梳状谱信号多拷贝快速匹配/相关检测技术

在主动声纳信号波形中,梳状谱信号如调频脉冲传信号(PTFM)和正弦调频信号(SFM)等,因为其优良的抗混响以及速度分辨能力越来越受到人们的重视。然而,由于这类信号的多普勒容限很小,必须采用相当数量的拷贝才能够充分发挥其性能。常规的匹配/相关技术实现多拷贝检测需要的计算量过大,工程上实现难度极大,从而限制了它们在实际工程中的应用。本文充分利用梳状谱信号匹配/相关输出的多峰结构和Parseval定理,提出了一种新的梳状谱信号检测方法以及相应的多拷贝快速算法,并通过实际湖试数据对这种检测方法的正确性进行了验证。该算法同时实现了梳状谱信号匹配滤波/相关输出端多峰的能量累积,有利于检测器输出信噪比的提高以及声纳系统整体性能的改善。     

基于Fizeau干涉仪的激光风速测量技术

设计和讨论了一种利用Fizeau干涉仪进行激光风速测量的原理。该系统采用Fizeau干涉仪进行信号频谱分析 ,形成的梳状干涉图案强度分布可以通过线列CCD探测器测定 ,其重心位置决定信号的多普勒频移量或径向风速。利用Monte Carlo方法模拟计算了该系统的测量精度 ,结果表明 ,在 90 %的光子数探测几率下 ,多普勒测量精度约是单个CCD探测通道谱宽的 10 % ;激光雷达系统风速测量的精度在垂直高度 2km内优于 2m/s。     

巴克码在复合声呐信号中的应用

信号波形直接影响着声呐对目标的时延分辨力、频移分辨力、低截获能力及抗混响能力。因此,设计和选择合适的波形对声呐系统有着极其重要的影响。巴克(Barker)码的模糊函数呈理想的“图钉型”,具有良好的时频分辨力。本文利用模糊函数和Q函数,对基于巴克码的复合声呐信号的分辨力、抗混响等性能进行了仿真分析,并和传统的单频矩形脉冲(CW)信号、线性调频脉冲(LFM)信号进行了比较,得出基于巴克码的复合声呐信号能够实现较高的测量精确度,而且在一定的多普勒频移范围内具有较好的抗混响能力,是浅海中主动声呐的优先选择信号。     

弹性物体在混响背景下的散射信号检测

混响是主动声呐的主要背景干扰,是由发射信号引起的,其谱结构与发射信号也具有一定的相似性,是一种非平稳的有色干扰噪声.特别是在浅水情况下,强大的混响干扰尤其严重.而在实验数据中有时并没有获得发射声信号的取样.本文采取一种尝试,截取一段高信混比回波作为发射信号来考虑,同时截取纯混响叠加到回波信号上,以模拟低信混比的情况,在混响自回归(AR)模型的基础上研究混响的预白化处理,并将预白化处理后的信号用于匹配滤波器的信号检测.     

混响背景下的CW信号检测

CW信号即单频矩形脉冲信号,是雷达及声纳中常用的信号形式.混响是主动声纳检测中主要的背景干扰,它是一种有色干扰噪声,并常被看作是一个非平稳的随机过程,这使得工作在白噪声条件下检测器的性能在一定程度上受到限制.关于混响背景下的CW信号的检测问题是人们一直关注的问题,通常人们将混响视为随机信号进行建模,而忽视它的混沌特性.将混响视为混沌噪声,利用混沌噪声背景下的信号检测方法来检测混响背景噪声下的CW信号,并通过仿真得到预期结果.     

基于LFM信号的小目标声纳探测性能分析

声呐信号对声呐系统的探测性能有重要影响,不同的声呐信号,具有不同的分辨力、测量精度、旁瓣特性、抗混响能力等性能.主要利用模糊度函数及Q函数,对小目标声呐线性调频信号的探测性能进行了研究,分析了线性调频声呐信号探测性能的主要特点,并对其抗混响能力进行了验证.     

