LFM-PC复合调制信号优化设计算法

针对相位编码(Phase Coded,PC)信号在高速运动平台和高速目标探测中运用存在多普勒敏感问题,研究了一种基于线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号和相位编码信号复合调制的宽多普勒容限信号形式——LFM-PC复合调制信号.本文推导了LFM-PC信号的模糊函数,在多普勒容限内...     

基于动态优化的非线性调频信号设计

由于非线性调频信号(NLFM)无需加权就可获得很高的主副瓣比,没有加权失配所引起的信噪比损失,在雷达系统中,得到广泛的应用.本文采用改进的动态优化法对某雷达大时宽、小压缩比、高多普勒频率非线性调频信号进行优化设计.获得高的主副瓣比、小的主瓣展宽系数和宽的多普勒容限,改善了脉压的性能.     

非均匀频率密度多载波新型雷达信号

在高超声速目标搜索应用中,要求雷达发射信号具有高分辨、低截获、高多普勒容限等特性。本文针对OFDM信号多普勒容限低的缺点,提出了一种非均匀频率密度多载波雷达信号以及基于NLFM信号频谱窗函数的子载波频率设计方法;采取理论分析及数值仿真方法,推导、计算了该信号的频谱特性及模糊函数特性,并与典型OFDM信号的有关特性进行了对比,得出结论:新信号具有多普勒容限大、无距离—多普勒耦合、带外衰减快以及时延自相关函数旁瓣低等优点,适合于宽带高分辨雷达对高速运动目标的搜索与检测。      

ZC序列及其调制的OFDM信号波形特性研究

本文研究了ZC序列的自相关特性、循环相关性、傅里叶不变性、低峰均比特性,通过研究ZC序列的傅里叶不变性揭示了ZC序列与其调制的OFDM信号之间的关系。文章提出了匹配特性检测算法和多普勒容限特性检测算法,用于直观地研究信号波形的匹配特性和多普勒容限特性。仿真结果表明,ZC序列码调制的OFDM信号波形具有和线性调频信号波形相同的“斜刀刃型”模糊函数,其与线性调频信号波形在匹配特性和多普勒容限特性方面也呈现相同的特性,是一种性能良好的雷达探测信号波形。     

GMSK信号在雷达中的应用研究

GMSK信号即高斯最小移频键控编码信号,本文研究了GMSK信号在雷达中的应用,介绍了其特点、产生方法和码型优选方法,针对GMSK信号的多普勒敏感性,提出了一种多普勒补偿技术,提高了系统的多普勒容限。在实际应用中采用这种新的码型及重频捷变,使雷达系统具有很高的抗截获性能。     

两种OFDM信号的雷达探测性能研究

OFDM信号是雷达通信一体化系统常用的发射波形之一。分析比较了两种不同序列的OFDM信号(ZC序列和Oppermann序列)的特性,分别从自相关、峰均比、模糊函数和多普勒容限等方面,分析对比了两种波形的性能。理论分析和仿真实验表明,ZC序列和Oppermann序列的自相关都具有集中的主瓣,但ZC序列的自相关旁瓣高于Oppermann序列;ZC序列的峰均比优于Oppermann序列;ZC-OFDM信号和Oppermann-OFDM信号具有相同的呈“斜刀刃”型的模糊函数;ZC-OFDM信号的多普勒容限好于Oppermann-OFDM信号。因此,ZC-OFDM信号比Oppermann-OFDM信号具有更优的雷达探测性能。     

巴克码多普勒容限带宽扩展的神经网络法研究

研究了人工神经网络在二相编码信号距离旁瓣中的应用。针对巴克码脉压技术多普勒容限带宽小的问题 ,在H .K .Kwan等提出的将多层感知器网络用于二相编码信号距离旁瓣抑制问题的基础上 ,根据G .Galati的时域非相干旁瓣处理方法 ,提出了一种非相干旁瓣处理的神经网络方法 ,实现了多普勒容限的扩展 ,并经计算机模拟得到证实。     

