高分辨SAR成像线性调频信号脉冲压缩补偿方法

为解决工程上高分辨合成孔径雷达(SAR)成像存在强目标旁瓣较高、分辨率不够、信噪比较差等表观质量问题,分析了SAR信号处理中线性调频脉冲压缩的时频特性,指出了制约高分辨SAR成像性能的宽带调频信号脉冲压缩的因素;对照SAR系统工作流程,详细讨论了目前工程上解决方案存在的问题,提出了基于相位误差的多项式拟合补偿方法,并对脉冲压缩效果进行了定量分析;最后在SAR成像表观质量改善上进行了工程验证.     

宽带线性调频信号产生及补偿技术研究

线性调频信号的基带信号产生方法主要有DDS和DDWS两种.基于FPGA并行理论和高速DAC架构的DDWS方法,产生L波段、带宽125MHz基带信号,并结合倍频链的方法设计与实现了500MHz大带宽线性调频信号产生系统.基于滤波器的预失真补偿原理提出对系统进行幅相补偿,给出了具体实现步骤,提高了线性调频信号脉压主副瓣比.该技术在实际应用中性能优良,工作可靠.     

超宽带LFM信号数字产生系统的误差分析

对线性调频(LFM)信号的三种主要数字产生方法进行分析,提出一种基于波形存储直读法的超宽带线性调频脉冲压缩信号数字产生系统方案。探讨了系统数字基带中的幅度量化位数和采样频率、正交调制器的非理想性、倍频电路中的误差因素和中频LFM信号有时域畸变时对输出信号性能的影响,为超宽带系统工程实现时参数选择、性能评估和性能优化提供重要的理论依据和经验参考。     

一种级联多项式的功放预失真模型

提出一种基于级联多项式的功率放大器(简称功放)预失真模型。该模型采用直接学习结构模型获得功放前置逆特性曲线,引入动态补偿模块得到的瞬时曲线以修正稳定逆曲线的实时误差,经过多次迭代以得到线性输出的最优值。选用行波管功率放大器(travelling wave tube amplifier,TWTA)和固态高频功率放大器(solid-state power amplifier,SSPA)功放,分别对带外频谱功率谱密度和输出回退参数进行测试,结果表明,与直接学习结构的预失真模型相比,基于级联多项式预失真模型的TWTA功放带外频谱下降速度更快,速率提升40%,抑制带外频谱扩散效果较好;采用SSPA功放输出信号的线性度较高,功放预失真性能较好。     

LFM信号调频非线性测试技术

表面声波（ＳＡＷ）器件所产生的大时宽大频宽的线性调频信号在脉冲压缩雷达、逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）等设备中得到广泛的应用,其调频线性度对设备性能有着重要的影响,因此测量ＳＡＷ器件所生线性调频信号的调频线性度就成为评价该器件性能的关键技术。信号频率是线性调制,其相位就是平方率调制,在调制时间（脉冲宽度）内,信号相位将变化几千个３６０°,在这么大的测量数据中,使测量精度为几度十分困难。本文利用ＨＰ８５     

正交双通道相位检波器幅相不平衡对脉冲压缩系统性能的影响

分析了正交双通道幅相不平衡对脉冲压缩系统性能的影响。基于线性调频信号、正切调频信号对脉冲压缩系统进行了仿真,并分析得到了有意义的结果。     

一种新的频域带宽合成的斜视高分辨SAR成像方法

针对步进频信号带宽合成存在相位跃变的问题,提出一种新的频域带宽合成方法.由于雷达与目标相对运动是导致合成频谱相位跃变的主要原因,因此,该方法根据雷达与目标相对运动的斜距形式对各个子脉冲引入的相位误差进行补偿.文中采用了改进的步进频数据处理方法,首先对子频带进行脉冲压缩,然后进行带宽合成、二次距离压缩及徙动校正,从而避免了子频带进行徙动校正后对带宽合成的影响.在完成带宽合成后,采用调频变标(Chirp Scaling,CS)算法得到了斜视二维高分辨合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像.为了证明该方法的有效性,给出了仿真及实测数据的处理结果.由理论仿真与实测数据的对比分析可知,该方法有效地实现了窄带步进频信号合成宽带信号.     