一种低噪声微弱信号调理电路设计

水下主动声纳探测系统是通过发射换能器发射主动声信号,水听器检测回波信号完成目标探测和方位估计等任务。由于水听器输出信号微弱,易被复杂的海洋环境噪声干扰不能直接用于后续采集电路,要求信号调理电路具有高增益并且自噪声远低于水听器输出信号。而且主动声呐工作在近距离时,水听器接收到的混响信号远高于目标的回波信号,水听器接收到的信号动态范围大。本文提出的一种低噪声微弱信号调理电路,是一种低噪声、高增益、大动态范围、高一致性的信号调理电路。     

明渠水声信号测速方法研究

发射波束与目标之间的相对运动会产生多普勒效应。根据多普勒频移可以测量目标的速度。利用此原理可以测明渠水流速。但由于噪声、主频的干扰,又由于离散频谱存在栅栏效应和假频现象,有些情况下回波的谱峰与真实的谱峰值相差很远,因此在搜索回波信号的多普勒频移时就无法对准其真实的频率,也就无法得到正确的流速。"叠加法"去随机干扰,"谱减法"去主频干扰,"全相位频谱校正"可避免信号离散化的影响。将三者综合运用,可以使测量到的谱峰值与真实值间基本一致。通过多组测试统计,证明该方法能够测得明渠水速,并且有较高的测量精度。     

超短波跳频通信系统抗梳状谱干扰性能分析

当前对付高速跳频通信最有效的干扰方式为梳状谱干扰,为深入分析超短波跳频通信抗梳状谱干扰的性能,分析了梳状谱干扰的基本原理,采用仿真方法重点研究不同干扰带宽、干扰样式条件下的抗梳状谱干扰能力,得到了相应的误码率曲线,为进一步的实装测试提供了仿真数据参考.     

主动声纳中混响干扰的一种非线性抑制方法

本文介绍了一种基于混沌理论的非线性动力学信号分离方法——变尺度概率净化法,并将之优化应用于主动声纳目标检测中混响干扰的抑制。该方法以近似条件下不含目标回波的纯混响数据作为参考信号,使目标回波分离后的混响背景数据与参考混响数据在相空间上具有一致的概率分布,使目标回波与混响背景适度分离,从而实现对混响干扰的抑制。在信混比较高的情况下,该方法具有较好的混响抑制效果。另外,论文对算法作了一些改进,降低了算法的运算量和运行所需内存,而分离性能并没有下降。     

分辨率约束下毫米波雷达波形参数及接收权联合设计

针对自动驾驶中有限平台空间及发射功率导致毫米波雷达目标检测性能较低的问题,该文提出一种距离及速度分辨率约束下提升毫米波雷达目标检测概率的波形参数及接收权联合设计方法。首先,基于调频连续波(FMCW)信号,所提方法建立了毫米波相控阵阵列检测模型;其次,通过分析距离及速度分辨率与发射波形参数关系,构建考虑距离及速度分辨率的发射波形参数约束;然后,基于最大化输出信杂噪比(SCNR)准则,建立具有距离及速度分辨率约束的发射波形参数及接收权值联合优化模型以改善毫米波雷达目标检测及距离速度分辨性能;最后,所提方法基于交替迭代方法求解所得复杂非线性优化问题。仿真结果表明,所提方法可自适应调整发射波形参数和接收权以提升目标检测性能同时满足距离及速度分辨率需求。     

基于微动调制的梳状谱灵巧噪声压制干扰

针对目前相干压制干扰算法干扰面积不足、非相干压制干扰算法发射功率要求高等问题,本文在噪声卷积干扰及微动干扰算法的基础上,提出一种基于微动调制的梳状谱灵巧噪声压制干扰算法。该算法能够在距离向及方位向获得部分压缩增益,降低了对干扰机发射功率的需求,同时在压制干扰面积上优于其他干扰算法,可根据压制区域地物回波特性对干扰参数进行调整,达到干扰要求。此外,针对图像客观评估中没有考虑人眼主观因素影响的不足,本文采用了基于人眼视觉特性的主、客观结合的图像评估指标对干扰前后的图像进行评估。场景实测数据与干扰信号仿真数据结合后得到的图像评估结果表明,本文所提出的干扰算法能够在一片区域中形成有效的面状压制干扰,且适用场景广泛,可以实现对面目标的有效保护。     

PD雷达信号模糊函数的计算

雷达信号波形直接影响到雷达发射机的形式、信号处理方式、雷达的距离和速度特性。为了研究PD（脉冲多普勒）雷达的信号特性,基于雷达信号波形设计,从几类PD雷达发射信号出发,给出了单载频矩形脉冲信号、相参脉冲串信号和线性调频信号等不同雷达信号的模糊函数计算公式。在MATLAB平台上建立了模糊函数的仿真模型,并绘制出模糊函数图。根据模糊函数图形分析了各类信号特点。仿真结果表明,模糊函数能较好地描述雷达信号在距离和速度上的测量精度和分辨力。     

