基于改进时频变换的雷达二相编码信号脉内特征分析方法

雷达信号脉内特征分析是当前雷达辐射源类型识别的关键技术之一,其目的主要包含信号调制类型识别和参数估计两个方面。在雷达辐射源信号中,二相编码(Binary phase shift kejry, BPSK)信号是常见的信号类型,低信噪比条件下,BPSK信号调制识别易与单频信号混淆,且脉宽估计误差较大。针对上述问题,提出一种基于改进时频变换的雷达二相编码信号脉内特征分析方法。首先基于时频分析通式,提出一种存在相位突变的核函数,得到改进的时频变换;然后基于改进时频变换提取信号频率特征曲线,及相位突变曲线;最后通过频率特征曲线载频处幅值的差异区分BPSK信号和单频信号,以及根据相位突变曲线多个峰值的间距估计码元宽度和脉冲宽度。仿真实验表明,提出的脉内特征分析方法能够有效提取BPSK信号的相位突变特征,而且在-14 dB的信噪比条件下区分BPSK信号和单频信号的正确率达90%以上;0 dB时对Barker码信号脉宽估计的误差在3%以下。     

SAW Chirp变换综合相干捷变频信号

采用6MHz 带宽,20μs 时宽,中心频率为30MHz 的一对 SAW chirp 滤波器,根据Chirp 变换原理综合了脉宽为1μs,载频为60MHz～66MHz,相对带宽为10%的脉间跳频相干捷变频信号。本文将介绍 Chirp 变换综合时域波形的理论和特点,SAW 相干捷变频信号产生器的设计和系统组成及性能分析。     

一种基于Chirp信号的多数据传输方法研究

以分数阶傅里叶变换为数字信号处理基础,使用单Chirp信号完成多比特的数据传输功能.发送端采用同调频率不同初始频率的Chirp信号作为调制信号,接收端对接收到的信号进行分阶数傅里叶变换,根据分数域能量聚集的不同位置进行解调.此方法可在不影响Chirp载波性能的前提下,完成多数据的传输,进一步提高了通信系统的性能和容量.     

一种相位编码信号和失配滤波器联合优化方法

针对相位编码信号和失配滤波器分开优化输出的距离旁瓣电平仍然过高的问题,提出了一种恒定主瓣宽度的相位编码信号和失配滤波器联合优化方法．首先,在给定发射信号持续时间和需要的距离分辨率的条件下,给出了恒定主瓣宽度的相位编码信号和失配滤波器联合优化准则;然后,基于罚函数法和p范数理论,将带约束并且非光滑的优化问题进行转化;最后,使用最小p范数算法进行求解．仿真实验表明,在给定发射信号持续时间和需要的距离分辨率的条件下,与分开优化方法相比,该联合优化方法输出的峰值旁瓣电平分别可以降低10.72dB和4.77dB．     

一种基于Hilbert Huang变换的直扩信号盲检测方法

针对直扩信号在低信噪比情况下难以检测的问题,提出一种基于Hilbert—Huang变换的盲检测算法。通过对信号进行经验模态分解,根据能量最大原则对得到的内蕴模态函数进行筛选和提取,实现信号的重构;计算其时间、瞬时频率及幅值的分布图和边际谱,从而检测出直扩信号并估计出载频。理论分析和仿真实验表明该算法在信噪比为-16dB的情况下能有效地检测出直扩信号。     

基于小波变换的二相编码信号检测

针对低信噪比条件下相位编码信号检测效果差的问题,运用粗细定位相结合的思想,采用双尺度小波变换对二相编码信号进行了研究。该方法在大尺度的模值点上,对信号的奇异点进行粗略定位;在小尺度的模值点上,对信号的奇异点进行精确定位,进而实现了对二相编码信号的检测。通过仿真实验表明,该算法在信噪比优于0dB的情况下,可以较好地完成信号的检测过程,当信噪比优于3dB时,检测概率高于95％。     

