超宽带雷达自组网的数字波束扫描研究与实现

概要介绍超宽带雷达自组网方式特点及布站方式,重点分析了超宽带信号时延控制形成波束扫描的实现方法,从而解决阵列延时带来的旁瓣以及低增益的问题。与传统相控阵雷达不同的是不再利用移相器,而是估计出各个阵列的时延并通过整数延迟线和FIR分数滤波器进行精确时延补偿,仿真结果表明,该方式波束方向指向性能好,没有旁瓣。     

基于超宽带穿墙雷达的目标边界估计算法

基于超宽带雷达的穿墙成像技术在灾难救援和反恐作战等非侵入式探测领域有着广泛的应用前景,而这些应用领域往往需要对探测目标的高分辨成像以确定其边界形状。该文针对这一需求,提出一种基于超宽带雷达的边界成像算法从而实现墙后目标的外形估计及识别。该算法假定在近场探测条件下,利用提出的回波时延差关系曲线确定回波的入射方向,进而消除墙体影响,对墙后目标进行有效的边界估计。对具有不同边界的目标进行的仿真和实验结果表明,该算法能够有效补偿墙体影响,目标边界估计效果好,达到依据估计的目标外形实现目标初步识别的要求。     

基于抛物线插值的分数时延估计算法

时延估计技术在通信、雷达、声呐、定位、盲信号分离、超声波测距、生物医学工程等许多领域都有着广泛的应用,这些系统的精度与时延估计的精度息息相关。但时延精度受限于采样间隔,不可避免会引入分数倍时延。在众多分数时延估计算法中,三点插值法是一种非常简单高效的方法。针对基于三点插值的分数时延算法估计精度受限问题,提出基于五点平滑的三点插值法,提高分数时延估计精度;该方法利用相关峰及相关峰前后两点,对相关峰进行五点平滑后,再进行二次抛物线插值来估计分数时延。仿真结果表明,文章所提改进算法的分数时延估计误差优于传统三点抛物线插值法,验证了该方法的有效性。     

雷达中时延估计的新方法

对超宽带冲击雷达（Ｕｌｔｒａ－Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒａｄａｒ）目标检测和目标特征提取是超宽带冲击雷达系统研究的关键技术之一。在常规窄带雷达中,这些问题都是以傅里叶分析技术为基础进行处理的。而超宽带冲击雷达目标回波是瞬态信号,传统的傅氏方法在分析这类信号时有很大的局限性．小波变换由于其在时频域里良好的局部化特性,在超宽带雷达信号处理中具有重要的应用价值。本文结合国防“八五”预研项目“冲击雷达反隐身机理与关键技术研究”课题,考虑了在噪声环境下雷达时延估计方法。源信号是一个确知的、非稳态高斯过程,提出了用小波去噪法得到延时估计的新方法。这种方法以很高的概率整体收敛,而且计算经济。仿真计算结果显示了它比惯用的直接相关方法有更小的均方误差。     

超宽带系统中同步和信道参数的闭式估计算法

提出超宽带系统中同步和信道参数的新型估计算法。首先对接收信号进行傅立叶变换,由傅立叶变换系数构造两个矩阵,把信道时延估计转化成矩阵束的特征值求解问题。在求解出时延后再进一步求解信道参数。算法的最大特点是能得到多径时延和多径增益的闭式解,避免现有算法普遍存在的搜索和迭代求解。     

UWB定位中的自适应时间延迟估计算法

研究了时延估计算法在超宽带(Ultra Wide Band)定位中的应用,其广义相关自适应时间延迟估计算法的收敛速度慢,在低信噪比条件下时间延迟估计精度较低。针对低信噪比条件下的收敛特性,提出一种最大似然加权的广义相关自适应时间延迟估计算法,并进一步提出了改进的基于最大似然(Maximum Likelihood)加权函数的广义互相关时延估计算法。改进的算法采用加窗法和自适应时变干扰删除滤波法,弥补了原算法计算量大及无法消除时变信号干扰的不足。仿真结果表明,改进的算法计算复杂度明显降低,能够有效地消除其他信号干扰,具有较高的时延估计精度和鲁棒性。     

