一种新的SAR窄带干扰抑制方法

合成孔径雷达易受电视网、通信网等无线设备的电磁干扰,严重影响成像质量。本文在分析SAR受到的干扰特点和信号模型的基础上,提出了一种基于压缩感知的SAR窄带干扰抑制方法。该方法根据SAR回波信号和窄带干扰信号在Chirplet字典上的调频斜率参数不同,在SAR回波信号重构过程中对干扰信号进行筛选并抑制,再把去除干扰后的压缩数据利用常规SAR成像算法进行成像。仿真结果表明,该方法不仅能有效抑制窄带干扰,而且大大减少了SAR系统成像处理的数据量,验证了本文所提方法的有效性。     

宽带跳频信号的压缩采样与重构

传统的宽带跳频信号受Nyquist采样定理的限制,所需的采样率高,数据量大,对硬件的要求高。为了突破Nyquist采样定理的限制、降低采样率,研究了2种基于压缩采样原理的模拟到信息转换方法———随机解调系统与宽带调制转换器,并应用2种方法把压缩感知理论应用到宽带跳频信号采集中去,对宽带跳频信号进行压缩采样与重构。仿真结果验证了2种方法的正确性和利用压缩感知理论对模拟宽带跳频信号采集的可行性。     

基于压缩感知的SAR宽带干扰抑制方法

压缩感知合成孔径雷达成像能够利用较少的观测数据清晰的恢复目标图像,但当回波中存在宽带压制干扰时,会严重破坏场景稀疏性,造成成像质量恶化。研究了一种基于选择性测量的自适应压缩感知宽带压制干扰抑制方法,通过构造一种压缩域投影滤波器并结合噪声联合检测算法,自适应感知干扰的位置信息,对合成孔径雷达（SAR）回波信号进行选择性测量,从“源头”上避免了干扰对SAR目标回波信号稀疏性的影响。仿真结果表明,该方法在减少SAR系统处理数据量的同时,使SAR成像质量明显提高,证明了该方法的有效性。     

一种SAR高效数字去斜方法的研究

在分析现有去斜方法的基础上,提出了一种改进的合成孔径雷达（SAR）高效数字去斜方法。当SAR发射信号脉宽能够覆盖距离向观测范围时,使用小于发射信号带宽的采样率进行欠采样,实现回波信号的距离向去斜接收,经快速傅里叶变换（FFT ）完成脉冲压缩,可无混叠的恢复目标信息。该方法能够有效降低系统采样率,从而降低系统对于ADC器件的要求,减小了之后的数据处理量和存储量,为SAR系统的微型化实现提供了解决途径。给出了改进的数字去斜方法的理论分析和数学推导,并通过仿真实验论证了该方法的正确性和有效性。     

基于混沌滤波器的压缩感知雷达互质压缩采样

提出一种基于混沌数字滤波器的压缩感知雷达回波信号互质压缩采样方法.首先,设计基于混沌数字滤波器的压缩采样矩阵,避免了传统高斯随机观测矩阵的硬件设计困难,在保证压缩感知雷达感知矩阵非相关特性的同时,提高了压缩采样矩阵的可实现性与可控性.其次,在混沌数字滤波器压缩观测矩阵的基础上,提出迸一步压缩数据量的互质压缩采样方法,显著降低了压缩感知雷达的数据处理量.仿真实验结果表明,基于混沌滤波器的互质压缩采样方法可以实现压缩感知雷达的在压缩处理数据量的同时获得目标参数的高精度估计,为压缩感知雷达硬件系统设计提供了新方法.     