载频不同分布方式下RSF波形稀疏重构性能分析

鉴于当前基于压缩感知理论的稀疏重构方法大多针对的是载频服从离散均匀分布的随机步进频率信号,而对于载频服从其他分布的随机步进频率波形稀疏重构性能研究较少的实际,对载频不同分布方式下的随机步进频率波形稀疏重构性能进行了分析比较.首先,构建了随机步进频率波形统一的稀疏重构模型;然后,基于感知矩阵互相关系数的统计特性对不同载频分布下的重构性能进行了分析,得出载频分布方式决定了波形重构性能的结论.最后,为验证上述结论,提出了一种基于遗传算法的随机步进频率波形载频优化设计方法,提升了随机步进频率波形的稀疏重构性能.仿真结果对上述分析以及波形优化方法进行了验证.     

图像小波变换中的两个关键技术--滤波器的正则性与信号的边界处理

对图像小波变换中滤波器的正则性和信号的边界处理做了理论分析和仿真。小波滤波器的正则性关系到图像小波分解后信息量的分布以及图像恢复后失真量的大小。对一般较为平滑的图像而言，小波滤波器的正则性越高，其小滤分解后信息量越集中，但对纹理较为复杂的图像来说，却并非如此。通过对信号的边界处理以及相位变化的分析和仿真，认为信号分解时向前、重构时向后的周期延拓是较好的方法，这样既可以保持信号的数据量不增加，又可以使恢复的信号相位不发生位移。     

正交型频率交替采样与重构方法研究

在频率维度对信号进行并行多通道的交替采样是提高系统采样率的一种重要手段,且每个通道均需要设计独立的模拟采样滤波器和数字重构滤波器以实现信号的分离获取及无失真恢复,结构及算法的复杂程度都偏高。该文提出一种基于正交变频的频率交替采样与重构方法,采样过程将输入信号划分为若干个子信道,利用正交下变频和采样滤波器将RF/IF信道分别搬移至基带并完成量化转换;重构过程则利用数字上变频变换将各信道恢复至其原有的载频位置并合成输出以恢复原始信号。该方法总体仅需在满足完美重构条件的前提下设计一个模拟采样滤波器和一个数字重构滤波器,实现简便。最后,通过实验验证对正交变频型频率交替采样与重构方法的有效性进行了阐述。     

一种用于多相编码信号参数估计的MST改进算法

多相编码信号是一类典型的低截获概率雷达信号,具有类线性调频的特点,其参数估计问题是当前电子侦察信号分析的研究热点.该文基于匹配信号变换理论,推导了截获信号与匹配信号变换时间函数不匹配时的调频斜率估计性能.针对多相编码信号的特点,以及实际电子侦察环境中截获信号存在载频估计误差、信号不完整、噪声干扰等问题,提出了一种基于二维搜索的改进匹配信号变换算法.仿真实验以P4码为例,分析了提出算法的参数估计性能.实验结果表明,提出算法能够较好地解决信号失配问题,估计精度高、速度快,具有较大的工程应用价值.     

基于多窗傅里叶变换的弱Chirp信号检测

关于噪声背景下的Chirp信号检测,已有很多方法：短时傅里叶变换（STFT）、魏格纳-维乐分布（WVD）、Gabor变换等。但在低信噪比条件下,这些方法的检测性能往往难以达到预期的目的。介绍了一种新的时-频分析方法,它联合运用了多种窗长的傅里叶变换分析和局部最大值搜索的方法,运算量小且能有效提高对Chirp信号的检测性能。仿真结果表明,在加性高斯白噪声背景下,该方法对弱Chirp信号的检测能力要优于STFT、WVD和Gabor变换,当信噪比为-9 dB时,依然能检测到信号并确定信号的位置及频率范围。     

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.     

