宽带回波信号的非线性幅相压缩性能分析

为了在雷达回波数据压缩中较好地保留目标的相位信息,研究了基于非线性离散余弦变换(DCT)和自适应小波贪婪(AWG)算法的幅相压缩性能。运用上述2种算法对宽带回波信号分别进行了正交I/Q压缩和幅相压缩实验。通过性能指标CSNR(压缩信噪比)和CPSD(压缩相位标准差),比较了I/Q压缩和幅相压缩的压缩性能。结果表明,同传统的I/Q压缩相比,幅相压缩能很好地保留目标的幅相信息;上述2种幅相压缩方法在不同信噪比情况下各有优势,非线性DCT幅相压缩适宜于压缩低信噪比宽带回波信号,基于AWG算法的幅相压缩则适宜于压缩高信噪比回波信号。     

一种雷达回波数据的实时压缩算法

本文研究了脱靶量测量中的雷达回波数据的实时压缩问题，通过对作匀速直线运动目标的多普勒信号特征的分析，提出了一种基于离散余弦变换（DCT）的多普勒信号的变换域压缩算法，并讨论了根据重构信号由高分辨率谱估计及非线性最小二乘拟合进行脱靶量测量的问题。     

一种宽带雷达回波信号模拟器设计

雷达回波信号模拟是雷达系统研制的重要组成部分,通过分析对比三种信号模拟方法各自的特点,根据实际工程背景选择了一种最适合的宽带雷达回波信号模拟器设计方法。该设计方法基于FPGA+AD9957结构,文中首先以固定点目标为例分析了ISAR信号目标回波的特点,然后根据相应的回波信号特点介绍了模拟器的设计思路及模块构成并阐述了基于AD9957的宽带信号生成方式。经实验证明,该回波信号模拟器具有输出带宽大和产生复杂信号的能力,满足工程技术指标要求。     

一种有效的合成孔径雷达原始数据高倍数压缩算法

在分析分块自适应量化(BAQ)压缩数据的分布特性、量化信噪比、动态范围及其对矢量量化数据压缩性能和运算量影响的基础上,对分块自适应矢量量化(BAVQ)压缩算法进行了改进,提出了采用高比特数BAQ压缩的方案.利用改进的BAVQ算法压缩高分辨率SAR原始数据的结果表明,在相同压缩比的条件下,该文提出的改进算法可获得更大的量化信噪比.解压缩数据生成的图像可以清晰地保留图像中的细节信息.     

基于去调频宽带LFM信号的二次距离压缩算法及其实时实现

该文在基于匹配滤波的二次距离压缩算法(SRC)基础上,通过对去调频的线性调频(LFM)信号的时、频域关系的分析,给出基于去调频LFM信号的SRC算法,与距离多普勒算法(RD)和普通LFM信号SRC算法对比,分析该算法的运算量,说明该算法适合于去调频体制SAR实时成像处理。对于去调频SAR数据采用该算法压缩得到清晰的图像,同时对比斜视下SRC与RD成像的结果。验证了在高分辨率实时成像时SRC算法优于RD算法。     

基于FPGA的宽带雷达信号模拟系统设计

雷达信号模拟技术在现代雷达系统中有着重要的应用。随着半导体技术的迅猛发展，FPGA器件的工作频率和接口带宽越来越高，这使得利用高性能FPGA配合超高速DAC器件直接产生宽带雷达信号成为可能。该文介绍了一种基于Xilinx公司最新一代的Virtex-4系列超大规模FPGA芯片的雷达信号模拟系统，该系统最高转换速率可以达到1Gs／s，分辨率为14bit。     

宽带线性调频雷达信号特征研究

本文分析了宽带线性调频雷达信号的时域、频域及时频分布特征,总结了宽带线性调频雷达信号波形的几点特性,给出了理想脉冲压缩输出的时、频域参数,以及对雷达对抗的影响,为宽带雷达干扰技术研究提供理论参考。     

基于OMP的非合作宽带脉冲压缩雷达信号的压缩感知研究

压缩感知技术可以用来实现对非合作宽带信号的欠采样快速处理。宽带脉冲压缩雷达能够有效解决雷达探测距离和距离分辨力的矛盾,在探测领域得到了广泛应用,为实现对非合作宽带脉冲压缩雷达信号的快速欠采样接收处理,本文首先开展了信号稀疏分解与重构算法研究,通过对贪婪算法、凸松弛类算法、组合类算法三大算法进行对比分析,选用了运行速度快且重构精度高的正交匹配追踪(OMP)算法针对非合作宽带脉冲压缩雷达信号进行压缩感知仿真分析。仿真结果表明:在一定信噪比条件下,OMP算法完全能够实现对非合作宽带脉冲压缩雷达信号的欠采样和信号重构,从而实现了对非合作宽带雷达信号的欠采样处理,为处理非合作超宽带雷达信号提供了很好的理论指导。     

一种快速的宽带相干源DOA估计算法

在现有的投影子空间正交性测试(TOPS)基础上,提出了一种解决宽带相干信源的快速空间谱估计的新方法。该方法通过将窄带快速子空间算法和能量门限算法相结合运用到频域子空间正交性测试算法中,对每个过门限的窄带信号运用窄带快速子空间算法,将共轭重构运用到TOFS算法对宽带相干信号进行目标达到方向(DOA)估计。该算法不需要角度和参考频率的预估计,且去相关处理简单易实现,运算量降低,是一种快速的宽带相干源DOA估计算法。通过计算机仿真结果,验证了该算法在信噪比6 dB以上有较小的均方根误差及较高的分辨概率。     

