宽带调频步进信号的全去斜处理方法

针对宽带调频步进信号在逆合成孔径雷达中的应用,在分析信号模型的基础上,提出非常简单的全去斜处理方法,即分别将线性调频子脉冲进行全去斜处理．根据频率步进值,将去斜后的时域信号进行时间搬移．然后再将所有全去斜后经过时域搬移的信号在时域进行相干合成．最后进行傅立叶变换便可实现调频步进信号的压缩处理．文中还将本文方法与基于匹配滤波的子孔径处理方法进行了对比．计算机模拟结果说明了本文方法的有效性．     

一种新的估计多项式相位信号瞬时频率的参数化时频分析方法

通过多项式非线性核函数取代线性调频小波变换中的线性核函数,提出一种新的参数化时频分析方法：非线性调频小波变换。对瞬时频率是时间任意连续函数的信号而言,选择合适的多项式核特征参数,非线性调频小波变换的时频分布有良好的时频聚集性。应用非线性调频小波变换分析任意阶次多项式相位信号。由于非线性调频小波变换的性能取决于多项式核特征参数,本文还给出非线性调频小波变换的核特征参数估计算法,进一步可实现多项式相位信号的瞬时频率和参量估计。仿真信号验证算法的有效性。     

应用分数傅立叶变换方法的水下目标特征提取

针对基于传统时频分析方法的水下目标特征提取方法的缺陷,引入了一种新的时频分析方法——分数阶傅立叶变换（FRFT）方法用于处理水下目标特征提取问题。仿真信号和实际试验数据的处理结果表明,当主动声纳的发射信号为线性调频信号时,分数阶傅立叶变换方法可以使目标的回波能量在分数阶域的对应区域聚集,使目标和混响的分数阶傅立叶变换在分数阶域上不仅呈现明显不同的特征,而且较其他时频分析方法具有抗混响的优点。     

合成孔径雷达线性调频信号的线性度约束研究

合成孔径雷达(SAR)发射的信号为线性调频信号，由于受系统的影响，频率和时间并不满足线性关系，可能会发生某种畸变．这样就会存在一个线性度的问题．本文描述了线性度对于调频信号的压缩产生的影响，并且利用压缩信号的特点得到了对于线性度的具体约束，然后通过仿真验证了约束的正确性．     

基于线性调频信号二次相位变换的主动声呐目标速度估计

分数阶傅里叶变换常用于主动声呐线性调频信号的分析,通过搜索变换参数可以估计目标的相对速度.但是由于其参数搜索计算量偏大,在自主式水下航行器等计算力有限的小平台难以实时处理.针对该问题提出了一种基于二次相位变换的线性调频信号速度估计方法,根据多普勒频移后线性调频信号的二次相位变换的解析解,分析了二次相位变换后变换域频谱展...     

调频初相位补偿的广义Warblet变换时频分析

信号时频分析的长时间窗时频分析法通常可提高输出信噪比和频率分辨率,但对于调频信号,会降低线谱时频能量聚集度并影响瞬时频率估计。对于调频信号广义Warblet变换(Generalized Warblet Transform,GWT),具有较短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)更优的时频分析性能,但在长时间窗分析时,调频初相位估计误差会使算法性能下降甚至失效。针对该问题,提出调频初相位补偿的GWT(Frequency Modulation Initial Phase CompensationGWT,FMIPC-GWT)时频分析方法。在调频参数估计时将一半时间窗长所经过的相位补偿到调频初相位中,提高调频参数估计的准确性以增加瞬时频率估计精度。仿真和实验数据验证了,相比STFT法和GWT法,FMIPC-GWT法对于非线性调频信号时频分析性能更优。FMIPC-GWT法在调频信号线谱检测与瞬时频率估计等方面具有应用前景。     

基于自适应时频滤波的变转速齿轮故障特征提取

针对变转速下齿轮的故障信号分离与故障特征提取,提出了基于线调频小波路径追踪(Chirplet Path Pursuit,CPP)与S变换的自适应时频滤波方法。该方法先采用CPP算法从原始齿轮振动信号中估计出齿轮啮合频率,同时,对原始振动信号进行S变换获取其时频分布;然后根据齿轮啮合频率设计自适应时频滤波器;再采用时频滤波器对信号的时频分析进行时频滤波,并将时频滤波结果进行S逆变换,即可得到包含齿轮故障信息的滤波信号;最后对滤波信号进行阶次分析,并根据阶次谱中的调制边频带诊断齿轮故障。对变转速下齿轮的局部故障进行了算法仿真和应用实例分析,结果表明,自适应时频滤波器可根据信号的频率变化特点自适应地改变中心频率和带宽,具有较好的信号分析自适应性,且滤取的信号无相位畸变,非常适合于变转速下的非平稳信号分析。     

