现代雷达信号处理机若干关键技术的仿真研究

相控阵脉冲多普勒雷达信号处理机中包含了现代雷达的核脉冲多普勒雷达信号处理机的典型结构,给出了其中一些关键技术,如直接中频采样与数字相干检波,子阵DBF,MTI,数字脉冲压缩及通道失配校正等的设计与实现方法,给出了仿真结果及所能达到的性能指标.在杂波及噪声背景下,利用这些方法对整个信号处理机进行了仿真,对于幅度与相位同时随机变化的杂波,改善因子为70 dB左右;当杂波中只包括幅度杂波时,改善因子为90dB以上.本文探讨了现代雷达信号处理机所采用的一些技术,得出了一些有意义的结论.     

二维距离-多普勒海杂波信号模拟与实现方法

对满足K分布的距离-多普勒二维海杂波建模和快速模拟方法进行了研究。利用距离-多普勒分辨单元对海面进行划分,分析计算了海杂波功率谱密度,并采用球不变随机过程方法得到二维相参K分布海杂波模型。利用电磁仿真软件分析了海面的电磁散射系数,计算得到了海面一维距离像和模拟信号。设计了海杂波信号模拟系统,利用仿真得到的数据可实时产生雷达二维海杂波信号。     

动态杂波条件下非合作辐射源目标检测研究

针对非合作雷达辐射源采用不可控的第三方辐射源导致杂波趋于复杂的问题,提出了根据杂波协方差矩阵特点进行杂波动态化的方法,设计了对杂波动态化处理的非合作雷达辐射源目标检测系统。结果显示：所设置的辐射源与目标信息在杂波动态化处理后,可以通过非合作雷达辐射源目标检测系统提取到准确的辐射源、目标的位置、速度、角度信息。结果表明该动态化杂波不会轻易淹没功率较大的目标,该目标检测系统可以对目标进行数据采集处理,且位置速度误差均不超过1%,对目标跟踪、实际情况下的雷达信号处理有参考作用。     

海南发射场测控雷达海杂波建模与仿真

海南发射场雷达测控设备工作时面临着较严重的海杂波影响,为此需要建立准确的海杂波模型,研究和掌握海杂波的性质。研究了球不变随机过程法(SIRP)产生相参相关K分布海杂波的仿真模型;其中,采用了基于复倒谱的方法来产生相关高斯随机序列;最后,开展了仿真实验。结果表明,本方法模拟产生的海杂波在概率分布和功率谱特性上与理论值都吻合,说明该方法是准确和有效的。该方法对开展海杂波条件下测控雷达检测性能研究和杂波抑制方法研究都有重要意义。     

时空相干相关K分布海杂波仿真

海杂波通常会制约雷达对目标的检测,它的精确仿真关乎到雷达性能预估的准确性.首先介绍了海杂波的幅度统计模型,然后对它的时间相关性与空间相关性进行讨论.并在此基础上研究了基于球不变随机过程法(SIRP)仿真时空相干相关K分布杂波的方法.最后仿真生成海杂波数据,结果表明用该方法获到的杂波数据的概率密度函数与K分布模型匹配得很好.同时时间与空间相关性得到了满足,与杂波的复合散射机理也贴合,证实该仿真方法是可行的.     

基于小波包多阈值处理的海杂波去噪方法

针对海杂波信号非平稳非线性的特性,在小波包多阈值处理的基础上加以改进,提出了一种新型海杂波去噪方法。利用海杂波数据的频率特性,确定小波包分解层次。考虑到每层小波包分解时,分解系数的高频部分存在翻转情况,将分解系数按照频率大小顺序进行排列,通过自相关函数确定低频、中频、高频部分,每个频段选取合适的阈值,对小波包系数进行重构,得到去噪后的海杂波信号。利用实测海杂波数据进行实验,分别与传统海杂波去噪法和基于经验模态分解的海杂波去噪法比较,所提方法信噪比和均方根误差分别达到了33.519 9和0.001 9,处理不同海情下的海杂波都具有更佳的去噪能力,说明其去噪效果明显,适用范围广泛。     