一种恒定束宽的宽带自适应波束形成算法

宽带波束形成是相控阵雷达数字信号处理的难点。针对目前宽带波束形成只能满足单一恒定束宽或自适应情况,为兼具两种优势使雷达工作状态更佳,文中基于最小二乘算法提出了一种自适应波束形成方法,该方法通过获得自适应参考波束图,确定波束图恒定范围根据最小二乘算法求取其他频点权值,并进行宽带波束形成。该方法不仅能保证恒定束宽,而且可实现自适应零陷控制。仿真实验证明了算法的有效性。     

一种有效的相关噪声背景下宽带相干信号DOA估计算法

利用均匀线阵,本文提出了一种有效的相关噪声下宽带相干信号DOA估计算法.首先,在各个频率点,利用空间差分技术消除色噪声分量,并通过平方操作构造新矩阵;然后,通过聚焦操作得到通用的协方差矩阵;最后,通过使用传播算法估计得到宽带相干信号的DOA.算法能够分辨的相干组中相干信号的个数可以是奇数或是偶数.仿真结果验证了算法的有效性和性能.     

基于子带化的宽带数字波束形成延时补偿新方法

采用宽带信号的相控阵雷达可获得高的距离分辨率,但也面临挑战:宽带数字波束合成和自适应抗干扰。典型的宽带自适应数字波束合成架构中,首先,在基带采用分数延时滤波器实现多通道的延时补偿;然后,将宽带信号分解为许多子带,在每个子带内做传统的窄带自适应数字波束合成;最后,合成为宽带波束输出。该信号处理方法,在宽带条件下,通过宽带延时补偿实现了精确的波束指向,取得了较好的抗干扰性能。文中基于子带化方法,提出了一种新的架构,将延时补偿合并到窄带波束合成中,即用窄带的附加相移,代替了原有的多通道延时补偿单元。结果是该架构中不再需要分数延时滤波器,大大降低了计算量节约硬件资源。同时,仍然保证了宽带阵列雷达波束的精确指向。结合相控阵雷达阵列实例,文中分别采用传统架构及所提出的新架构完成宽带波束合成,给出仿真结果以供对比,证明了新架构的有效性。     

基于OMP分解的宽带Chirp信号多参数估计

将信号稀疏分解——正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)引入到阵列 信号处理领域,在OMP分解的基础上,提出了宽带Chirp信号多参数估计方法。首 先根据宽带Chirp信号形式建立过完备原子库,对阵列接收信号在该过完备原子库上利用 OMP做稀疏分解,从而由最佳匹配原子的参数获得信号的起始频率和调频斜率的估 计,得到宽带Chirp信号形式。在此基础上,再根据阵列结构和已获得的宽带Chirp信号形式 建立另一个原子库,通过计算阵列接收数据与原子库中原子之间的互相关矩阵的迹,搜索迹 的最大峰值找出最匹配的原子,进而由最佳原子的参数获得信号的波达方向角度（Directio n of Arrival, DOA）的估计。仿真实验证明了该算法对参数估计的有效性,并且表明与WVD ( WignerVille Distribution)方法相比,该方法能更有效地对信号的波达方向角度进行估 计。     

基于四阶累积量的宽带OFDM信号DOA估计

当宽带OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)独立信号和相干信号共存时,传统四阶累积量方法无法估计出宽带OFDM相干信号的来波方向,针对这个问题提出了一种新算法。该算法首先通过离散傅里叶变换,将宽带阵列接收数据分解为若干个窄带信号,通过四阶累积量方法估计出各个频点处独立信号的来波方向,将各个频点处的独立信号的DOA估计相加求平均即为宽带OFDM独立信号的DOA估计;然后分离出独立信号的信息,构造出一个只包含OFDM相干信号信息的矩阵,最后通过稀疏重构的方法估计出OFDM相干信号的DOA。计算机仿真结果证明该算法适用于非高斯信号和色噪声情况。     

宽带独立信号和相干信号的DOA估计

当独立信号和相干信号共存时,传统四阶累积量方法无法估计出宽带相干信号的来波方向(DOA),针对这个问题提出了一种新方法。该方法首先通过离散傅里叶变换,将宽带阵列接收数据分解为若干个窄带信号,构造出各个窄带频率处的自相关矩阵,再通过MUSIC(Multiple Signal Classification)算法估计出各个窄带信号的DOA,将各个窄带信号的空间谱相加求平均,通过谱峰搜索得到宽带独立信号的DOA;然后分离出独立信号的信息,构造出一个只包含宽带相干信号信息的矩阵,最后通过稀疏重构的方法估计出相干信号的DOA。计算机仿真结果证明该算法的正确性和有效性。     

基于正交投影变换的宽带弱信号测向算法

为了解决强干扰环境下宽带多波束系统中弱信号的测向问题,提出了一种基于正交投影变换的弱信号测向算法。该算法根据强干扰方向构造干扰子空间的正交补子空间作为投影矩阵,对多波束频域数据进行变换,抑制强干扰对弱信号测向的影响。分析和仿真实验表明,算法能够有效抑制强干扰的影响,实现邻近弱信号的正确测向,提高了弱信号的分辨概率。     

一种适用于复杂电磁环境下的跳频信号快速检测方法

针对复杂电磁环境下跳频信号检测的实际需求,根据跳频信号的特征,充分利用已有的信号时频分析技术和宽带测向技术,提出一种快速跳频信号检测方法。先利用一种新的自适应门限去噪方法。对海量复杂数据进行预处理,较好地消除了噪声的影响;然后利用改进的数据流聚类算法,对信号进行“来波方位一幅度”聚类,实现了不同跳频信号的分选。实验结果表明,该方法能够有效地检测出跳频信号。具有很强的实效性。