CO2差分吸收激光雷达信号处理

针对CO2差分吸收激光告警雷达系统,研究累加平均和匹配滤波两种算法.将两种方法进行耦合,结合了各自的优点,使得激光雷达在小信噪比下工作,提高了检测距离,计算出较远距离时,化学物质的CL浓度值.将该方法应用到CO2差分吸收激光告警雷达系统中.通过仿真实验,能有效地去掉噪声和强干扰信号,在保持原信号特征的情况下,较准确地提取出有效的弱信号,计算出化学物质的浓度距离,模拟出测量到某种化学物质.     

基于小波多分辨率分析的激光雷达弱信号处理

提出了小波多分辨率分析方法对激光回波弱信号进行处理,从而突破了传统滤波处理方法,对于激光回波信号处理十分有效,提高了信号分析的准确性。结果表明,采用一台TEA CO2激光器进行实验,当采样速率达到120MHz时,对于S/N≥1.2的含噪信号能有效地去掉噪声,准确可靠地提取出有效信号,并保持了原信号的特征。采用该数字处理方法可以大幅度提高目前激光雷达的工作能力。     

激光雷达的双门限检测技术研究

文章提出了一种既适用于微弱目标检测,又能快速检测出强目标的双门限检测方法。 该方法对于强信号捕获时间较短,提高了激光雷达快速捕获目标的能力;对于弱目标,通过大量的相关处理,可实时地检测到,提高了激光雷达对微弱目标的检测能力。外场实验结果表明:该方法可有效地提高激光雷达的测距能力,迎头截获距离可提高约2～3倍。     

基于VMD的激光雷达回波信号去噪方法研究

为滤除激光雷达回波信号中的噪声,提高其信噪比,本文提出了一种基于变分模态分解(VMD)的回波信号去噪方法。该方法利用去趋势波动分析对信号进行变分模态分解,通过巴氏距离区分相关模态和非相关模态,采用移动平均法提取非相关模态中的有用信号,并将其与相关模态进行重构实现噪声的有效去除。实验结果表明,经该方法处理后的回波信号输出信噪比提高到了22.58 dB,均方根误差减小为0.78×10-11。该方法能有效滤除激光雷达回波信号中的噪声,保证信号的完整性,与小波变换、经验模态分解直接阈值、变分模态分解局部重构等方法相比,具有明显优势。     

激光相干雷达中光电双下变频技术EI北大核心CSCD

在激光雷达远程测距中,雷达接收机需要在接收信号信噪比较低的背景下,对其中的有用信号进行识别、提取和判决。因此,为保证雷达系统的探测距离和精度,在激光发射功率一定的前提下,需在信号接收处理的各环节中设法提高信号的信噪比。当前外差式激光雷达接收机在变频时将本振光和信号光直接混频,导致镜像频率噪声与有用信号叠加,致使解调信噪比恶化。针对激光雷达接收机提高信号信噪比的需求,提出了一种在信号解调过程中对镜频干扰进行抑制,从而提高解调信噪比的方法。采用光电联合I/Q下变频,首先参考Hartley结构,在光信号的解调过程中对镜频处的噪声进行抵消,随后采用I/Q支路不平衡补偿算法对潜在的双支路不平衡量进行矫正,最后使用数字正交下变频将中频信号解调至基带。仿真和实验表明,该方法能够有效消除调频信号变频过程中引入的镜像频率噪声,相较于传统激光相干雷达接收机方案,该方案解调得到的基带信号信噪比提升了约3 dB。     

基于PC机材料力学微应变自动检测方法研究

材料力学微应变测量实验中，试件在较小负荷作用下所产生的应变信号十分微弱，而各种噪声较被测应变信号强很多倍，因此在信号检测时要设法提高信号的信噪比。实验证明常规的信号检测方法不能够有效地检测出有用信号，这就要求采用微弱信号检测的方法来对被测信号进行处理以实现微弱应变信号的有效检测。     

基于转换矩阵的GPS相干干扰抑制技术

本文首先采用空间平滑技术消除有用的GPS信号与相干干扰信号之间的相关性,然后构造干扰转换矩阵,从而抑制干扰信号,保留有用信号和噪声。最后根据最大输出信噪比原则,获得最佳波束形成器。仿真分析表明该方法可以有效提高输出信号的信号干扰加噪声比,且对信号的DOA估计不敏感。     