基于多缩放基调频变换的时频脊线精细化表征方法EI北大核心CSCD

旋转机械在变工况下因局部故障和时变转速等激励影响下会产生非平稳振动信号,传统时频分析方法无法满足快时变与强调频的非平稳瞬态振动信号分析要求,由于传统调频变换(chirplet transform,CT)在分析非平稳振动信号时其核函数无法跟随瞬时频率(instantaneous frequency,IF)轨迹变化而变化,导致振动信号IF轨迹时频表征无法达到精细化程度。针对此类问题提出了一种多缩放基调频变换(multi-scale basis chirplet transform,MSBCT)时频分析方法,理论分析表明该方法可利用高阶相位算子将MSBCT方法核函数精确逼近IF轨迹,使得MSBCT算法可针对变转速工况下的IF轨迹得到精确的时频表征。由于噪声信号在时频域内的IF轨迹呈现出随机分布的特性,MSBCT方法由于高阶相位算子的存在可精确捕捉IF变化规律,故MSBCT可在一定程度上对噪声有抑制作用。通过仿真信号与变转速工况下轴承故障信号验证了所提出的MSBCT算法的有效性。结果表明,MSBCT算法能够非线性IF轨迹进行精细化表征,并通过与其他时频表征方法验证了其优势性。     

基于正交复小波变换和小波去噪的改进系统De-OCWDM

用近似线性相位正交复小波变换(ALOCWT)取代了正交频分复用(OFDM)系统中的离散傅立叶变换(DFT),形成了正交复小波波分复用(OCWDM)系统.ALOCWT具有时频特性、正交特性、重构特性等特性,能够很好地取代DFT,同时ALOCWT能够保留复信号的相位信息,使得信号重构精度更高,从而提高了信号传输的准确性和系...     

基于FPGA波形存储法合成大宽带DDS信号源设计与实现

本文研究利用直接数字波形合成法(DDWS)进行直接数字合成(DDS)的设计原理,提出高速率、大带宽下用DDWS产生宽带雷达线性调频信号(LFM)的设计方法,给出系统硬件框图和软件设计模块.设计采用单片高速FPGA作为控制核心,双路单通道DAC芯片进行数模转换,利用ISE软件进行硬件程序设计.设计的信号源可产生时钟频率400 MHz、时宽16μs以内、带宽320 MHz以下的任意LFM.本文对基带信号的带内平坦度,脉冲压缩结果,调频斜率线性度,I/Q正交性等指标进行了分析.分析结果表明,杂散可以通过适当带宽的低通滤波器滤除,基带信号带内平坦度在0.452 dB之内,脉冲压缩最大旁瓣电平低于-12.8 dB.正交圆图、时频分析结果和理想情况相差不大.同时本设计在具体实践应用中获得良好的效果.     

干涉合成孔径雷达复图像配准精度分析和方法

基于干涉合成孔径雷达（Interfermetric Synthetic Aperture Radar-InSAR）的系统模型、干涉相位误差的统计特性，分析InSAR配准精度与干涉相位误差之间的确定关系，讨论复图像配准过程中存在的问题，给出实用的InSAR复图像配准方法。通过对SIR-C/X-SAR意大利Enta火山干涉数据的处理，得到了精确的配准结果。     

The residual error of the reflectivity displacement method of SAR motion extraction

Reported herein is the estimation of the residual error of the reflectivity displacement method (RDM) and the dependence of RDM on terrain characteristics. The RDM is a method to be implemented on airborne synthetic aperture radars (SAR). It extracts the motion of the aircraft from the radar backscatter signal, allowing for motion compensation without using an inertial navigation system. An extended error analysis of this method and its dependence on the terrain type and contrast is performed. Results proving the estimated performance are shown.     

Time and phase synchronisation via direct-path signal for bistatic synthetic aperture radar systems

Bistatic synthetic aperture radar (BiSAR) operates with distinct transmitter and receiver that are mounted on separate platforms. Such a spatial separation results in problems and special requirements that are either not encountered or encountered in less serious form for monostatic SAR. Directly associated with these requirements one has to solve the problems of highly accurate time and phase synchronisations. The impact of oscillator frequency instability on BiSAR is analysed, and a time and phase synchronisation technique via direct-path signal is proposed. With the proposed technique, the direct-path signal of transmitter is received with one appropriative antenna and divided into two channels, one is passed through an envelope detector and used to synchronise the sampling clock, and the other is down-converted and used to compensate the phase synchronisation errors. Finally, the residual time synchronisation error is compensated with range alignment, and the residual phase synchronisation error is compensated with global positioning system/inertial navigation system/inertial measurement units (GPS/INS/IMU) information; then the focusing of BiSAR image can be achieved. Based on this technique, a prototype linearly frequency modulated BiSAR synchronisation system is constructed.The effectiveness of this proposed technique is verified with simulation data.     