基于Pei采样型DFRFT算法的线性调频脉冲压缩

基于Pei采样型DFRFT算法,提出了一种线性调频脉冲压缩新方法。该方法通过补零延拓从而将线性调频脉冲的时延估计问题转化为中心频率估计问题,再利用分数阶傅里叶变换对线性调频信号的能量聚集性实现与传统线性调频脉冲压缩性能相近的效果。在此基础上,导出了其离散距离估计式的解析表达,并分析了其离散精度以及多普勒频移的影响。该方法具有较强的抗多普勒频移能力,并在保证测距精度条件下大大降低了运算量。仿真结果证明了理论推导的正确性。     

基于泽尼克多项式的相位去包裹算法

研究了泽尼克(Zernike)多项式用于波面数据拟合和相位去包裹方法,针对光滑表面以及由于少数低调制度点、散斑点、噪声等引起的相位去包裹不连续情形,采用Zernike多项式对误差点区域进行拟合,通过阈值的设置,将误差点清除并予以拟合.该方法具有计算快速的特点.     

基于多项式的记忆型数字基带预失真器

提出了一种由自适应均衡器和基于多项式的无记忆预失真单元级联组成的记忆型数字基带预失真器．在该预失真器中，首先通过传输窄带训练序列得到能够补偿功率放大器非线性的无记忆预失真器的参数．然后通过一种自适应均衡算法修改均衡器的参数抵消功率放大器的记忆效应．由于将功率放大器的非线性和记忆效应分开处理，其结构和自适应算法复杂度比普通记忆型预失真器大大降低．计算机仿真结果表明，该预失真器能够有效地校正由于功率放大器的非线性和记忆效应引起的信号失真．     

列车车轮直径在轨动态检测的研究

针对轨道列车用轮对直径人工检测方式的低效率、低精度、高劳动强度等缺陷,提出了一种列车轮对直径在轨动态检测方式。该方式采用光电开关作为系统触发传感器,通过高精度速度传感器作为列车速度误差补偿传感器,利用高精度激光位移传感器、高速同步采样技术实现对列车轮对直径的在轨动态检测。本文首先阐述了列车几何外形特点及检测要求,其次通过数学模型介绍了本系统的检测原理与系统组成,最后对系统进行了误差分析。结果表明,该系统具有精度高、可靠性强、抗干扰能力强等特点,并能实现对列车通过时的多次采样。     

大型龙门机床的直线度误差建模及误差补偿

为减小大型龙门数控机床空间直线度误差,提高国产数控机床加工精度,提出基于B样条曲线的空间直线度误差模型及其补偿方法。使用激光干涉仪分别检测三轴龙门数控机床6个方向的直线度误差,应用B样条方法建立空间直线度误差数学模型.利用数控系统外部机械原点偏移功能,应用自主研发的误差实时补偿系统并依据基于B样条曲线的空间直线度误差数学模型,实现对大型龙门数控机床的空间直线度误差补偿.采用两轴联动补偿切削导轨面的方法进行试验,并与多项式模型和斜线插补模型进行对比,结果表明:B样条模型补偿后的导轨直线度最优,检测的导轨各方向直线度误差均减小90%以上,显著提高了大型龙门数控机床加工精度.     

基于小样本的高精度室内停车场指纹定位算法

针对传统指纹定位算法在离线阶段采集样本工作量较大的问题,该文利用一种分区拟合值近似法（P-FP）来建立离线指纹库。为了解决在线阶段由于WiFi信号的波动导致的定位精度较低的问题,提出一种基于P-FP的设定阈值的序贯重要性采样（SIR）粒子滤波算法（PS-FP）来优化定位坐标。首先建立了路径的损耗模型,并对室内停车场进行分区拟合,得到每个分区的环境系数;然后用拟合值与实际测量值的差值来建立误差特性矩阵,并重新部署虚拟的参考节点（RP）;最后对离线指纹库进行C均值聚类。通过比较平均定位误差（MLE）寻找PS-FP算法的最优阈值,并采用PS-FP算法来优化在线定位坐标。实验结果表明,在部署很少的RP即获取样本比较少的条件下,PS-FP算法依然能达到较高的定位精度,其平均定位误差约为0.7 m。累积分布函数（CDF）的分析结果表明,采用PS-FP算法在2 m以内的定位误差能达到98%。     

