基于离散匹配傅里叶变换的高速运动目标逆合成孔径雷达距离像补偿

本文分析了高速运动目标的逆合成孔径雷达(ISAR)回波信号模型,讨论了目标高速运动特征对ISAR信号处理的影响.结果表明,高速运动特征会导致目标一维距离像的畸变和二维像的模糊.因此,必须对高速运动目标的距离像进行有效的补偿以消除距离像的畸变.针对高速运动目标的ISAR回波信号模型,本文提出了一种基于离散匹配傅里叶变换(DMFT)的高速运动目标距离像补偿算法.该算法采用DMFT谱包络最小Shannon熵准则进行参数估计,可解决幅度最大准则下参数估计性能恶化的问题.仿真结果表明了该距离像补偿算法的有效性.     

基于包络补偿的高速多目标检测算法

针对高速微弱目标检测,传统包络移动补偿算法存在频谱泄漏,不利于在多目标环境下弱信号的检出。文中在分析高速目标回波包络走动及非整数采样误差对频谱泄漏影响的基础上,提出了一种改进的包络移动算法,利用采样误差补偿因子对发射信号进行相位补偿,然后利用频谱泄漏补偿速度周期对搜索速度进行分组,并完成包络移位对齐。仿真分析表明该方法克服了频谱泄漏,适合对多目标进行检测。     

基于Keystone变换与Dechirping补偿的雷达运动目标检测跟踪算法研究

对目标回波信号进行长时间积累,是在不对雷达硬件系统进行升级改造的情况下,提高回波信噪比及雷达系统探测能力的低成本实现方法。本文主要对目标沿雷达径向匀加速运动时导致的距离徙动和多普勒走动问题进行研究,提出了基于Keystone变换和Dechirping补偿的积累算法。在没有先验信息的情况下通过Keystone变换实现包络对齐,而后利用对加速度进行搜索补偿,来补偿多普勒走动以提高雷达积累增益。最后基于AR模型的卡尔曼滤波算法实现机动目标的跟踪。利用空天杯比赛数据可以证明算法在检测微弱运动目标方面的优势。     

基于多阶次二维分数阶傅里叶变换的频谱弥散干扰抑制算法

现有频谱弥散（SMSP）干扰抑制算法均针对一个脉冲重复周期回波信号,涉及相干处理间隔（CPI）整体回波时,需要分别对每个重复周期内的SMSP进行抑制。针对该问题,以远距离支援干扰条件下线性调频脉冲多普勒雷达抗SMSP为背景,以雷达在真实目标方位接收到的一个CPI回波为处理对象,提出基于多阶次二维分数阶傅里叶变换的SMSP抑制算法。分析回波信号多阶次分数阶特征,结合采样型离散分数阶傅里叶变换快速算法,研究真实目标和干扰机发生分数阶域走动的临界运动参数,设计二维遮盖窗。仿真结果表明,所提算法无需分别对每个重复周期内的SMSP进行抑制,通过对一个CPI回波整体处理,可同时达成干扰抑制和目标检测的目的。     

PRC—CW雷达多目标检测的逐次消去脉压-FFT方法

伪随机二相编码连续波(PRC-CW)雷达应用于多目标环境下时,如果各个目标回波功率相差较大,弱目标回波信号会淹没在强目标回波信号的距离旁瓣中,对信号检测造成很大的影响.针对上述问题,提出采用基于CLEAN思想的逐次消去脉压-FFT处理方法消除强目标回波信号的距离旁瓣对弱目标回波信号的影响.理论推导和仿真实验证明了该方法的有效性.     

基于频域校正的快速长时间积累算法

针对长时间积累过程中回波信号出现的距离徙动和多普勒走动问题,提出一种基于频域校正的快速长时间积累算法。该算法首先利用Radon-Ambiguity变换对脉压以后的回波信号进行加速度估计,用得到的估计值构造加速度补偿因子消除距离弯曲和多普勒走动,然后选取回波包络之间的相关系数作为代价函数对目标的速度进行估计,用得到的估计值构造速度补偿因子消除距离走动。仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于正反HFM信号的水下高速小目标处理算法与试验分析

针对水下高速小目标的特点,提出了基于宽带正反双曲调频（HFM）信号的水下高速小目标检测与参数估计快速算法,并完成了仿真。通过在信号发射端加入时间伸缩因子来模拟目标运动,实现了水下高速小目标检测与参数估计的动态试验。并采集了雷体的反射回波数据。设计的以TMS320C6701为核心的信号处理系统,通过本文提出的快速算法实现了低信噪比下雷体反射回波检测与参数估计。试验结果表明,基于正反HFM信号的快速处理算法及数字信号处理（DSP）系统能有效完成低信噪比下的高速目标回波的检测与参数估计,与仿真结果具有较好的一致性．     