UWB定位中的自适应时问延迟估计算法

研究了时延估计算法在超宽带（Ultra Wide Band）定位中的应用,其广义相关自适应时间延迟估计算法的收敛速度慢,在低信噪比条件下时间延迟估计精度较低。针对低信噪比条件下的收敛特性,提出一种最大似然加权的广义相关自适应时间延迟估计算法,并进一步提出了改进的基于最大似然（Maximum Likelihood）加权函数的广义互相关时延估计算法。改进的算法采用加窗法和自适应时变干扰删除滤波法,弥补了原算法计算量大及无法消除时变信号干扰的不足。仿真结果表明,改进的算法计算复杂度明显降低,能够有效地消除其他信号干扰,具有较高的时延估计精度和鲁棒性。     

超宽带信号时延估计算法研究

研究定位中的超宽带(Ultra Wide-band,简称UWB)信号时延估计问题,给出UWB信号的模型,在研究传统的相关法、双谱法及MUSIC算法的基础上,提出一种改进的MUSIC算法.通过仿真实验,给出估计性能曲线,和传统的相关法、双谱法及MUSIC算法相比,仿真结果表明改进的MUSIC算法具有更好的估计性能.     

基于自适应稀疏分解的探地雷达水平分层介质时延估计

传统的时延估计方法受瑞利限限制,一些基于子空间的方法可以达到高分辨或超分辨,然而,子空间方法需要处理的数据量大,计算复杂度高。提出一种新的基于自适应稀疏分解的探地雷达水平分层介质时延估计方法,自适应稀疏分解将传统的参数估计问题转化为字典学习问题。自适应稀疏分解从过完备字典中选取少量原子,其对应的时间参数即为所需估计的时延。与传统的基于子空间方法相比,该算法在低信噪比时具有更高的估计正确率,并且直接在时域进行,减少了计算复杂度。仿真及实测结果表明,该算法与MUSIC算法对比在时延估计方面具有更大的优势。     

机载JTIDS辐射源的时延估计方法研究

机载联合战术信息分布系统(JTIDS)辐射源,相对于长基线多站时差定位雷达的不同站而言,具有不同时延和多普勒频率,多普勒的变化引起时延估计存在盲区。文中引入雷达信号分析中的模糊函数,对JTIDS信号进行联合时延多普勒估计。通过对模糊函数图的二维峰值检测,修正多普勒,获得了对时延的准确估计。并给出了一种基于符号运算的联合时延多普勒估计算法,该算法与原算法的组合使用,简单易实现,同时满足时延估计的要求。计算机仿真证明了该算法的有效性。     

Study of Time Delay Estimation for Multichannel Noise Suppresion System

ＳｔｕｄｙｏｆＴｉｍｅＤｅｌａｙＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｆｏｒＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＮｏｉｓｅＳｕｐｐｒｅｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍＺｈｕＱｉ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴ...     

基于互模糊函数的宽带信号时差估计

提出了一种新的高精度时差估计算法。传统的直接互相关测时差法,在低信噪比时的测量精度较差,不能满足高精度估计的要求。这种基于互模糊函数的算法与传统的直接互相关法相比,更适用于低信噪比情况下的时差估计。     

一种基于幅值加权的互相关时延估计新方法

针对无源时差定位中的互相关法时延估计在低信噪比条件下准确度低的问题,文中提出了一种新的幅值加权方法对互相关法进行改进。幅值加权是利用输入信号的幅频特性扩大互相关功率谱函数信号频点处的幅值,相对弱化信号频点外的功率谱小尖峰的影响,近似满足准确估计时延值所需的理想的互相关功率谱条件,进而提高时延估计的准确度。实验仿真表明,在信噪比较低时,与传统互相关法相比,采用幅值加权的互相关法能够更为准确地计算出时延值。该方法对时延估计研究具有一定参考价值。     

