线性调频雷达信号参数估计算法的多片ADSP实现

针对线性调频(LFM)雷达信号的参数估计问题,采用4片ADSP-TS101S构成的雷达信号参数估计平台,实现了一种基于改进三次相位函数的LFM信号参数估计算法.该算法只需要通过二阶非线性变换在信号参数空间形成最大值来估计LFM信号参数.在多分量的情况下,讨论了信号自项和交叉项与时间的关系,提出使用加权平均的方法来改进算法,有效抑制了交叉项干扰.实验表明,在较低信噪比下,该算法可以有效地估计多分量LFM信号参数.     

基于混沌的LFM信号检测与参数估计

为了实现线性调频(LFM)信号的检测与参数估计,提出一种基于混沌理论的新算法.该算法首先分析了LFM信号参数变化对处于混沌临界态的Duffing振子输出相图的影响,并对待检LFM信号进行解调频处理.利用Duffing混沌振子构造滤波器阵列,以最大Lyapunov指数的符号作为系统状态的判断标准,从而实现了LFM信号的检测和参数估计.数值模拟表明,该算法易于操作,在低信噪比下,能有效检测LFM信号并获得较好的参数估计精度.     

基于分数阶傅里叶变换的LFM干扰抑制算法

针对利用分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,FrFT)进行干扰抑制时门限阈值设定的难题,为有效抑制DS/FH系统中的线性调频(linear frequency modulated,LFM)干扰,通过深入分析DS/FH和LFM信号的FrFT性质,提出了一种新的LFM干扰抑制算法,该算法充分利用FrFT时频面坐标轴旋转性质,通过计算信号的不同阶次FrFT并搜索其峰值,确定信号最优FrFT阶次,完成对LFM干扰信号的判别,最后采用频域陷波来抑制LFM干扰。理论分析和仿真实验表明,该算法能够有效的剔除DS/FH系统中的LFM干扰信号,不需要阈值门限设定,算法具有较好的稳健性和普适性。     

基于mTD-FrFT的VMFS-LFM信号参数估计方法

针对甚小频偏线性调频(very minimum frequency shift-linear frequency modulation,VMFS-LFM)信号对应的分数阶傅里叶(fractional fourier transform,FrFT)域估计参数的绝对值接近1而导致估计性能降低的问题,在借鉴基于FrFT的LFM信号参数估计方法的基础上,采用m倍抽取(m time decimation,mTD)作为预处理方法,提出基于mTD-FrFT的VMFS-LFM信号参数估计方法.理论分析和实验结果表明:mTD预处理过程可增大VMFS-LFM信号和近参数多分量LFM信号的调频斜率在FrFT域的分辨率,使基于mTD-FrFT的参数估计方法可对VMFS-LFM信号和相近参数多分量LFM信号进行有效参数估计.     

基于CWT的线性调频信号参数检测方法

针对线性调频(LFM)雷达信号的参数检测问题,研究了小波变换在雷达信号参数检测中的应用,通过理论分析及公式推导说明了其可行性。提出了基于连续小波变换(CWT)的LFM信号参数检测方法。仿真实验结果符合理论分析的结论,表明用该方法能够得到较高的检测精度。     

基于人工蜂群算法的线性调频信号参数估计

针对多分量线性调频(LFM)信号的初始频率和调频斜率估计问题,提出了基于人工蜂群算法的LFM信号最大似然函数估计方法。首先,利用最大似然方法对LFM信号的初始频率和调频斜率进行联合估计;然后,用人工蜂群算法对似然函数进行优化求解;接着,针对人工蜂群算法收敛速度慢、易早熟等问题采用多维并行搜索结合交叉全局引导的方式对算法进行改进,实现了高效的多分量LFM信号参数估计。仿真实验证明,本文算法具有最大似然估计的有效性,兼具快速性和实时性。     

改进的三次相位函数法LFM雷达信号参数估计

为了研究对线性调频(LFM)雷达信号的参数估计,提出了利用改进的三次相位函数法对LFM雷达信号进行参数估计.三次相位函数法可提取信号的相位函数的各项系数,并且只需通过二阶非线性变换在信号参数空间形成最大值来进行估计参数,具有较高的精度和良好的低信噪比能力,但是计算量较大.针对三次相位函数法计算量大的问题,提出调频斜率搜索范围设定准则及双尺度调频斜率搜索法,可减少大量计算量,同时保持了低信噪比下的算法精度.仿真测试结果表明,新算法有效地减小了计算量,并且保证了低信噪比下的算法精度,算法性能得到了提高.     