基于多项式变换的自适应Chirp信号参数估计

提出了一种新的基于多项式变换的RLS(recursiveleastsquare)算法。利用多项式变换将多项式相位信号(PPS)转变为具有线性相位的谐波信号,这一谐波信号满足AR(Autoregressive)模型且其频率对应于多项式相位的最高次项系数。然后利用RLS算法对AR模型的AR系数进行自适应估计,通过AR系数求解谐波信号频率,便可以获得多项式相位中最高次项的系数。本算法速度快,计算量小,并且在较低的信噪比(SNR)下估计性能依然良好。Monte Carlo仿真实验证明了本方法的有效性。     

Implementation of a kind of FPGA-based binary phase coded radar signal processor architecture

A flexible field programmable gate array based radar signal processor is presented. The radar signal processor mainly consists of five functional modules: radar system timer, binary phase coded pulse compression(PC), moving target detection(MTD), constant false alarm rate(CFAR) and target dots processing. Preliminary target dots information is obtained in PC, MTD, and CFAR modules and Nios II CPU is used for target dots combination and false sidelobe target removing. System on programmable chip(SOPC) technique is adopted in the system in which SDRAM is used to cache data. Finally, a FPGA-based binary phase coded radar signal processor is realized and simulation result is given.     

不同信号体制对GNSS定姿性能影响的分析

利用GNSS信号能够进行高精度的载体定姿,其算法性能受不同信号体制影响较大.针对这一问题,首先在GNSS单频单历元定姿算法数学模型的基础上,分析了算法性能与码和载波相位测量精度之间的关系,然后研究了不同信号体制对码和载波跟踪精度的影响,最后提出了评估信号体制对定姿性能影响的关键指标,并对其在不同信号体制下进行了仿真实验.仿真结果表明,该指标可以有效地评估不同信号体制下的定姿性能.     

基于BOK调制的Chirp超宽带通信系统的Simulink仿真实现

介绍了基于BOK调制的Chirp超宽带无线通信系统的原理,从理论上分析了BOK解调时的误码率,并运用Matlab/Simulink构建了基于BOK调制的Chirp超宽带通信系统的仿真模型,实现了BOK调制、信号相干检测、误码率计算等功能,完成了在加性高斯白噪声信道下点对点的通信,给出了在AWGN信道中不同时间带宽积条件下的信噪比误码率仿真曲线.仿真分析结果表明,运用Simulink建立的超宽带通信系统模型对超宽带系统进行研究是切实可行的.     

全数字接收机中的载波恢复算法研究

针对数字信号传输同步接收机的数字化实现，提出了一种载波同步新算法即相位处理载波恢复法，它直接对接收信号的相角进行处理，完成载波频率的快速捕获和载波相位的跟踪，理论分析和计算机仿真表明，该算法简单有效，运算量小，便于用DSP器件来实现，适用性强。     

直接加窗加权旁瓣抑制技术研究

本文主要研究了比较经典的直接加窗加权旁瓣抑制技术,并利用Matlab进行了仿真,给出了对线性调频信号和相位编码信号脉冲压缩旁瓣抑制的直接加窗加权法处理结果,得出了分析结论。     

基于相位信息的分数傅里叶变换域超宽带接收机

现有的超宽带接收机在多径分离方面存在一定的限制,为了避免上述问题,提出了一种基于相位信息的分数傅里叶变换域超宽带接收机设计方案.采用Chirp信号作为超宽带脉冲波形,并利用其在分数傅里叶变换域上能量聚集的特性在接收端进行信号滤波,得到多径分量;同时,根据分数傅里叶变换的时移性质,利用多径到达时间及多径到达相位的估计得到模板多径处的相位校正因子;最后,将接收到的信号与相位校正因子结合起来,并利用相关判决得到对数据信息的估计.仿真结果表明,通过对相位信息的校正可以得到比传统接收机更好的系统误码性能;而且由于符号间干扰对系统的影响并不严重,可以实现高数据速率的信号传输.     

基于FPGA与DSP的三相电能质量信号发生器

针对现有电能质量信号发生器存在结构复杂、功能单一、难以实现大功率等问题,设计了一种2H桥级联结构的新型电能质量信号发生器,采用FPGA和DSP作为控制芯片及载波相移PWM控制策略。在利用MATLAB仿真验证的基础上,研制了三相电能质量信号发生器样机,输出了包括电压骤升、跌落、谐波、闪变等电能质量信号波形。实验结果证明该信号发生器具有结构简单、大功率输出等特点,满足了不同场合的需要。