基于排列熵理论的非线性系统特征提取研究

提出一种基于排列熵及其改进理论的伪相平面法,从而可以提取非线性系统中的微弱周期信号特征。通过选择合理的时间延迟和嵌入维数,对Duffing系统的响应信号进行相空间重构,得到一次排列熵和二次排列熵。随后将位移激励、一次排列熵和二次排列熵作为数据集,组成位移激励-一次排列熵和位移激励-二次排列熵两种伪相平面。通过将这两种方法与传统的相平面法、频谱分析和排列熵、排列熵谱、二次排列熵、二次排列熵谱的提取效果进行对比,验证了该方法的合理性。研究表明该方法能够对非线性系统中的微弱周期信号特征进行提取,取得了较好效果。     

提高分辨率的带宽外推SAR成像算法

分析了合成孔径雷达(SAR)的图像信号模型,阐述了应用数据外推方法提高分辨率的可行性.提出一种最小方差谱估计和最小加权范数约束结合的非参数类数据外推方法.该方法外推SAR相位历史域信号有效带宽可得到较好的成像效果.仿真和实测数据处理证明了此方法的有效性,并给出了定量比较与分析.     

基于CORDIC算法的单频激光干涉信号处理系统半波长误差分析与消除

为了满足纳米级分辨率和高速处理,设计了基于CORDIC算法的激光干涉信号处理系统.研究发现信号处理系统存在半波长大小的粗大误差.对该半波长误差的特点与形成机理进行了研究,研究表明该半波长误差的根源为小数相位测量存在一定的误差区间,在干涉信号相位零点附近,该误差区间导致小数相位处于[2π-,0+],具有不确定性;与整数相...     

应用CZT成像算法处理非线性调频SAR信号

在雷达领域,非线性调频(NLFM)信号正越来越广泛地被应用．对于综合孔径雷达(SAR),利用NLFM脉冲压缩既可改善脉压系统性能,又可提高系统的安全性和抗干扰性,但是如何应用现有的成像算法处理NLFM SAR信号仍少有研究．本文提出了一种改进的Chirp Z-Transform(CZT)算法．该算法适用于处理NLFM SAR信号．作者从NLFM函数族中选取了一组NLFM信号进行处理,不失普遍性地证明了应用改进的CZT算法处理NLFM信号和线性调频(LFM)信号,可以得到相同的距离单元迁移(RCM)校正效果．     

Range migration algorithm for airborne squint mode spotlight SAR imaging

Since the reference signal based on the fixed reference range is used in the range migration algorithm (RMA), the RMA is not available to process an airborne squint-mode spotlight synthetic aperture radar (SAR) data. Thus, the modified reference signal to transform a squint-mode data to a broadside-mode data is introduced on the basis of the coordinate transformation and the extended Taylor approximation. Then, using the principle of the stationary phase, the presented formulation is analysed. Moreover, to compensate curvature errors, the proposed method is extended on the basis of the subarea technique. Finally, the effectiveness of the proposed method is demonstrated by some numerical simulations via a pulsed spotlight SAR simulator     

Efficient Strip-Mode SAR Raw-Data Simulator of Extended Scenes Included Moving Targets Based on Reversion of Series

The Synthetic Aperture Radar (SAR) raw data generator is required to the evaluation of focusing algorithms, moving target analysis, and hardware design. The time-domain SAR simulator can generate the accurate raw data but it needs much time. The frequency-domain simulator not only increases the efficiency but also considers the trajectory deviations of the radar. In addition, the raw signal of the extended scene included static and moving targets can be generated by some frequency-domain simulators. However, the existing simulators concentrate on the raw signal simulation of the static extended scene and moving targets at uniform speed mostly. As for the issue, the two-dimensional signal spectrum of moving targets with constant acceleration can be derived accurately based on the geometric model of a side-looking SAR and reversion of series. And a frequency-domain algorithm for SAR echo signal simulation is presented based on the two-dimensional signal spectrum. The raw data generated with proposed method is verified by several simulation experiments. In addition to reveal the efficiency of the presented frequency-domain SAR scene simulator, the computational complexity of the proposed method is compared with the time-domain approach using the complex multiplication. Numerical results demonstrate that the present method can reduce the computational time significantly without accuracy loss while simulating SAR raw data.