基于FPGA内嵌DSP硬核的脉冲压缩设计与实现

在伪随机编码体制的超宽带雷达中,原始回波信号的实时脉冲压缩是信号处理的首要和关键步骤。由于超宽带雷达的采样率高、数据量大,而微处理器处理速度和DSP芯片运算能力有限,提出了一种基于 FPGA 内嵌DSP硬核的快速实时脉冲压缩方法。基于时间域的互相关算法,通过调用FPGA中的DSP硬核进行并行计算,并结合流水线模式,实现快速实时脉冲压缩。仿真与实验结果表明,本文的方法能很好地实现超宽带雷达原始回波信号的快速实时脉冲压缩。     

用于电力系统谐波频率高分辨估计的MUSIC算法

指出了目前电力系统谐波频率常规估计算法的诸多不足,将基于多重信号分类（MUSIC）的高分辨谐波频率估计算法引进电力系统谐波频率估计领域。给出了MUSIC算法的基本原理,对MUSIC算法的频谱分辨能力和频率检测门限进行了理论分析,在Matlab仿真平台下对MUSIC算法和FFT算法的频率估计性能进行了比较。理论分析和Matlab仿真结果表明,MUSIC频率估计算法对数据量要求较低,具有良好的分辨特性和抗噪声能力,且能够检测微弱的谐波信号。     

稀疏傅里叶变换在雷达中的应用研究

针对传统傅里叶变换计算量与所分析信号长度成正比,当采样率较大时,需要较大的运算时间问题,提出采用稀疏傅里叶变换(SFT)进行雷达信号处理,由于实际雷达目标多普勒频率个数有限,满足SFT方法使用条件,对SFT中的滤波器参数以及分段长度选择进行了分析与讨论,并给出了SFT处理雷达信号时的数学表达式;最后,利用仿真数据验证了该方法的性能,结果显示SFT在计算速度方面优于传统方法,可以提高目标信号参数的估计速度.     

基于欠采样的频率测量方法

奈奎斯特采样定理限制采样率必须大于输入信号频率的2倍以上,因而对高频信号进行精密测量需要花费昂贵成本来得到适合的高采样率,本文提出一种欠采样的频率测量算法,也就是用不符合采样定律的特定低采样率对高频信号进行采集,采用互相关算法对采集所得的数据进行处理,最终实现了对高频信号的精密测量。试验结果得出:应用该算法采样能得到较逼真的波形,对于5MHz以上的高频信号,频率信息仍能精准的保留。运用该方法测量10MHz的信号,频率测量精度可达10?12量级。     

电力信号同步采样算法

在运用离散傅里叶变换(DFT)做信号的谐波分析中,信号采样的同步有着重要地位。文中运用软件无线电中精细频率估计的方法估计离散电力信号的频率,在得到信号频率的基础上让信号与Farrow滤波器进行卷积运算即可实现采样速率转换。同时把Farrow滤波器系数保存成表格形式,在采样速率转换中直接查表得到系数进行运算,在保证信号采样率转换效果不降低的同时,简化了计算量。仿真分析和实践验证了这个算法的可行性和有效性,该算法可以应用于各种电力配电系统装置的前端处理中的电力信号的同步采样。     

编码激励带宽对超声气体流量测量性能的影响

对比研究了四种不同带宽线性调频信号激励下,超声流量测量系统的性能。超声换能器为Senscomp中心频率125kHz,带宽10kHz的收发型压电换能器。信号产生、数据采集和时序控制由FPGA设计的专用电路实现。对接收信号进行脉冲压缩处理后,测得流速与横河1.0精度等级的涡街流量计比对,计算标准偏差和读数误差。结果表明,在B=20kHz的线性调频信号激励下,流速测量的误差和标准偏差最小;B=10kHz时,带宽与换能器带宽匹配,系统流速测量性能次之;B=5kHz时和B=50kHz时,流速测量性能最差。     

低信噪比下线性调频信号的检测和高精度参数估计

Radon-Ambiguity变换(RAT)在低信噪比(SNR)下对线性能调频信号具有良好的检测和参数估计性能.RAT仅需一维搜索,比Radon-Wigner变换具有更高的运算效率.为了实现高精度参数估计缩小搜索步长而仍采用直接搜索时,运算量仍然比较大.本文提出了高效的RAT二次搜索方案来解决这个问题.该方法有2个步骤,在检测阶段,通过RAT分辨率公式求出保证最大检测概率的最大搜索步长;在估计阶段,通过Cramer-Rao界求出保证估计精度的最大搜索步长,该方法能大大减少RAT的计算量.新方法的性能为蒙特卡洛仿真所证实.     