编队卫星雷达正交码分LFM信号设计及性能分析

结合LFM信号和CDMA技术,提出了一种正交码分线性调频(OCD-LFM)信号,研究了该信号的模糊函数、正交性以及距离分辨等方面的性能;讨论了降低互相关峰值和减小多普勒失配的信号参数设计要求。计算机仿真和理论分析表明OCD-LFM信号随着码元数N的增加,正交性能逐步增强。与传统LFM+二相编码信号相比,该信号在距离分辨和多普勒容限等方面均表现出较好的性能。     

FRFT域LFM雷达回波信号的压缩采样模型

针对宽带雷达线性调频信号(Linear Frequency Modulated,LFM)带宽大、采样率高、存储容量要求高的问题,设计了一种基于压缩感知的 LFM雷达回波信号的欠采样整体方案。首先,利用 LFM信号在分数阶傅里叶变换(FRactional Fourier Transform,FRFT)域上良好的能量聚集特点,提出了一种基于DFRFT核矩阵的正交基字典构造方法,在此基字典的基础上利用随机解调器和匹配追踪类算法构建了一个 LFM雷达回波信号的压缩采样和重构系统模型。仿真结果验证了 FRFT域处理 LFM雷达回波信号的可行性和有效性,LFM雷达信号在该正交基字典上的稀疏表示效果要优于现有的波形匹配字典,而且具有更好的抗噪性能和自适应性能。     

LFM发生器及其在超声波TDOA测量中的应用

提出一种基于DDFS的全数字方波LFM产生电路的方案,介绍电路的结构、工作原理及参数选择,分析电路的性能特点,比较正弦LFM与方波LFM信号的自相关函数和频谱,研究将方波LFM信号作为超声波发生器激励信号进行TDOA测量的方法,并用实验验证全数字离散方波LFM用于超声波发生器TDOA估计的有效性。     

Chirp-Rate Resolution of Fractional Fourier Transform in Multi-component LFM Signal

Distinguishing close chirp-rates of different linear frequency modulation (LFM) signals under concentrated and complicated signal environment was studied. Firstly, detection and parameter estimation of multi-component LFM signal were used by discrete fast fractional Fourier transform (FrFT). Then the expression of chirp-rate resolution in fractional Fourier domain (FrFD) was deduced from discrete normalize time-frequency distribution, when multi-component LFM signal had only one center frequency. Furthermore, the detail influence of the sampling time, sampling frequency and chirp-rate upon the resolution was analyzed by partial differential equation. Simulation results and analysis indicate that increasing the sampling time can enhance the resolution, but the influence of the sampling frequency can be omitted. What’s more, in multi-component LFM signal, the chirp-rate resolution of FrFT is no less than a minimal value, and it mainly dependent on the biggest value of chirp-rates, with which it has an approximately positive exponential relationship.     

Propagator method for multiple-parameter estimation of LFM signal for conformal array antenna

A multiple parameter estimation method for the LFM signal for the conformal array antenna is presented. By employing the energy focusing property of certain-ordered-FRFT to the LFM signal, multiple components blended in received data are separated in the FRFT domain, and hence the simplified data model is acquired, because of which the complicated parameter match is avoided, and then the DOA and polarization estimation is performed by using the PM algorithm. Benefiting from the avoiding of parameter matching and high dimensional eigen-value decomposition, the complexity and computational burden of the algorithm is remarkably controlled. Simulation results show that the proposed algorithm has an approximate performance with a much lower computation burden than ESPRIT.     

Detection and parameter estimation of sawtooth linear frequency modulated continuous wave signal

Aiming at application of long time accumulation for the detection and parameter estimation of linear frequency modulated continuous wave (LFMCW), a novel method based on the joint zero frequency searching method and quasi-MTD method is proposed to detect the sawtooth LFMCW (SLFMCW) signal and estimate its parameters. Firstly, detection of the SLFMCW signal and estimation of its period are realized by use of the zero frequency searching method. And then, the quasi-MTD method based on cyclocorrelation is utilized to finish the estimation of phase parameters and initial time-offset. The estimation of the period, chirp-rate, initial frequency and initial time-offset can be effectively realized by the method, which has low computational complexity and can provide good estimation performance in a low signal-to-noise ratio (SNR) owing to long time accumulation. Computer simulations verify the effectiveness of the algorithm.     