卫星混合信号分离中的ICA应用技术

针对与卫星有用信号频谱相混叠的干扰信号不易检测识别的问题．本文提出一种利用独立分量分析（ICA）理论将有用信号与干扰信号分离的卫星干扰信号检测识别方法,并在Matlab中采用FastlCA算法对混合卫星干扰信号进行了仿真。仿真结果表明该方法能有效地将有用信号与干扰信号进行分离．为进一步采取相应抗干扰措施提供了依据。     

基于小波变换的高光谱激光雷达回波微弱信号处理技术

针对高光谱激光雷达回波信号能量弱导致的波形信息常常淹没在噪声中而难以提取的问题,基于高光谱激光雷达原理验证样机系统采集到的高光谱激光雷达回波信号数据,通过分析小波变换参数选取对信号处理的影响,寻找到一种基于小波变换的高光谱激光雷达回波微弱信号的处理方法,即在sym6小波3层分解下,运用软阈值函数和启发式阈值处理可有效处理高光谱激光雷达回波微弱信号,运用该方法在仅有少量回波样本信号数量情况下,达到高斯拟合在数倍回波样本信号数量情况下的处理效果,降低了提取出波形信息所需要的高光谱激光雷达回波信号探测时间。     

随机共振方法在弱信号检测中的应用

针对如何从强噪声背景下提取有用的弱信号问题,利用近年来发展起来的随机共振技术进行了信号检测的研究,发现该方法提取弱信号切实可行.介绍了随机共振的基本原理,提出了随机共振去噪检测弱信号的新方法.并通过仿真研究了系统的随机共振现象,实验证明了随机共振技术在强噪声背景下检测弱信号具有很大的优越性.     

NLMS算法在射电天文中的应用

射电天文被动接收宇宙中极其微弱的射电信号,很容易受到人们有源业务活动的影响。为了抑制和消除射电望远镜观测过程中出现的电视信号干扰,采取了通常用在通信雷达领域的自适应抗干扰措施,利用两个辅助天线,极大地抑制了电视信号干扰,改善了信噪比,从而能够检测出微弱的射电天文信号。     

基于修正自相关算法的THz-TDS聚乙烯测厚反卷积算法

在聚乙烯材料管道生产制造过程中,管道厚度精确测量是影响管道生产质量的一个重要技术问题,太赫兹非金属厚度透射测量过程中,通过测量两次透射信号的光程时间差与材料折射率计算得到样品厚度参数,为了准确提取两次透射信号的光程时间差值,需要对原始时域信号进行信号表征。通过高斯滤波反卷积得到脉冲响应函数表征时域信号已经成为了一种成熟且有效的技术手段。但一方面由于太赫兹波在聚乙烯材料中的传播存在明显的频散现象,同时其透射率高回波信号较弱,导致信噪比较低,在脉冲响应函数提取过程中放大了干扰信号的比重,造成信号失真、淹没,无法准确提取信号。本文通过对带通滤波后的时域信号采用修正型自相关算法进行自相关性分析,再结合高斯滤波反卷积运算,得到改进后的脉冲响应函数。旨在解决太赫兹非金属测量领域时域信号表征问题。改进算法实验结果显示加强了信号的清晰度,解决了因杂波信号干扰造成的脉冲响应信号失真或淹没情况,显著提高了脉冲响应信号信噪比。     

随机共振瓦斯微弱信号检测方法研究

为了解决检测煤矿复杂环境中的瓦斯信号时易受周围噪声干扰以至微弱信号被掩埋或产生异常数据的问题,提出一种基于随机共振的微弱瓦斯信号检测方法。采用欠采样原理对大频率信号尺度变换及粒子群算法优化系统结构参量,对大参量微弱信号在随机共振系统中的共振效果进行了理论分析和研究。结果表明,该方法可以以较低的采样频率,自适应地达到较好的共振效果;可有效地滤除噪声并增强系统辨识微弱信号的灵敏度以及信号检测的动态范围。该研究为瓦斯突出信息的早期辨识提供了一定的理论依据。     