脉冲噪声下基于 NAT 函数的 LFM 信号多径时延估计

针对脉冲噪声环境下无法准确估计线性调频(LFM)信号多径时延的问题,分析非线性幅值变换法抑制脉冲噪声的原 理,设计了一种新的非线性幅值变换函数 P-NAT(piecewise-NAT)函数,证明了任意随机变量经该函数变换后存在有限二阶矩, 提出了基于 P-NAT 函数的 LFM 信号多径时延估计方法。 分别对发射信号和 P-NAT 函数变换后的含噪多径接收信号进行最佳 阶次 FRFT,根据 FRFT 域的峰值位置偏移量和时延的关系,实现 LFM 信号的多径时延估计。 仿真结果表明,该方法在广义信噪 比为 0 dB、噪声特征指数大于 0. 2 的情况下,时延估计归一化均方根误差小于 10 -4 ,适用于低信噪比和强脉冲噪声环境下的 LFM 信号多径时延估计。     

基于Chirp-Fourier 变换的LFM信号的参数估计

本文从匹配Fourier变换的角度给出了chirp-Fourier变换的定义、意义和离散实现。分析表明，LFM信号的Chirp-Fourier变换的峰值对应的坐标即为其初始频率和调频斜率，所以应用Chip-Fourier变换可以估计LFM信号的参数。仿真试验表明，应用Chirp-Fourier变换不但可以有效地估计LFM信号的参数，而且有很好的抗噪声干扰能力。     

基于SPIHT压缩编码的SAR图像传输容错算法

合成孔径雷达(SAR)系统工作时产生的大量数据需要压缩传输,多级树集合分裂(SPIHT)算法性能优越但对信道噪声敏感,需要必要的容错机制.提出了一种噪声信道中传输SAR幅度压缩图像的容错算法,称为LLCH(LL coefficients hiding)算法.该算法对SPIHT编码后的码流进行基于编解码过程的数据分组,保证发生误码后解码端可重新同步;将码流中低频、次低频系数分组嵌入高频各过程末尾数据分组进行数据隐藏,达到保护重要系数的目的;对损伤或丢失的高频系数,利用父子节点间系数的相关性进行线性内插恢复.实验结果表明该算法在较小的冗余开销下,有效提升了复原图像的质量.     

一种基于延时相乘的高精度码元速率估计算法

为了实现相移键控信号码元速率的快速高精度估计,在分析延时相乘原理的基础上,提出了一种二级码元速率估计算法。算法先估计信号带宽得到码元速率的粗估计,利用码元速率的粗估计值确定延时时间,再用延时相乘法得出码元速率的高精度估计。计算机仿真验证了算法的有效性。该方法不仅适用于基带信号码元速率估计,也适用于已调信号的码元速率估计。在采样速率不变的情况下,算法的估计精度随着采样点数的提高而提高。     

快速多分量LFM信号的检测与参数估计方法

研究了噪声环境中的多分量LFM信号的检测以及参数估计问题.在分析和比较了时延相关解线调法和分数阶傅立叶变换(FrFT)扫描法的基础上,提出了一种新方法,该方法将LFM信号的检测问题简化为小范围的一维搜索问题,从而有效的减小运算量和分离强弱信号,同时在低SNR情况下的参数估计性能接近CRLB(Cramer-Rao low bounds).仿真结果证实了方法的有效性.     

线性调频连续波SAR成像算法研究

本文研究了线性调频连续波SAR的距离徙动算法成像.线性调频连续波SAR发射的信号周期较长,雷达在发射和接收信号期间不能再视为静止,STOP AND GO近似不能再视为有效.针对线性调频续波SAR的特点,在STOP AND GO近似成立的条件下,讨论距离徙动算法的实现过程.STOP AND GO近似失效时,通过补偿线性调频连续波SAR连续运动引入的多普勒频移,将此运动产生的多普勒频移转化成对距离的影响,对距离徙动算法提出了改进,并给出点目标的仿真验证.