传感器非线性参数的最优估计

为了使传感器能够准确测量,标定是必不可少的,而好的似合曲线能够改善传感器的测量性能。通过对某电涡流位移传感器位移、电压用多项式拟合曲线的特点进行分析,经过试探发现该传感器曲线可转化为直线。用逼近法和最小二乘法求得使曲线转化为直线的各参数的初始值,且偏差更小。再对这些参数以非线性编差最小为条件采用模式搜索法进一步优化,得到比多项式拟合更实用的、偏差更小的拟合曲线。这种处理数据的方法对于求有高次项的非线性传感器逆函数有一定的借鉴意义。     

I/Q通道相位不一致对LFM脉压性能的影响

推导了存I/Q通道相位误差的情况下的LFM脉冲压缩输出信号的表达式,定量分析了I/Q通道相位不一致性对LFM脉冲压缩性能的影响,为雷达接收机系统设计中I/Q通道相位误差的控制提供了理论的参考依据。理论分析和计算机仿真表明,在采用加窗方式抑制脉冲压缩输出旁瓣的情况下,I/Q通道的相位误差会脉冲压缩输出的主副比性能产生严重影响。     

一种基于余弦变换的LFM／CW测距系统信号处理方法

LFM／CW体制测距系统将目标距离信息转化为由回波信号与本振信号混频得到的差频信号的频率信息,通过分析该差频信号初始相位与目标距离的关系,研究了在测距中使用余弦变换代替傅里叶变换处理差频信号的可行性,分析了余弦变换引入的测距误差与系统参数间的关系,为减少处理差频信号时的运算量提供了理论参考。     

交流电压智能传感器的粗信号处理

通过误差LMS法和相关分析法获取了交流电压智能传感器中重要却难测的2个特征参数:有效值和初相位。参照传统的定义测试法,比较并分析了这两种方法。实验表明,这两种方法减少计算量至少一半,测试误差约为传统定义法的三分之一,允许的干扰幅值从信号幅值的5%放宽至15%。实时性、测试精度等高测试性能让其系统简化、成本降低而不需付出任何额外硬件开销或使系统性能降低。     

Satellite image RPC parameters estimation method using the heteroscedastic errors-in-variables model

The positioning accuracy of a satellite image is mainly affected by the estimation accuracy of the rational polynomial coefficients (RPCs). Image point compensation or ground control point correction methods are usually used in the existing algorithms. Because the error characteristics of the design matrix elements are not considered, there are problems such as incomplete systematic error elimination and low parameter estimation accuracy. Considering the influence of the model systematic error, a heteroscedastic estimation method is proposed in this paper. First, the random model of matrix elements is established in the algorithm to describe the system characteristics more accurately. Taking into account the system deviations of the design matrix elements, the least square model is constructed using the Mahalanobis distance as the metric, and parameters are solved using the generalized eigenvalue method. The systematic error can be reduced theoretically. Experiment on different terrain images of TH-1 shows that the image correction accuracy of the proposed method is improved by more than 36 times compared with the traditional method, and the precision consistency is superior, which is of great significance to improving the accuracy of RPC parameters estimation and satellite imagery positioning.     

粗糙目标光外差信号特性对探测阈值的影响

传统目标回波光外差探测使用高斯分布等简单模型来描述,这常常导致判决误差.笔者提出利用多项式对实际目标测量数据进行拟合,给出较准确的概率分布曲线.通过对某装甲车表面样块多组测量数据的统计分析显示,利用多项式拟合来确定判决阈值,比起用简单的高斯分布来确定阈值,可以获得更高的检测概率和更低的误警概率.研究表明,对实测中频信号的统计直方图进行多项式拟合,有利于精确设置探测阈值,可以使检测概率提高6.02%,误警概率降低7.7%.文中结果为粗糙面回波外差探测系统设计提供定量参考,也为探测系统性能评估仿真提供依据.     

一种I/Q失衡误差的估计和补偿方法

零中频架构近年来得到广泛应用,但是该架构中的同相/正交(I/Q)失衡问题严重影响接收信号的质量.通过后端补偿算法消除I/Q失衡是最为有效的手段之一,然而现有文献对宽带系统I/Q失衡中时间失配(TM)误差的研究不够全面.该文建立了一种包含TM误差的宽带I/Q失衡增广误差模型,首先基于数据辅助型方法对失衡误差进行估计,采用...