基于循环二次相关的时延估计

针对无源定位中时延估计的问题,在研究循环二次相关时延估计算法的基础上,结合希尔伯特差值时延估计算法,提出了一种新的时延估计方法。该方法运用希尔伯特差值法对循环二次相关峰值进行锐化处理,提高了时延估计精度,能在低信噪比条件下取得更好的时延估计性能。仿真验证了算法的有效性。     

Joint estimation of time delay and frequency delay in impulsivenoise using fractional lower order statistics

New methods for time delay estimation and joint estimation of time delay and frequency delay in the presence of impulsive noise are introduced. First, degradation of the conventional approaches based on second-order statistics is shown both theoretically and experimentally. Then, a new class of robust algorithms are developed using the theory of alpha-stable distributions, including the fractional lower order covariance (FLOC) method, which is formulated for the time delay estimation problem and the fractional lower order ambiguity function (FLOAF), which is defined for the joint estimation of time delay and frequency delay. It is shown that these new methods are robust for both Gaussian and non-Gaussian impulsive noise environments. The improved performance is clearly demonstrated through detailed analysis and comprehensive simulations with computer-generated data as well as actual radar and sonar clutter data     

一种维纳加权的广义相关自适应时间延迟估计方法

本文研究了维纳加权广义相关时间延迟估计问题，提出了一种自适应实现维纳加权的时延估计方法。文中讨论了算法结构，分析了其性能，并给出了计算机模拟的结果。理论分析和计算机模拟表明，这种自适应维纳加权时延估计方法，不依赖于输入信号和噪声的统计先验知识，可以有效地消除信号中噪声对时延估计的影响，具有较高的估计精度和较快的收敛速度。     

一种自适应时延估计的新方法

最小均方（LMS）算法可用来进行时延估计。当算法收敛后,可以根据滤波器权系数最大值的位置估计整数倍采样周期的时延。为了估计非整数倍采样周期的时延,常用SINC函数插值法和约束自适应方法。利用SINC函数的特点和拉格朗日条件极值,对自适应时延估计的滤波器权系数做了改进,提出了新的约束自适应时延估计方法。仿真实验表明,提出方法的性能优于传统的自适应时延估计算法。     

An Eckart-weighted adaptive time delay estimation method

A new proposal for the Eckart-weighted adaptive time delay estimation is reported. The performance is analyzed, and the results of computer simulation are given. The theoretical analysis and computer simulation show that this method is highly precise in time delay estimation, and it does not depend on the knowledge of input signal and noises     

有限空间液态场中声发射信号时延估计方法

石油储罐罐底腐蚀的定位可利用声发射信号的时延估计实现,但在有限空间液态场中信号的传播会产生严重的多途效应,对准确进行时延估计产生不利影响.提出一种基于信号截取的广义互相关时延估计方法.采用曲线拟合法对每路传感器采集信号进行波达时刻估计,然后进行信号截取,对两路传感器截取信号进行基于相位变换的广义互相关,实现信号的时延估计.实验结果表明,该方法能有效克服多途干扰,提高时延估计性能.     

欠采样带通信号时延估计算法

本文研究了带通信号的时延估计问题。由于带通信号载波的高频振荡,已有的时延估计算法在欠采样条件下无法得到精确的估计结果,尤其当延时真值不是采样间隔整数倍时,将出现无法克服的误差平台。本文通过分析,对这一问题给出了合理的解释,并提出了一种欠采样条件下的带通信号时延估计新算法。新算法利用相关函数的复包络估计时延很好地解决了上述问题,进而利用带通信号的特点提高了算法对噪声的鲁棒性。仿真结果说明,新算法的性能优于已有的时延估计算法。