导航雷达慢速小目标检测方法

针对常用导航雷达在检测强海杂波环境下慢速小目标的困难问题,利用扫描间海杂波非相关特性,提出采取提高天线转速的措施和扫描间信号平滑处理技术,从而抑制或削弱海杂波,增强目标信号强度,改善检测性能。实验表明,本方法显著提高了导航雷达在海杂波环境下检测慢速小目标能力。     

基于在线随机张量分解的探地雷达杂波抑制方法

探地雷达(GPR)易受杂波干扰,而传统低秩分解抑制方法的抑制效果差,影响实际应用。张量分解法可将矩阵分解为低秩、稀疏部分,即杂波、目标部分,仅对目标部分进行处理,就可得到更优的抑制效果。为此基于在线随机张量分解技术(OSTD),提出了一种新的GPR杂波抑制方法。通过添加简单的预变换步骤将A扫描数据作为在线随机张量分解的输入量,再经分解获得杂波、目标量,以实现杂波抑制。仿真和实际数据集测试结果表明,新方法的效果优于传统抑制方法。     

海杂波背景下的PSO-RBF弱目标检测

海杂波背景下的目标检测是海面雷达信号处理的重要组成部分。海杂波中弱目标的检测，传统方法是基于海杂波统计特性，但是统计特性并不能很好地反映海杂波的内在动力学特性，因此检测效果很不理想。本文根据海杂波的混沌特性，对其进行了相构空间重构，并将粒子群算法算法(PSO)应用到径向基函数(RBF)神经网络核函数参数的优化学习中，利用加拿大McMaster大学采用IPIX雷达在Dartmouth地区海域实测带有目标的海杂波数据对此方法进行验证。结果表明，在混沌海杂波背景下PSO-RBF小目标检测法具有良好的预测性，相比于一般的径向基神经网络，改进算法不仅收敛速度快，且误差精度高。     

双基机载雷达几何场景建模及空时杂波特性仿真

由于双基机载雷达具有2个独立的运动平台,双基杂波建模是一项十分困难的工作。本文提卅利用坐标系统变换的方法建立双基机载雷达场景的几何模型,不仅简化了双基几何场景的数学描述,还可方便准确地表示双基杂波的距离／角度多普勒频率特性及计算杂波的空时二维似然谱。该模型可用于评估双基空时自适应处理（STAP）和杂波抑制技术实际杂波环境中的性能。最后,采用多通道机载雷达实验（MCARM）和指定雷达场景的双基几何配置参数得到的仿真结果验证了该模型的正确性。     

Design and performance analysis of LMS algorithm based adaptive filter embedded with CFAR detector under non‐homogeneous clutter scenarios

The paper presents performance analysis of least‐mean‐square algorithm based adaptive filter embedded with constant false alarm rate (CFAR) detector for the purpose of better detection of target under non‐homogeneous clutter environment in radar application. The objective of this paper is to develop a method by redesigning the radar detector in such a way to emphasize the target response and de‐emphasize the clutter response. The hardware implementation using pipeline technique for the adaptive filter reveals its capability to support high sampling frequency, which is an ardent necessity for high performance radar. The moderate area‐delay‐product and low power consumption have made it suitable for hardware realization for such application. The extensive MATLAB simulation of proposed design shows remarkable improvement of detection performance in terms of signal‐to‐noise ratio of 17 dB considering probability of detection at 0.8 over the generic cell averaging CFAR (CA‐CFAR). Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

线性调频信号的匹配滤波处理

雷达信号处理完成压制噪声和杂波,从而有效地检测出有用信号的功能。采用匹配滤波器可使输出信噪比达到最大。本文介绍了匹配滤波器的设计原理,给出了白噪声匹配滤波器和有色噪声匹配滤波器的传递函数模型。在MATLAB/Simulink平台上,建立了雷达发射信号为线性调频信号时匹配滤波器的仿真模型。计算机仿真表明,线性调频信号经匹配滤波器后脉冲宽度被大大压缩,信噪比得到了显著提高。该滤波器的脉冲压缩功能,解决了一般脉冲雷达通过增加脉冲宽提高作用距离与距离分辨力下降的矛盾。     