基于二次曲线拟合的相位编码多普勒补偿研究

相位编码信号由于其脉冲间码型捷变、图钉状模糊函数和不存在距离-多普勒模糊等低截获性能,在当前雷达对抗领域获得广泛的关注和应用。由于目标运动会使相位编码回波受到多普勒频率调制,破坏了各个调相码之间的相位关系,相关处理会出现失配现象,输出主瓣降低,旁瓣升高,系统在探测高速目标会出现多普勒失配。根据m序列码脉冲压缩随着目标速度的失配变化和目标多普勒容限关系,本论文研究了较为实用的二次曲线拟合局部脉冲压缩曲线。根据三点多普勒补偿的脉压结果实现全局最优补偿的自动估算。所提算法具有简单的实现过程,易于工程实现。     

海杂波背景下自适应脉冲压缩的性能与分析

针对经典脉冲压缩匹配滤波器距离旁瓣高、不利于检测邻近距离小目标的局限性,文献[2]和[3]提出了自适应脉冲压缩方法,在高斯背景下对P3取得了良好的压缩效果。但其多普勒容限性能差,且杂波环境简单。在此基础上,该文采用相位编码脉内线性调频信号,分析了海杂波背景下自适应脉冲压缩方法的性能,进行了仿真。仿真结果表明,在海杂波背景下,该方法具有距离旁瓣低、多普勒容限大、能检测多目标等优点。     

不同编码技术在40Gb/s光纤通信中的应用研究

介绍了利用马赫-曾德尔调制器产生NRZ码、Rz码及CSRZ码三种码型的基本原理,并对比分析了其色散和非线性容限大小,在此基础上基于光二进制差分相移键控(oDPSK)调制技术,在40Gb/s通信系统中对结果进行了光纤链路仿真验证.结果表明,CSRZ-DPSK具有较高的色散容限和非线性容限,是未来长距离高速光纤通信中最具优...     

Rapid estimation of the range-Doppler scattering function

Under wide sense stationary uncorrelated scattering (WSSUS) conditions, the signal spreading due to a random channel may be described by the scattering function (SF). In an active acoustic system, the received signal is modeled as the superposition of delayed and Doppler spread replicas of the transmitted waveform. The SF completely describes the second-order statistics of a WSSUS channel and can be considered a density function that characterizes the average spread in delay and Doppler experienced by an input signal as it passes through the channel. The SF and its measurement will be reviewed. An estimator is proposed based on a two-dimensional (2-D) autoregressive (AR) model for the scattering function. In order to implement this estimator, we derive the conditional minimum variance unbiased estimator of the time-varying frequency response of a linear channel. Unlike conventional Fourier methods, the AR approach does not suffer from the usual convolutional smoothing due to the signal ambiguity function. Simulation results are given.     

基于滤波器组多载波梳状谱的雷达通信一体化信号技术

源于频谱利用率高、抗多径衰落能力强、子载波调制灵活等优点,正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）是当前主流的雷达通信一体化信号备选技术之一。但是该技术存在多普勒敏感、带外辐射强、峰均比较大等缺点。与之相比,滤波器组多载波（Filter-bank multicarrier,FBMC）带外辐射低、多普勒容限高、不需要循环前缀（Cyclic Prefix,CP）,具备更高的应用价值。为此,本文基于FBMC框架,从子载波复用角度提出了兼具高速无线通信和chirp优良模糊函数的梳状谱信号技术,并进一步设计了融合辅助导频和干扰利用的前导序列,解决了FBMC通信信道估计中固有的虚部干扰问题。最后,在应对快时变信道时,本文联合前导序列和离散的梳状chirp谱,在完成高性能雷达探测的同时,保障了高速无线通信性能。仿真实验有效验证了技术可行性。     

步进频波形优化设计及处理技术

为增大步进频信号对多普勒效应的容忍度,文中对波形参数进行了优化设计。通过研究认为,对多普勒效应的容忍范围与脉冲重复周期之间存在强耦合关系,为增大容忍范围需要尽可能减小脉冲重复周期。为解决因减小重复周期而可能带来的距离模糊问题,提出了在频率上对发射端和接收端进行异步设置的处理技术,并且为了避免雷达作用范围内的盲区,提出了根据目标所在距离自适应设计信号波形参数的方法,此方法与处理技术特别适用于远程警戒雷达。     

