are applicable with inaccurate or limited channel state information at the secondary AP. These formulations are NP-hard computational problems; yet it is shown how convex approximation-based multicast beamforming tools (originally developed without regard to primary interference constraints) can be adapted to work in a spectrum underlay context. Extensive simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed approaches and provide insights on the tradeoffs between different design criteria.      

基于MMSE编队卫星SAR高分辨率成像算法

针对编队卫星SAR的构型特点,根据编队卫星SAR回波信号的数学模型,给出了一种改进的成像算法:对每个接收机受到的回波信号进行最小均方误差滤波处理,并用空域滤波合成多颗接收卫星对应的单视复图像,从而得到高分辨率SAR图像。该方法充分利用系统的先验知识和不同接收机间的位置信息来实现高分辨率成像,突破了传统匹配滤波算法对SAR空间分辨率的限制,实现了均方差最小意义下的最优估计。仿真结果验证了本算法的有效性。     

A single antenna interference cancellation algorithm for increased gsm capacity

In mobile communications networks, system capacity is often limited by cochannel interference. Therefore, receiver algorithms for cancellation of cochannel interference have recently attracted much interest. At the mobile terminal, algorithms can usually rely only on one received signal delivered by a single receive antenna. In this letter, a low-complexity single antenna interference cancellation (SAIC) algorithm for real-valued modulation formats referred to as mono interference cancellation (MIC) is introduced which is well suited for practical applications. Field trials in commercial GSM networks using prototype terminals with the proposed MIC algorithm have demonstrated that the novel concept may yield capacity improvements of up to 80%. The underlying principle is also beneficial for adjacent channel interference and receivers with multiple antennas. Furthermore, in coverage-limited scenarios, there is no performance degradation compared with conventional receivers     

Power allocation in multibeam satellites based on particle swarm optimization

In this paper, a power allocation in multibeam satellite (MBS) communication based on heuristic particle swarm optimization (PSO) is proposed. The PSO algorithm is evocated to solve the problem of power allocation in the multiple narrow spotbeams aiming to provide the minimum signal-to-noise plus interference ratio (SNIR) required by Earth station users to establish reliable communication. In the developed model it is considered the multibeam interference and the different channel conditions of each beam by rain attenuation. The numerical results have been generated taking into account different sky situations, including clear and rainy scenarios; such results have revealed the viability and accuracy of the PSO algorithm deployment in solving the power allocation problem. In addition, with the proposed scheme it is observed the decrement of transmitted power for non-rainy beams with guarantee of the minimum SNIR at the Earth receivers input, while increase the power availability to the rainy beams; as a consequence, the overall energy efficiency of the MBS system has been improved substantially. Moreover, the convergence of the proposed heuristic PSO-based algorithm is discussed while such heuristic approach comes with computational complexity reduction when compared with others efficient power allocation schemes.