并网逆变器输出LCL滤波器的优化设计

具有优越滤波性能、易于集成和封装的LCL滤波器在分布式并网发电系统中的应用日益广泛,然而零阻尼引起的谐振问题不仅影响闭环控制系统的稳定性,而且导致入网电流性能降低。如何设计和优化滤波参数来提升LCL滤波器的滤波性能成为研究的热点。在滤波总电感和滤波电容满足系统性能的条件下,比较分析了电感分布系数和阻尼电阻对系统的稳定性、滤波效果、开关次谐波衰减比、阻尼值及阻尼损耗的影响,并在此基础上,给出了电感分布系数和阻尼电阻优化方法一般设计流程。仿真结果表明该优化方法是有效的。     

高频有源滤波器的实用设计

本文给出了高频有源滤波器的实用设计方法。根据给定的技术指标，首先设计一个基于运算放大器的RC有源原形滤波器，然后根据网络理论，将其转换成基于电流传输器（CCⅡ－）的RC有源滤波器。由于两个滤波器具有相同的传输函数以及相同的元件值，因此，基于CCⅡ－的滤波器保留了原形滤波器的优良性能。文中给出了用AD844实现的滤波器电路以及计算机模拟结果。     

IIR低通滤波器在谐波监测中的应用

以IIR数字滤波器的基本理论为依据，结合滤波器的传递函数分子、分母系数固定这一事实，通过选用高密度可编程逻辑器件确定了IIR数字滤波器的硬件实现方案，并按照层次化、模块化、参数化的设计思路，采用VHDL硬件描述语言和原理图两种设计技术进行了IIR滤波器的硬件设计；对设计的低通滤波器进行了系数量化并对其影响进行了分柝最后进行了实际滤波效果测试，验证了设计的正确性。     

变压器防尘网格栅设计

针对防尘网格栅宽度设计不合理影响变压器散热的问题,文中提出了一种变压器防尘网格栅宽度设计方法,该方法在保证变压器散热效果的基础上,从风速衰减率和防尘网重量2个目标出发,建立优化模型,进而求解得到防尘网最优格栅宽度。在充分研究防尘网格栅结构的基础上,详细给出了防尘网最优格栅宽度设计步骤,并以1000 kV特高压变压器为例,计算得到了最优格栅宽度。最后经第三方风阻率测试和现场试验,结果表明该方法设计的防尘网在保证变压器散热效果的基础上,有效降低了防尘网重量,安装便捷、经济实用,从而验证了该方法的有效性与可行性。     

双调谐滤波器的参数选择

分析了双调谐滤波器的阻频特性；提出了双调谐滤波器无功分配方法，研究了滤波器容量与年费用及投资的关系，进行了无功分配的优化选择；给出了双调谐滤波器电容、电感额定参数的选择计算方法。用本文提出的方法对葛洲坝－上海ＨＶＤＣ工程双调谐滤波器各参数进行的选择与实际参数取值相符，提出的方法可为实际工程中双调谐滤波器的设计提供科学依据。     

微机控制测量系统中数字滤波器设计

在传统数字滤波器算法的基础上,本文论述了微机控制测量系统滤除高频随机干扰时新的数字滤波器的设计思路和设计算法,该数字滤波方法是利用测量误差理论中的肖维勒准则来剔除异常干扰值,用以削弱高频随机干扰尖脉冲。仿真表明,本方法优于传统的去除最大、最小值的平均值方法,是一个较为理想的测量系统滤波方法,有应用和研究价值。     

一种非线性负载下逆变器输出滤波器的设计方法

提出了一种非线性负载下逆变器输出滤波器的分析与设计方法.用系统的闭环传递函数描述了滤波器参数值和系统时间常数之间的关系,并通过计算输出电压的总畸变因数(THD)来设计滤波电感和滤波电容的值.给出了设计方法的流程图,并且通过Saber仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性.     

三相四桥臂有源电力滤波器交流侧电感参数设计

提出一种三相四桥臂有源电力滤波器的交流侧电感参数设计方法。在对系统进行解耦后,前3桥臂电感参数的设计可独立于第4桥臂。针对特定的谐波源,在其它主电路参数已知的情况下,精确地确定了电感取值的上限;电感取值上限不仅与指令电流变化率的各极大值有关,还有极大值出现时刻的公共连接点电压有关。利用设计实例详细地说明了参数设计过程,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。