遥测信号多径仿真方案探讨

遥测信号的多径干扰和多卜勒漂移是一个长期困扰遥测工作的棘手问题，在海上低弹道飞行器试验中，遥测多径干扰和多卜勒漂移尤为突出。遥测系统的事前仿真试验，即模拟客观试验环境、检验环境变化对地面站接收情况的影响，可以为事后处理时对受干扰数据进行合理修正提供理论依据，将减少因丢失试验数据或数据不理想而带来的损失。该文提出了采用遥测仿真器模拟多径效应和多卜勒漂移进行模拟试验的设想，详细介绍了遥测仿真器的主要功能、工作原理和应用方案。     

使用极大熵谱分析改善超视距雷达探测船舶的性能

超视距雷达能够探测远洋区域的船舶,由于电离层引起的多卜勒频移的变化,干扰了海面回波,所以探测性能有时会降低。本文提出了一种去干扰方法,它建立在海杂波伯拉格谱的极大熵谱分析基础之上,在完成经典的快速傅里叶变换之前修正信号相位,相位修正之后信号质量的改善会导致信号谱峰变尖锐。在介绍的例子中,设立在船上的应答器谱线包含被选择的信号,用作参考谱。对于伯拉格谱和应答器谱,谱宽减少是重要的。当伯拉格谱峰变尖锐时,船舶回波谱较易探测。虽然这种去干扰方法比在海情监测中采用的较简单的频移方法需用较多的计算量,但是另一方面在相干积分时间内这种方法能处理多卜勒频移变化。     

一种基于多点内插的自适应时延估计

提出了自适应滤波的七点三次平滑二次内插算法。利用该算法，实现了直升机定位中的时延估计，并对某直升机噪声的野外实测数据进行了计算机数值计算和半实物仿真，取得了令人满意的结果。     

国产某型导弹引信瞬时多卜勒频率测量的探讨

国产某型导弹引信多卜勒频率本身的准确性将直接影响炸点的精度。该文采用电子计数器的多周期测周法间接测频,应用模拟信号多周期同步测量原理,用内插法修正同步误差,探讨了对瞬时多卜勒频率本身进行测量的有关问题。     

LD-3701测量数据时间修正问题的研究

从设备工作原理出发，采用解析和数学仿真的方法，分析了LD-3701雷达多卜勒测速数据中时间偏移的成因和数值特征，计算分析表明：多卜勒频率的实测值与理论值存在偏差，测量偏差的大小与弹道(函数模型)特性有关，在多卜勒频率的过零处测量偏差最大。通过修正采样时刻的方法加以解决，将设备记录的采样时间减去半个采样周期(6．25ms)即可满足高精度测量要求，为高精度事后数据处理提供了时间修正的方法。     

基于小波奇异特征约束的期望最大时延估计算法

针对低信噪比条件下非平稳信号时延估计精度低的问题,提出基于小波奇异特征约束的期望最大时延估计算法。设计小波奇异性特征尺度广义互相关矩阵,构建多尺度小波奇异特征约束下的期望最大化模型。推导参数更新公式,利用期望最大化算法并行迭代,求取奇异性特征显著性最大条件下信号的自适应尺度以及该尺度下声源信号的最优时延估计值。仿真和实验结果表明,所提算法在低信噪比条件下,相较于传统广义互相关时延估计算法以及改进算法具有较高的时延估计精度,并且有效提高了误差约束范围内的有效估计成功率。     

基于互相关和MUSIC算法的时延估计

为了避免相位干涉仪测向技术中存在的模糊问题,提高宽带信号时延估计的测量精度,把互相关和多重信号分类算法结合,引入到频域时延估计领域,研究了互相关MUSIC算法.利用互相关技术可消除非相关噪声,检测概率增加,减小了运算量.仿真结果表明,该算法具有较高的估计精度,较强的抗噪性和较强的鲁棒性,适用于电子对抗领域中的时延估计.     