基于模糊函数切片和 FrFT 的快速 LFM 信号参数估计

RAT（Radon-Ambiguity Transform）和FrFT（Fractional Fourier Transform）被广泛应用于线性调频（LFM）信号的参数估计。针对RAT调频斜率估计时的全角度域搜索和FrFT参数估计时的两维搜索导致计算量增加的问题,提出了一种快速LFM信号参数估计方法。采用模糊函数（Ambiguity Function）切片和RAT相结合的方法快速估计调频斜率,并以此确定最优分数阶变换阶数,然后利用一次FrFT实现LFM信号的剩余参数估计。理论分析和实验仿真表明了该方法的有效性。     

基于离散余弦变换的语音增强

在进行余弦变换时，语音信号主要分布在余弦系数的低频区域，而随机噪声主要分布在高频区域．鉴于此特点，给出了一种基于离散余弦变换的阈值语音增强方法．利用余弦系数的高频区估计噪声得到阈值，对DCT阈值化，利用信噪比估计值和语音出现概率对算法做了进一步的改进，增强了算法的去噪能力．实验结果表明，该方法为有效的语音增强方法．     

一种有效的CFCR域LFM信号分析方法

为了解决现代电子战领域中无延迟的线性调频信号分析方法计算量大,以及低信噪比情况下抗噪性能和估计精度不理想的问题,提出了一种有效的无延迟线性调频信号分析方法。所提算法通过利用局部尺度傅里叶变换和傅里叶变换,将线性调频信号变换到中心频率-调频率的二维域中。在中心频率-调频率域中,线性调频信号的能量得到有效积累,形成易于检测的尖峰。通过检测尖峰坐标,得到信号参数的估计值。为了提高估计精度和降低计算量,采用了双尺度估计策略。仿真结果验证了低信噪比情况下,该算法具有良好抗噪性能和估计精度,并且所提算法计算量小,易于实现。     

基于移动最小二乘曲线拟合的LFM信号参数估计

针对二维搜索方法实现基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的线性调频信号(LFM)参数估计中存在的峰值估计偏差问题,提出可利用移动最小二乘(MLS)技术来拟合FrFT模函数峰值检测向量的方法以提高参数估计性能.该算法将复杂的二维搜索问题简化至一维曲线拟合来进行处理.理论分析与仿真结果表明,该方法在保留分数阶域处理优点的同时,可明显减少运算量,并达到较高估计精度,为基于FrFT的LFM信号实时检测提供了可能.     

基于改进3D-ESPRIT算法的三维GTD模型参数估计

三维旋转不变子空间（3D-ESPRIT）算法估计三维几何绕射理论（GTD）的散射中心模型时,参数精度不高,噪声鲁棒性较差,为此,提出一种改进的3D-ESPRIT算法.通过构建原始回波数据的共轭矩阵、对协方差矩阵叠加、取平均、平方处理,可提高对目标原始回波数据的利用率,并增大信号特征值与噪声特征值之间的差距,增大了信噪比,从而提高参数的估计精度.基于不同算法估计得到的三维GTD模型参数,比较了不同算法估计的参数均方差.仿真结果表明,改进算法的参数估计性能及噪声鲁棒性均优于经典3D-ESPRIT算法和改进的免配对3D-ESPRIT算法.     

Novel LFM Jammer Suppression Algorithm for DSSS in FRFT Domain

A novel algorithm is proposed to resolve the defects in the traditional linear frequency modulation (LFM) jamming suppression algorithm in the fractional Fourier transform (FRFT) domain. The traditional LFM jamming suppression algorithm in the FRFT domain has some defects. For example, the exact threshold is difficult to set and both the signal-to-noise ratio (SNR) loss and spectrum leakage are serious in strong jamming-to-signal ratio (JSR) situations. Windowing, overlapping and inverse windowing techniques are used in the FRFT domain to reduce the spectrum leakage and the SNR loss. Under the condition that only the direct sequence spread spectrum (DSSS) signal and white Gaussian noise are present, the amplitude of the received signal after FRFT is assumed to be Rayleigh distributed. Based on the distribution characteristic, hypothesis testing is used to suppress the jamming spectrum using the algorithm. Simulation results show that the performance of proposed algorithm is better than that of the conventional algorithms, especially in a strong jamming and multi component LFM jamming environment.