基于广义解调和广义S变换的时频域去噪方法

毫米波干涉仪回波信号的信噪比对膛内高速运动目标参数的测试精度有重要影响,传统的时域或频域去噪方法经常受到使用条件的限制,为此提出一种基于广义解调和广义S变换的时频域去噪方法。首先估计信号的相位函数对其进行广义解调和广义S变换,在时频域构造有效的滤波器进行降噪处理,随后对去噪信号进行广义S逆变换和逆广义解调并在此基础之上得到目标的运动曲线。基于此方法的二维滤波器参数完全与时间无关,极大地降低了时频滤波器的构造难度。仿真和实测数据分析结果表明:该算法与希尔伯特黄等方法相比能够有效提高信噪比并改善测试精度。     

混响环境下基于频率-波数谱分析的水下慢速目标回波检测方法

针对水下慢速目标回波信号往往被随机噪声、混响信号等湮没的问题,提出一种基于频率-波 数（FK）谱分析的回波检测方法。FK谱分析相当于速度滤波器,回波中的混响信号与运动目标信号在FK域呈现不同形态。利用此特性,通过Radon变换提取接收信号经过二维傅里叶变换后的FK谱线信息。构建低维数特征空间,采用支持向量机识别运动目标和混响信号。进一步根据运动目标信号的FK谱线斜率构建滤波器,进行信号滤波。该方法将目标分类前置,不需要预先对信号做波束形成,较传统方式更高效。采用海试数据验证算法,成功从强混响信号提取目标信号,并获得大约3 dB增 益。结果表明,回波检测方法能够提取受混响严重干扰的慢速运动目标信号。     

基于图特征学习的海杂波抑制算法

为有效降低海杂波对海洋雷达的工作影响,研究海杂波的抑制问题,提出一种基于图特征学习的海杂波抑制算法。使用时频变换对雷达回波信号进行维度扩增,基于图嵌入处理深度挖掘图结构特征的思想,并依据海杂波和目标回波信号在时频谱中的不同结构特性,给出一种通过图嵌入进行信号节点特征向量构造的方法。区别于传统时域对消和子空间分解等方法,该方法可以通过时频谱中不同信号的节点分类实现海杂波的抑制。仿真与实测结果表明,该算法可以有效抑制雷达回波信号中的海杂波分量,提升雷达回波信号的信杂比,为海洋雷达进行海杂波的抑制提供了新的思路和途径。     

Fuzzy Jamming Pattern Recognition Based on Statistic Parameters of Signal＇s PSD

In order to recognize the jamming pattern in anti-jamming, a novel fuzzy jamming recognition method based on statistic parameters of received signal’s power spectral density (PSD) is proposed. It exploits PSD’s shape factor and skewness of received signal as classified characters of jamming pattern. After the mean center and variance of each jamming pattern are calculated by using some jamming samples, an exponential fuzzy membership function is used to calculate the membership value of the recognized sample. Finally, the jamming pattern of received signal is recognized by the maximum membership principle. The simulation results show that the proposed algorithm can recognize common eight jamming patterns accurately.     

基于轴频电场线谱特征的目标检测及识别

为有效地从海洋环境电场信号中检测出舰船轴频电场信号,在对大量实测数据分析的基础上,提出一种基于轴频电场线谱特征的目标检测与识别方法。对接收信号进行傅里叶变换计算频谱图,并对其进行归一化处理以提高其动态范围;采用浮动门限与固定门限相结合的方法对疑似线谱信号进行检测;采用积分累计的方法对疑似线谱特征进行目标确认,并利用长时间积分特征均值实现对目标信号的识别;通过海上实测数据对方法的有效性进行检验。结果表明,该方法能够有效检测到目标信号,并可实现对目标信号的识别分类。     

基于盲源分离和自适应滤波的水下声信号降噪算法

在水下小孔径基阵测向应用中,阵元接收到的连续波（CW）信号质量直接关系到测向误差的大小,由于受到多径效应、信号起伏和水下背景噪声的影响,往往实际检测到的信号信噪比较低,相位估计结果离散性大。本文针对水下CW信号和水下背景噪声特点,提出了一种基于盲源分离和自适应滤波联合降噪的算法,该算法对接收的CW信号波形进行降噪以达到提高信噪比的目的。通过算法仿真和湖试试验证明,经本文算法输出的信号,估计器的输出结果比直接利用信号进行方位估计的结果精度高。     