拉曼激光雷达信号采集及处理系统

准确可靠地监测大气中CO2含量变化对于研究全球变暖和气候变化具有十分重要的意义。利用拉曼激光雷达测量大气中的CO2含量分布是一种新颖且容易实现的方法。有效地采集CO2气体的拉曼回波信号并进行数据处理反演出测量结果是整个系统的关键所在。根据拉曼激光雷达的原理和信号处理的理论基础,设计了单通道和双通道两种行之有效的拉曼信号采集方案,并分别对其信号处理方法进行了论证。阐述了单通道采集过程中能量波动所造成的对信号的影响和消除方法,重点解决了采集过程中存在的噪声干扰问题。计算了两种方案在采集1 km处的系统信噪比(SNR),单通道采集时约可达到10,而双通道采集时可提高到20左右。     

强干扰下非平稳跳频信号高分辨测试技术研究

为了提高对强电磁辐射干扰下的非平稳跳频信号检测性能,提出一种基于时频分析的非平稳跳频信号高分辨测试技术.采用短时傅立叶变换构建非平稳信号的时频分析模型,把信号划分成许多小的时间间隔,在时间轴连续滑动窗口上对信号进行固有模态分解,提取非平稳跳频信号的Hilbert谱特征,谱特征有效反映了信号的幅值在整个频率段上随频率的变化情况,从而找出信号中跳变的频率分量,实现信号高分辨测试.仿真结果表明,采用该方法在强干扰条件下进行信号测试,信号输出的分辨能力较强,准确检测概率较高,性能优于传统方法.     

卫星通信抗截获信号波形设计

针对卫星通信信号传输隐蔽性不高的问题,提出了一种抗截获的信号波形设计方法。采用具有循环平稳特性的大信号掩盖不具有循环平稳特性的弱信号,含有重要信息的弱信号成为大信号的背景信号,实现卫星信号的隐蔽传输。弱信号包含正常业务数据和重要数据,利用随机跳码扩频和随机跳时将两者合并的同时,可将重要数据隐藏于弱信号中,并破坏弱信号的循环平稳特性,提高重要数据传输的安全性。对信号波形仿真分析,在大信号和弱信号的功率比高于7 dB时,盲检测不到弱信号的存在,表明设计波形具有抗截获性。最后对弱信号解调性能仿真分析,表明抗截获能力提高的同时,其传输性能仍在可接受范围内。     

舰载ESM多径增批信号识别研究

多径信号是导致“增批”现象的主要原因之一，受海面反射影响，舰载雷达侦察设备（ESM）更容易接收到多径信号，多径增批信号给信号识别带来了干扰，如果能够从接收信号中挑选出多径增批信号，不仅可以减少信号识别干扰，还可以利用多径增批信号获取目标更多的信息。为了正确识别多径增批信号，选择脉冲初始相位这个脉内指纹特征进行研究，构造了解析信号，利用希尔伯特变换求解解析信号虚部，由解析信号计算脉冲瞬时相位，通过搜索计算疑似多径脉冲配对之间的相位差来识别多径增批信号。仿真实验验证了方法的有效性。     

影响激光雷达测量精度的因素探讨

激光雷达测量中,除要求知道目标的位置信息外更强调了解目标的散射强度信息,正是它包含着目标的物理特征,因此要求精确测量散射回波强度随距离的变化关系。我们对系统的线性、动态范围、测量精度有较高的要求,所以克服各种干扰、提高测量精度是激光雷达测控系统的首要任务。作者总结了激光雷达研究的实际经验, 对如何选择和合理使用数据采集卡、解决测量信号基线偏移问题、避免近场大信号等一些重要问题进行了讨论。     

影响激光雷达测量精度的因素探讨

激光雷达测量中,除要求知道目标的位置信息外更强调了解目标的散射强度信息,正是它包含着目标的物理特征,因此要求精确测量散射回波强度随距离的变化关系.我们对系统的线性、动态范围、测量精度有较高的要求,所以克服各种干扰、提高测量精度是激光雷达测控系统的首要任务.作者总结了激光雷达研究的实际经验,对如何选择和合理使用数据采集卡、解决测量信号基线偏移问题、避免近场大信号等一些重要问题进行了讨论.