星载三极子天线电磁波参数最佳估计算法

星载探测对仪器重量和体积的要求都很苛刻,而通常三极子天线需要一部三通道接收机以实现电磁波参数估计,不但重量和体积较大,而且存在通道串扰和增益不平衡的问题。该文提出两种基于时分技术的三极子天线估计电磁波参数的算法,使得一个三极子天线只需要一部单通道接收机,不但减小接收机的体积、降低接收机的重量和费用,而且克服了通道串扰和增益不平衡的问题。仿真结果证明了算法的有效性。     

去除地面反射波的波达角估计方法研究

以基于极化平面的波达角（Direction of Arrival，DOA）估计算法为基础，针对近地面天线受地面反射波影响从而极大地影响DOA估计的准确性问题，对如何去除地面反射波的影响进行深入研究.分别采用理想地面近似法、反射系数法和阵列抑制算法进行仿真试验，对比和分析这三种算法的优缺点，以及各自的适用性.理论分析和仿真试验表明:理想地面近似算法在实际地面参数与理想导电平面相近时，具有准确的计算结果，但在其他情况下计算结果与真实值误差很大；反射系数法通过地面的电导率σ、相对介电常数ε_r以及入射波的极角θ分别求出地面的水平反射系数和垂直反射系数，从而准确估算出来波方向，但由于该方法需要预先知道地面参数，故其应用场景受到了一定的限制；阵列抑制算法巧妙地利用地面反射波和直达波在相位延迟和入射角方面的关系，通过移相操作，生成抑制反射波的新数据，再对其进行处理，准确计算出DOA.通过比较分析可以得出，阵列抑制算法可用于任何类型的实际地面，且无需知道实际地面参数，同时该算法具有很好的准确性，因此其应用场景不受限制，具有很好的理论研究和实际应用价值.     

基于差分滤波的非线性估计及校正方法

在线性调频连续波雷达系统中,各个器件的非理想特性使得信号的相位产生各种畸变,严重影响雷达的测距精度以及成像质量,需要经过一定的校正手段才能获得高精度的测量结果。该文针对线性调频连续波信号以及确定性非线性相位的特点,建立了受到非线性干扰的线性调频连续波信号模型,提出一种新的基于差分滤波的非线性估计方法能够对周期性及非周期性非线性进行同时估计,并利用匹配傅里叶变换(MFT)方法对非线性相位进行校正。通过仿真和对比分析,表明该方法与其他方法相比具有更高的估计精度,且在非线性度较大时也能够具有良好的校正效果。最后采用雷达的实测数据验证了该算法的有效性。     

航磁补偿系统延迟偏差补偿方法研究

航空磁法勘探是一种重要的地球物理勘探方法,由于飞机磁干扰会对光泵磁力仪测量的数据产生严重的影响,因此有效的补偿飞机磁干扰具有重要的意义。提出了一种非线性航磁补偿方法,通过对信号时间序列的加权,实现对当前时刻输出信号的预测,通过L-M(Levenberg-Marquardt)算法求解修正同步误差后的非线性航磁补偿模型。仿真结果表明,该非线性航磁补偿方法可有效的解决传统航磁补偿方法无法补偿通道间延迟的问题,有效地降低各类信号延迟导致的补偿偏差,补偿后信号的标准差降低至10-4n T/m量级,该剩余残差水平与光泵磁力仪的本底噪声处于同一量级,符合高精度航磁勘探的要求。通过野外模拟飞行实验对理论分析和仿真结果进行了验证。     

基于FPGA内嵌DSP硬核的脉冲压缩设计与实现

在伪随机编码体制的超宽带雷达中,原始回波信号的实时脉冲压缩是信号处理的首要和关键步骤。由于超宽带雷达的采样率高、数据量大,而微处理器处理速度和DSP芯片运算能力有限,提出了一种基于 FPGA 内嵌DSP硬核的快速实时脉冲压缩方法。基于时间域的互相关算法,通过调用FPGA中的DSP硬核进行并行计算,并结合流水线模式,实现快速实时脉冲压缩。仿真与实验结果表明,本文的方法能很好地实现超宽带雷达原始回波信号的快速实时脉冲压缩。     

基于安卓平台的小型化混凝土探测雷达系统

面向钢筋混凝土内部结构的探测需求研制出一款小型化探地雷达,并利用 Java语言研发了一款基于Android手机平台的实时信号处理系统,旨在为工程人员提供更加高效、便捷的探测方式和现场处理方法。该系统能够实时接收雷达探测数据,将数据绘制成单道波形图、灰度图,并且可以将数据保存在SD卡指定文件夹中。同时,提出了一种实时的钢筋识别算法,应用于信号处理客户端,实现了对混凝土结构中的钢筋目标的自动识别。实验证明,该算法具备较高的准确性与良好的实时性。     

无人直升机轴频磁场信号检测方法研究

轴频磁场信号是无人直升机在机动飞行时产生的一种重要物理场,是一种难以被隐藏的目标特征信号.通过分析轴频磁场信号能实现对无人直升机的检测和识别,并能监测其运动状态.利用磁场传感器采集无人直升机的轴频磁场信号,并利用短时傅里叶变换算法对实测数据进行时频分析.实测结果表明,无人直升机在机动飞行中能产生特定随运动状态变化的5～40 Hz的轴频磁场信号.通过对该特征信号的提取,实现了对无人直升机的准确检测和识别,该探测方法在实测数据的应用中取得了良好的效果.     

末端开槽超宽带天线的研究

基于常规平面半椭圆偶极天线形式,研究了末端开槽天线的特性,分析了四种不同的末端开槽方式对天线驻波系数、端口阻抗、群延时等特性的影响.在仿真分析比较了天线末端采用半圆面开槽、电阻加载的方式、开槽单元数量以及背腔形式对天线特性影响的基础上,设计了一种中心频率为400 MHz的平面半椭圆、末端双半圆面开槽加载以及V形金属背腔的新型超宽带天线,加工制作并测试了该天线.测试结果表明:该天线阻抗带宽优于两个倍频程,波形保真度高;同时该天线成本低廉易于集成,能够应用于穿墙成像雷达.