多输入多输出正交频分复用浅海水声通信打孔判决反馈信道估计算法

主要研究多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)水声通信判决反馈信道估计技术。针对传统判决反馈信道估计算法在非高斯加性噪声环境下跟踪估计缓慢时变水声信道存在误码遗传的缺点,提出了水声通信打孔判决反馈信道估计算法。利用级联码解编码信息评价水声信道频域响应估计值的可靠性,删除偏差明显的频域子信道,结合插值等手段恢复完整的信道频域响应,作为信道反馈信息。仿真和水池实验结果表明,基于打孔技术的判决反馈信道估计算法相较传统算法能够更好地抑制误码遗传,对抗突发噪声,跟踪信道的缓慢时变,提高水声通信质量。     

一种BOC信号测距码结构监测方法

测距码结构监测是信号监测系统的重要组成部分,但接收的信号往往淹没于噪声中,无法从时域中提取出测距码序列。推导了BOC信号的通用自相关与功率谱密度的表达式,并提出了一种适用于低信噪比下的BOC信号测距码解码方法。该方法利用导航信号的循环平稳特性与噪声的平稳特性,通过谱相关理论估计信号的多普勒和码速率,取小于一个码周期的数据与原始数据滑动相关去除电文的影响,然后剥离副载波恢复出测距码的时域波形,通过仿真分析BOC(1,1)信号验证了算法的有效性。     

基于声场模信号特征和多项式拟合的声速剖面反演技术研究

针对未知环境下利用经验正交函数表示声速剖面的局限性,提出了一种基于多项式拟合和模信号相结合的声速剖面反演方法。介绍了模信号的概念和深海分布特性,通过理论分析和仿真分析,证明低阶多项式拟合可用于深海声速剖面的表征,并提出采用5阶多项式拟合以实现对2 000 m以浅的声速剖面较精确的表征。在反演处理流程中,利用不同参数的多项式拟合计算获得拷贝模信号,利用脉冲声信号获得数据模信号,并通过遗传算法进行参数寻优。以典型Munk剖面为例仿真分析基于垂直阵、单水听器、非海面海底反射(SRBR)信号的反演性能,单水听器的声速剖面反演与垂直阵性能接近,并提出基于非SRBR模信号反演可以提升在海底参数未知条件下反演的技术思路。利用4 000 m海深的单水听器接收的脉冲信号（距离180 km,接收与发射深度均为100 m）进行方法性能验证,结果表明,共轭深度以下（100~2 000 m）的声速剖面反演误差小于0.2 m/s.     

线阵双基地声纳波束零点形成MUSIC算法

以线阵为双基地声纳接收基地阵列流形,提出了一种基于多信号分类(MUSIC)技术的波束零点形成算法。算法可在屏蔽发射基地强直达波干扰基础上,有效地接收目标回波信号。讨论了干扰强度与干扰波达方向对算法性能的影响。提出了改进的MUSIC波束零点形成算法。在干扰波达方向小幅偏离时,接收基地亦可获得理想的干扰抑制效果。     

双谱幂次水下检测空中高速运动声源方法

提出一种水下检测空中高速运动声源的方法。采用波数积分方法对空气中运动声源激发的水下声场进行建模,仿真分析了水下接收信号的时域波形。并利用信号的时频域临近连续性和高阶谱抑制高斯噪声的特点,以信号的双谱替换DFT得到双谱幂次检测器,利用该检测器在高斯背景下检测空中声源水下噪声。仿真和实测数据处理结果表明,所提出的方法切实可行。     

用于水声通信的宽带波束形成结构

提出一种用于水声通信中的基于复数系数有限冲激响应(FIR)滤波器的宽带恒定束宽波束形成结构.其中,各阵元接收信号首先通过时间延迟线补偿整数倍采样间隔时延,接着通过频带搬移得到接收信号的复包络,最后采用复数系数FIR滤波器实现对不同频率信号复包络的加权,复数系数FIR滤波器的系数由最优化方法设计得到.仿真结果表明:采用基...     

基于高阶谱的战场声目标特征提取

由于高阶谱对于高斯噪声不敏感的特性，在战场噪声环境中。提取被动声目标的双谱、双谱切片和相位耦合特征，通过建立声目标的高斯混合模型（GMM），进行声目标信号的识别。将基于此模型的识别结果与功率谱方法比较。仿真结果证明：基于高阶谱特征提取方法优于AR功率谱特征，该方法在抑制背景干扰中具有优越性。