EBPSK调制脉冲数据帧串信号的平均模糊函数

基于EBPSK(Extended binary phase shift keying)调制雷达通信机可输出高精度大量程的雷达测距值.同时利用EBPSK调制脉冲数据帧串信号和冲击滤波辅助解调的特殊优势进行高频谱利用率的数字通信.研究针对EBPSK调制脉冲数据帧串信号的特点,根据cooper给出的随机信号平均模糊函数的基本定义,详细推导了该信号的平均模糊函数,并通过实验仿真了平均模糊函数图.结论表明,随机EBPSK调制脉冲数据帧串雷达信号与随机二相码脉冲雷达信号的距离模糊函数类似,即在距离轴上无模糊,而其速度模糊函数则由随机EBPSK调制数据和周期的相参脉冲串共同决定,即在速度轴上呈“梳状”模糊图,其模糊瓣取决于周期脉冲串.     

基于相干解调的EBPSK/MPPSK性能的研究

在目前发表的文献中均提到超窄带调制技术是否可信、能否实现的关键就是接收滤波器的设计.国内的研究团队也在近几年提出了一种名为“冲击滤波器”的接收滤波器,能够在提高EBPSK/MPPSK性能的同时简化接收机的复杂度.文中采用传统的相干解调的方法对EBPSK调制信号进行恢复,研究了超窄带调制中不同参数的改变对解调性能的影响,对基于冲击滤波器解调和相干解调等两种解调性能进行了仿真对比,给出了仿真结果.     

扩展的二元相移键控调制参数性能比较

扩展的二元相移键控(EBPSK)是一种十分灵活的调制方式,只改变几个调制参数即可在调制方式、频谱效率、功率效率和码率等方面进行选择,而解调器可以自适应这种改变。分析了相同的传输码率下EBPSK调制中最简单的3种特例,即反相调制、缺周期调制和窄脉冲调制,并对其功率谱、冲击滤波器输出及非编码解调性能进行了仿真比较,仿真结果揭示了3种调制方式在调制信号、功率谱、冲击滤波器输出及解调性能之间的差异。     

一种雷达通信一体化方法

提出了一种基于步进变频信号的雷达通信一体化系统,设计了一种融合雷达信号和通信信息的一体化信号,并对不同雷达之间的同步和数据处理流程进行了分析。仿真结果表明,这种一体化共享信号的调制解调方法是可行的,可在对雷达性能影响较小的前提下实现二进制数据的准确传送,具有较低的误码率。不同雷达可以在实现粗略同步的情况下进行通信和测距。     

恒包络OFDM雷达通信一体化研究

提出一种新的OFDM雷达通信一体化系统模型,通过DFT预编码和交织式子载波映射解决了OFDM信号峰均功率比较高的问题,实现了OFDM信号的包络恒定。同时,给出一体化系统信号处理方案,在通信接收端,通过传统的OFDM信号解调得到通信数据。在雷达接收端,通过二维联合搜索和时域相位测量进行目标速度的估计;结合相关处理和频域相位测量,实现雷达的高精度测距。仿真结果表明,在保证通信传输功能的前提下,一体化系统能够实现厘米级别的测距精度和米每秒级别的测速精度。     

基于循环谱特性的扩展二元相移键控解调算法

介绍了扩展二元相移键控调制(Extended BPSK调制,以下简称EBPSK调制)信号模型及其二阶循环谱特性。对平稳信号匹配滤波进行拓展的基础上,提出了一种新的基于循环谱特性的EBPSK解调算法,由此给出基于该解调算法的EBPSK接收机框图,并对该解调算法性能进行了分析,最后进行了仿真验证。理论分析及仿真结果表明:基于循环谱特性的EBPSK解调算法利用噪声与EBPSK信号在循环频率域上的差别,能够有效分离在频域和时域都重叠的噪声和EBPSK信号,为EB-PSK调制的实用化提供一种有价值的参考。     

EBPSK信号混沌振子检测原理与性能分析

针对扩展二元相移键控(Extended BPSK,EBPSK)信号应用中一直存在的接收滤波器设计之技术瓶颈的问题,从数字通信系统对解调的基本要求出发,不追求利用特殊机理的滤波器对EBPSK信号进行精确的恢复,而是寻求利用混沌振荡器来判断发射端发射的是哪一个波形,从而完成EBPSK信号的解调。据EBPSK调制信号的特点和Duffing振子微弱信号检测原理,研究了EBPSK信号的混沌振子检测原理,设计了EBPSK信号的Duffing解调器,并通过仿真实验验证了该解调器的抗噪声性能。并且提出了Duffing振子利用内置驱动力的能量抗衡噪声概念,从能量的角度解释了Duffing振子的抗噪声机理。     