基于Grefenstette编码下MicPSO的离散频率编码波形设计

该文在分析离散频率编码波形信号(DFCW)的模糊函数基础上,建立了离散频率编码信号设计的优化模型,将微群粒子群优化算法(MicPSO)应用于DFCW设计。针对DFCW设计为排列优化问题,引入了Grefenstette编码作为MicPSO的粒子编码进行优化设计。仿真结果表明,DFCW的自相关峰值旁瓣、多普勒容限主要与信号码长有关,而通过该优化设计,信号的互相关性能得到极大改善,与已有方法相比,该方法时间开销小,优化结果更理想。     

基于5G的外辐射源雷达模糊函数研究

随着低空空域开放和无人机等航空技术的发展,对城市或郊区等电磁频谱紧张的区域开展低空目标探测愈发重要,采用5G信号作为机会照射源的外辐射源雷达在该领域展现出了广阔的应用前景。相比4G网络,5G波形方案的实现细节发生了本质的改变,因此基于不同外辐射源信号的模糊函数也存在较大差异,而现有文献对基于5G信号的外辐射源雷达模糊函数的相关研究仍然较为缺乏。本文从信号的基本结构入手,采用对比分析的方法,从理论上对5G信号和4G信号在帧结构及物理资源结构等方面存在的差异进行了详细对比;搭建了系统仿真模型,并对基于5G信号的外辐射源雷达的模糊函数进行了仿真实验;最后,针对模糊函数中的各类副峰,分析了该模糊副峰产生的原因以及可能对信号探测性能造成的影响,并对部分副峰的抑制方式进行简单阐述。该文为基于5G信号的外辐射源雷达副峰的抑制提供了新的思路和方向。     

Doppler Estimation from Echo Signal Using FRFT

Fractional Fourier transform has been emerged as a very promising tool in the analysis of signal processing and optical communication. In radar communication, the ambiguity function plays an important role in estimating the delay and Doppler shift introduced in received signal. With the limitation of ambiguity function based on Fourier transform, the FRFT based ambiguity function has been introduced. But it imposes a large computational complexity in the problems where only delay and Doppler shift is needed to estimate. In this article, a new method is introduced to estimate delay and Doppler shift based on the FRFT of received echo signal.     

抗间歇采样转发干扰的波形设计方法

间歇采样转发干扰是一种先进的密集假目标干扰技术,该技术基于“欠采样”原理对雷达信号进行低速率间歇采样处理,具有干扰快速响应、抗捷变能力强等优点,能够使雷达无法检测真实目标,甚至使信号处理系统过载。该文针对间歇采样转发干扰样式,基于模糊函数理论,首先设计了一种抑制该干扰的特殊雷达工作波形,即“稀疏多普勒敏感波形”,这种波形通过破坏干扰信号多普勒频率上的输出连续性实现对干扰信号的抑制;然后,基于该波形在时域上的等间隔副瓣特性,提出一种时域上的“滑窗抽取检测”方法,在抗干扰的同时实现目标检测;最后,理论分析和仿真实验验证了该设计波形的干扰抑制有效性,以及“滑窗抽取检测”方法在干扰背景下的良好目标检测性能。     

PD雷达信号模糊函数的计算

雷达信号波形直接影响到雷达发射机的形式、信号处理方式、雷达的距离和速度特性。为了研究PD（脉冲多普勒）雷达的信号特性,基于雷达信号波形设计,从几类PD雷达发射信号出发,给出了单载频矩形脉冲信号、相参脉冲串信号和线性调频信号等不同雷达信号的模糊函数计算公式。在MATLAB平台上建立了模糊函数的仿真模型,并绘制出模糊函数图。根据模糊函数图形分析了各类信号特点。仿真结果表明,模糊函数能较好地描述雷达信号在距离和速度上的测量精度和分辨力。     

一种新的高速多目标快速参数化检测算法

针对线性调频脉冲压缩雷达参数化检测高速多目标时受到距离徙动、多普勒扩散和速度模糊的影响,该文首先采用联合频域变标脉冲压缩处理与吕方法(2011)实现目标信号的相参积累,然后在其基础上采用基于多普勒频率模糊数搜索的方法完成高速多目标的参数化检测.算法所提出的频域变标脉冲压缩处理可同步完成距离维的徙动补偿与多普勒维的模糊数补偿,降低了实现目标参数化检测的计算复杂度,且由于算法采用相参积累方式,在低信噪比下可以进行精确的目标检测和运动参数估计.相参积累算法运算量分析、计算机仿真以及实测数据处理结果验证了该文所提算法的有效性.