低速滚转末修弹修正量估算方法

为了准确地修正弹道偏差,提出了一种末段弹道修正量的估算方法.用摆动理论研究了脉冲力与脉冲力矩作用对速度偏角的影响,分析了速度偏角与末段修正量的关系,给出了单个脉冲修正量的快速估算方法,提出了脉冲方位角的算法.进行了六自由度弹道仿真,将仿真计算出的实际落点修正量与估算的修正量进行对比.结果表明,选取的脉冲作用方位较为准确,对单个脉冲修正量的估算效果较好,多个脉冲的作用效果可以叠加.     

直升机时延估计的自适应算法研究

简述了ＬＭＳ自适应滤波算法，在此基础上，提出了利用自适应滤波技术，实现直升机定位中的时延估计，并用三点内插算法来改善时延估计的精度。对某直升机噪声的野外实测数据，进行了计算机数值计算和仿真，仿真结果是令人满意的。     

基于单矢量水听器多途宽带信号的三维定位算法

针对多途环境下波形未知的近场宽带信号,提出了一种使用单矢量水听器进行三维定位的新算法。对声压与振速互相关函数的推导结果表明:当信号带宽大于直达波和海面一次反射波之间时延的倒数时,互相关函数的两副峰可与主峰分离;两副峰的峰值分别包含两路径的波达方向信息,而其位置对应两路径之间的时延差。仿真结果表明:当直达波和反射波在时域上重叠时,利用两副峰峰值仍然能够有效估计出直达波波达方向;通过构造"互相关峰锐化函数"锐化两幅峰,在低信噪比情况下可提高多途时延估计精度。最后,以多途时延与直达波波达方向为变量建立方程组,估计目标的距离和深度。该算法的定位精度通过Monte-Carlo仿真进行了分析,并深入讨论了其适用性,湖试结果进一步验证了该算法的可行性。     

弹道修正弹的概念研究

概述了国外弹道修正弹的研究现状，对弹道修正弹可能采用的几种方案进行了分析比较，提出了我国弹道修正弹研究的基本思路。完全的弹道修正弹概念技术上难度频高，最关键的是修正组件的微型化和低成本。增阻减速型弹与多卜勒初速雷达的组合，作为仅修正射程的初级弹道修正弹方案是可行的。     

基于子空间加权的多重信号分类时延估计算法

针对水下探测通信一体化干扰抑制中时延估计误差对主动干扰抑制性能的影响,以及常规多重信号分类(MUSIC)时延估计方法因数据长度有限、信噪比低使得信号与噪声子空间不完全正交,导致时延估计性能下降的问题,提出了基于子空间加权的MUSIC时延估计方法。该方法通过重构噪声子空间,并利用信号特征值与噪声功率构造加权值,对子空间进行加权,实现对MUSIC时延估计谱的修正。仿真结果表明,所提方法较互相关法、MUSIC算法和SSMUSIC算法具有更高的时延估计精度,以及更优的时延分辨率。     

体目标多卜勒信号模拟

结合某引信的一些参数,产生体目标情况下的模拟多卜勒信号,供引信的设计和实验参考。主要内容是建模、编程和波形产生。     

基于循环相关检测方法的浅水信道多径特性分析

基于浅水信道模型,建立了具有循环平稳性的线性调频信号多径模型,利用龙格库塔方法对本征声线的理论参数值进行计算,用拷贝相关检测方法进行检测.为了对比检测效果,本文基于循环相关检测方法,采用了一种估计循环频率特征的浅水信道多径分析方法,该方法通过在频域估计循环频率的峰数和位置,可以在时域内准确估算浅水通信的多径数和相应的时延,与拷贝相关检测方法相比可以提高检测性能.将试验获得的水声传播参数应用于所建浅水信道多径模型,分别估算出浅水通信试验的信号多径时延特征,检测结果与理论结果相符,本文采用的方法能更加清晰的分辨各峰值与多径时延,很好地估计浅水声通信系统的信道传输多径特性,说明本文算法的有效性和优越性.     