基于速度差补偿的双频连续波雷达室内人体定位方法

目前,用于室内定位的雷达技术为了达到高精度而使用高带宽的调频连续波,这样不仅对设备要求高且杂波干扰大。为降低带宽开销,该文使用双频连续波比相测距机制来实现室内人体定位。在该方法中复杂的室内环境和人体变化的移动速度会造成频谱扩展,导致有效信号信噪比降低,能量发散甚至出现峰值误判,直接降低测速和定位的精度。由此,提出应用于室内环境中的基于双频连续波比相测距的局部速度差补偿算法,以校准频域信号,获取高精度的速度与距离信息。实验结果表明在设备功率提供的测距范围内固定位置均方根误差在9~14 cm内,与已有调频连续波有同等级的测距精度,最终实现了低带宽下的高精度人体定位。同时该系统的算法复杂度较低,能更好地适用于人体轨迹的实时跟踪。     

扩展二元相移键控调制信号的多路传输

为有效利用信道资源,基于扩展二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying,EBPSK)调制和解调的独特性,分析了多载波EBPSK调制的传输体制,推导出各路调制信号间参数约束关系,找出传输信号频谱变化规律,提出两种传输方案并设计相应的解调器,实现了多路EBPSK信号的并行传输;针对线谱分布规律修改调制波形,抑制了调制信号功率谱中的线谱杂散;取不同组调制参数进行仿真验证,结果表明两种方案的解调性能趋于一致且与载频间隔有关,载频趋近,系统实现复杂度提高,在相同误码率下解调所需信噪比额外支出约1～2 dB,但传输速率成倍提高,节省了频率资源,表明了这两种方法的可行性、有效性和利用信道资源的合理性.     

双光频梳辅助的微波频率测量方法北大核心CSCD

为实现大频率范围内多微波频率的高精度即时测量,提出了一种基于双光频梳和法布里-珀罗滤波器(Fabry-Perot filter,FPF)的微波频率测量方案。将待测微波信号通过单边带调制加载在一路光频梳上进行频率复制,再将调制后的光信号通过一个法布里-珀罗滤波器进行信道分割。FPF的输出信号和另一路光频梳耦合后通过光解复用器实现信道化接收。通过设置合适的系统参数,可使得每个信道输出的拍频信号在同一窄带中频频段内。基于频率-光功率映射的原理,通过判断信号的存在性即可确定未知信号所处的频率段,实现信号频率的粗估计。通过对目标信道输出的微波信号进行采样、模数变换和信号处理可实现未知信号频率的高精度测量。通过实验仿真验证了所提方案的有效性,频率测量误差在±2.5 MHz内。     

Power allocation and range performance considerations for a dual-frequency EBPSK/MPPSK system

Extended binary phase shift keying/M-ary position phase shift keying (EBPSK/MPPSK)-MODEM provides radar and communication functions on a single hardware platform with a single waveform. However, its range estimation accuracy is worse than continuous-wave (CW) radar because of the imbalance of power in two carrier frequencies. In this article, the power allocation method for dual-frequency EBPSK/MPPSK modulated systems is presented. The power of two signal transmitters is adequately allocated to ensure that the power in two carrier frequencies is equal. The power allocation ratios for two types of modulation systems are obtained. Moreover, considerations regarding the range of operation of the dual-frequency system are analysed. In addition to theoretical considerations, computer simulations are provided to illustrate the performance.     

Detection probability of EBPSK-MODEM system

Since the impacting filter-based receiver is able to transform phase modulation into amplitude peak, a simple threshold decision can detect the Extend-Binary Phase Shift Keying (EBPSK) modulated ranging signal in noise environment. In this paper, an analysis of the EBPSK-MODEM system output gives the probability density function for EBPSK modulated signals plus noise. The equation of detection probability (p_d) for fluctuating and non-fluctuating targets has been deduced. Also, a comparison of the p_d for the EBPSK-MODEM system and pulse radar receiver is made, and some results are plotted. Moreover, the probability curves of such system with several modulation parameters are analysed. When modulation parameter is not smaller than 6, the detection performance of EBPSK-MODEM system is more excellent than traditional radar system. In addition to theoretical considerations, computer simulations are provided for illustrating the performance.     

基于双频连续波的微摄动目标探测算法

针对穿墙雷达在灾难救援方面的应用,提出了基于双频连续波体制雷达对诸如废墟下由于呼吸引起轻微起伏波动的人体等微摄动目标进行探测的新方法。首先根据目标特点,将目标回波建立成正弦调频回波模型,并对其进行分析;然后提出FFT比相法测距算法,检测出废墟下人体目标到探测雷达的距离;接着通过将两个通道信号互相关,在低信噪比环境下检测出有生命目标(废墟下人体)的呼吸频率,实现对有生命体目标的探测。通过仿真实验,验证了该方法的可行性。并且该方法也可运用于对其他微摄动目标的探测。     