Semicompatible High Definition Television Using Field Differential Signals

In a previous paper we proposed transmitting high definition television (HDTV) by means of semicompatible HDTV (SC-HDTV) signals which utilized differences between scan lines. The line-differential SC-HDTV waveform had the virtue of being easily convertible to an NTSC compatible color picture. The line-differential SC-HDTV signal required three present-day CATV channels for local distribution. With the advent of inexpensive electronics and memory, the possibility arises of incorporating field memories into HDTV receivers. Thus, in this paper we propose a field-differential SC-HDTV signal, which, like its predecessor, is easily converted to NTSC. However, the field-differential SC-HDTV waveform may be transmitted using only two present-day CATV channels. In order to produce an HDTV picture from the field-differential SCHDTV signal, the receiver requires comb filters, 2:1 time compressors and a field memory of about 245 kilopixels. These are implementable using today's technology.     

基于参数匹配的调频连续波干扰抑制方法

随着线性调频连续波(FMCW)车载雷达的广泛应用,同一个场景下若干个雷达的相互干扰可能导致传感器灵敏度降低,甚至虚警。针对该问题,提出一种基于量子遗传和中心值匹配相结合的干扰抑制方法。该方法首先将发射波形和干扰信号的互相关函数作为目标函数,通过量子遗传算法进行波形参数优化,在约束范围内得到互相关最小的工作参数,然后基于这个参数生成发射波形,最后根据干扰信号的参数,通过中心值匹配的方法选择合适的工作雷达参数,实现自适应干扰抑制。仿真结果表明,该方法可以以较低的计算量达到良好的干扰抑制结果。     

海洋环境监测高频地波雷达波形参数设计

根据线性调频中断连续波（FMICW）的原理,结合OSMAR2000雷达总体设计要求,在满足无距离混迭、无Doppler频谱混迭的前提下,兼顾其它性能指标,本文重点介绍了波形参数的设计过程。     

有色噪声背景下自适应雷达波形优化设计

仅以提高雷达检测性能为目标所设计的发射波形通常具有较高距离旁瓣和峰均比,不利于微弱信号检测和实际工程应用。针对上述问题,提出目标信号子空间加权的自适应波形优化方法。给出利用环境中有色噪声的统计特性改善目标检测性能的系统模型,选取目标-有色噪声矩阵的大特征向量构成目标信号子空间,建立在该子空间上优化加权系数使发射波形满足自相关性能和峰均比约束的目标函数,并采用序列二次规划算法进行求解。该方法所优化发射波形能有效抑制有色噪声,同时获得较好的自相关特性和峰均比,改善雷达综合性能。仿真结果表明了该方法的有效性和灵活性。     

电离层探测仪多通道激励源的设计

新设计的系统采用5通道激励源,使用5副对数周期天线作为发射阵列,采用数字波束技合成技术控制天线阵列。除原有的调相脉冲体制,增加了线性调频连续波体制,此体制具有良好的距离分辨率和多普勒不敏感性,可实现对快速运动目标的跟踪探测。每个激励源采用可编程门阵列为主时序控制器,直接数字频率合成进行频率合成,PC机与发射机之间的通信利用通用串行总线架构来实现。采用模块化设计,便于后续的维护和升级。目前已应用于实验室的日常探测之中。     

一种利用随机矩阵调制实现共享通信方法

本文提出了一种利用随机矩阵调制-OFDM雷达成像波形实现共享通信的方法。首先,利用基础波形和随机矩阵在OFDM波形上构造随机矩阵调制-OFDM波形库。然后,在发射端根据不同的通信方式确定不同的发射方式,并根据雷达性能和通信传输要求选取相应的参数。最后,在雷达接收端,利用发射信号的伪正交性分离出回波信号实现雷达成像;在通信接收端,利用接收信号在与发射波形相对应的匹配滤波器的输出端有较高的目标尖峰,来解调出通信信息。数值仿真表明,该方法在保留该波形优异的雷达成像性能的同时,可有效实现共享通信。基于随机矩阵调制-OFDM波形数量的丰富性以及良好的正交性,可以保证较大的数据通信速率及较高的数据通信质量。     

预加重在高速电路板中的应用

介绍了预加重技术的原理,并对信号在高速电路板上传输时的衰减情况进行了分析,运用预加重技术对信号进行预先处理,提高了信号的高频分量,改善了信号传输质量。通过观察信号的波形和眼图可确定合适的加重系数。电路仿真通过ADS来验证实现,运用了DSP和Analog/RF的联合仿真。最终选择加重系数k=1.3,即预加重强度为30%。通过传输媒质后的信号波形上升沿得到改善,眼图高度显著提升。