一种多目标多参数联合估计新方法及其水池实验验证

提出一种可在单次回波内同时完成多目标方位、频率、距离(时延)3D参数联合估计的高分辨新方法, 借用ESPRIT方法的思路构造2个空间子阵,通过对其自相关矩阵和互相关矩阵的广义特征分解,用特征值估计多目标方位,用特征向量的功率谱估计多目标回波的频率,再用估计得到的频率去修正包络时延向量,进而通过修正后的时延向量与特征向量的互相关得到目标的时延估计。3D参数的配对由特征向量和特征值的对应关系自动完成。仿真结果表明,该方法在较低的信噪比条件下可以实现3D参数的高分辨联合估计,而且无需额外的配对算法。通过多目标3D参数联合估计的消声水池实验表明,该方法对阵列误差有较好的稳健性,具有良好的工程应用前景。     

匹配滤波器失配下的双基地多输入多输出雷达多目标角度估计

提出了基于匹配滤波器失配的双基地多输入多输出（MIMO）雷达多目标角度估计算法。建立了存在时延、多普勒频率补偿误差情形下的双基地MIMO雷达模型。采用交替迭代的思想,将发射角、时延补偿误差和多普勒频率补偿误差的参数估计问题转化为一个二次规划问题并求解出发射角。用ESPRIT算法估计目标的接收角,并且实现了收发角度的自动配对。仿真实验证明了ESPRIT算法的有效性。此外在附录中推导了本文信号模型下的克拉美罗界。提出了基于匹配滤波器失配的双基地多输入多输出（MIMO）雷达多目标角度估计算法。建立了存在时延、多普勒频率补偿误差情形下的双基地MIMO雷达模型。采用交替迭代的思想,将发射角、时延补偿误差和多普勒频率补偿误差的参数估计问题转化为一个二次规划问题并求解出发射角。用ESPRIT算法估计目标的接收角,并且实现了收发角度的自动配对。仿真实验证明了ESPRIT算法的有效性。此外在附录中推导了本文信号模型下的克拉美罗界。     

基于DSP的被动声探测时延估计

时延估计在被动声定位中是一个关键的参数,它的精度直接影响定位的精度.文中着重探讨了时延估计的基本理论及系统的软硬件设计.采用了ROTH加权处理的互相关性对采集到的声信号进行了处理.实验结果表明该算法能够从复杂的声信号中提取出时延值且效果明显.     

时延估计软件包设计

基于时延估计的软件包,包括相关和广义相关、相关峰内插和自适应滤波算法、自适应内插、高阶累积量自适应时和双谱等8种典型时延估计算法.该软件包采用交互式人机对话,均可用输出图形方式表示计算结果,所采用的测试信号可方便替换.其数据长度、信噪比可手工输入设置,以便于在各种方法之间进行比较和评估.     

基于FFT并二次修正的Rife频率估计算法

针对修正Rife(M-Rife)算法在低信噪比条件下频率估计性能下降的问题,提出一种改进的频率估计算法。首先利用最佳修正因子对快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)最大谱线进行修正,然后用校正的Rife法公式估计频率。若被估计信号频率接近于FFT量化频率,则对信号进行频移以使信号频率位于两相邻量化频率中心,再用校正的Rife法公式估计频率。频移过程中采用Quinn法来确定频移方向。仿真结果表明:改进算法不仅在整个被估计的频段内具有较高估计精度,均方根误差接近于CRLB,而且具有低信噪比门限,整体性能要优于M-Rife法。改进算法能够满足反潜鱼雷主动声引信提取目标回波多普勒频率的应用要求。     

组网测试设备时延修正方法研究

针对精确制导武器、无人机等试验中采用光学、雷达、GPS等设备组网测试时,由于设备同步、通信传输和数据处理产生时延对测试引导精度和可靠性严重影响的问题,提出了一种全网时间同步校准、准确获取设备时延和采用最小二乘法精确修正时延的方法,建立了时延修正模型.试验应用表明:该方法能有效提升组网设备测试引导精度、平稳性和可靠性,为远距离、高精度外弹道参数测量提供了有力的技术支持.