基于相位噪声分析的交通信息采集雷达设计

为了满足智能交通领域(ITS)信息采集需要,该文设计了一种K波段双模式交通信息采集雷达,其两个工作模式为调频连续波(FMCW)和单频连续波(CW)模式。由于对压控振荡器(VCO)直接作为CW测速雷达的振荡源的研究较少,所以该文对在单频连续波(CW)模式下VCO的相位噪声以及雷达作用距离对测速误差的影响进行分析。此外该文还通过测速对比实验,得出在短距离应用条件下,虽然以MMIC VCO为振荡源的双模雷达的测速精度不如以低相位噪声锁相环振荡器(PLL)为振荡源的单一CW雷达,但两者相差很小。通过分析和实验可以得出,相位噪声对速度误差的影响会随着作用距离的缩短而减小。该双模雷达工作在CW模式并进行短距离测速时,能满足一般民用交通雷达测速精度的要求。     

多载频MIMO-SAR对消处理抗欺骗干扰

 根据多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)的特点,提出在重叠等效相位中心(EPC)处采用对消处理抑制欺骗干扰的方法.MIMO-SAR采用收发同置天线配置可形成多组位置相同的等效相位中心;发射多载频线性调频(LFM)信号将使每组位置重叠等效相位中心处的回波相位有所差异.利用此特点,可以在子回波相位补偿后采用对消处理对欺骗干扰进行抑制.文中给出了收发同置MIMO-SAR的系统模型,分析了欺骗干扰下的回波特点,指出在位置重叠等效相位中心处的欺骗干扰信号对间仅存在相位差异,给出了对消处理完成欺骗干扰抑制的信号流程,实验结果证明了本文方法的有效性.     

二阶锁相环的EBPSK信号解调分析

高效的调制和解调技术对数据传输具有重要的意义。该文在已有的EBPSK传输系统基础上,详细讨论了EBPSK信号采用二阶锁相环解调时鉴相器的输出信号结构。首先通过建立锁相环的线性化模型,对比分析了不同阻尼系数的相位阶跃误差响应和矩形相位误差响应,推导了理想状态下鉴相器输出的波形表达式。其次在包含窄带高斯噪声的条件下研究了EBPSK信号解调的最佳积分限取值,给出了相应的仿真结果。分析表明,在一定的信噪比条件下,只要锁相环能由捕获状态恢复到跟踪状态,就能保证EBPSK信号的有效解调。     

EBPSK解调器的抗频偏特性研究

研究了载波频偏对于EBPSK传输体制的影响,通过实验证实了基于冲击滤波器的EBPSK解调器可容忍一定的频偏,必要时可省去锁相环。     

基于MAC序列的抗回波遮挡准连续波雷达波形设计

为了解决相位编码准连续波雷达的回波遮挡问题,首先引入遮挡率函数和遮挡情况下的回波主旁瓣比定量分析回波遮挡。在此基础上提出一种基于MAC(Multimode Arbitrary Code)序列的长短脉冲结合的波形设计方法,并给出了基于此方法的波形设计实例和相应的仿真分析。仿真结果表明该波形设计方法能够有效解决相位编码准连续波雷达的回波遮挡问题,实现远近目标的同时探测。     

雷达频域脉压处理中特殊旁瓣的抑制

现代雷达系统的线性调频、非线性调频和相位编码信号是应用最为广泛的几种脉冲压缩信号,当回波信号出现在某特定时刻时,采用传统频域方法来进行脉冲压缩处理会使脉冲压缩输出有一个较大的特殊旁瓣,此旁瓣将影响雷达信号检测。文中主要以线性调频信号为例分析了产生这种特殊旁瓣的原因,提出了两种抑制方法,并已应用于实际雷达系统中。     

短脉冲非相参雷达的逆合成孔径成像及其稀疏恢复成像技术

短脉冲非相参雷达(NCSP)的辐射源输出微波脉冲持续时间短,针对于高速运动目标而言,其脉冲持续时间内的目标运动可忽略不计,对回波信号不需进行专门的脉冲内运动补偿。为了利用短脉冲非相参雷达信号进行逆合成孔径雷达成像,该文应用补偿相参处理的方法,去除辐射信号包络时间不确定性和初始相位的不确定性影响,在常规方法进行包络对齐和初相补偿后可利用距离-多普勒(RD)方法进行逆合成孔径雷达成像,仿真验证了补偿后信号成像的可行性。然而,短脉冲非相参雷达的载频随机抖动的因素会导致距离-多普勒成像结果在多普勒维度产生随机调制的旁瓣,影响成像的质量。利用稀疏恢复技术,在成像空间中对目标的散射中心进行稀疏重构,利用正交匹配追踪(OMP)算法和稀疏贝叶斯学习(SBL)算法进行成像,从而实现了抑制非相参因素引起的成像旁瓣,改进了成像质量,通过仿真验证了方法可行性。