基于二次差频的多频连续波测距方法研究

多频测距解模糊的实现方式通常有两种:二次差频和参差双频.二次差频测距具有原理简单、接收机和发射机设计相对容易等优点.本文对二次差频测距的基本原理进行了详细推导,并对正确解模糊对信噪比的要求给出了理论分析,最后通过仿真实验验证了该方法的有效性,为多频连续波测距雷达的设计提供了一定的理论依据.     

基于并行卡尔曼滤波的递推最小二乘测频算法

提出了一种基于并行卡尔曼滤波的递推最小二乘算法.利用最小二乘算法对卡尔曼滤波的并行多路收敛输出值进行二次优化估计.将本算法应用于正弦波测频,与只采用卡尔曼滤波的算法相比,可使频率估计精度得到明显提高.仿真证明在信噪比0~100 dB区间内采用本算法为卡尔曼滤波算法的测频误差的1/10左右.     

多频连续波雷达两种测距算法研究

该文分析了连续波雷达参差多频测距算法的局限性,提出了多频连续波雷达的两种测距算法,即多频到双频测距法和二次相差法,并介绍了它们的基本原理。最后对两种方法进行了对比,并进行了仿真。仿真结果表明, 两种测距算法都达到了比较高的测距精度,在最后双频对应的最大不模糊距离相同的基础上,两种算法的测距精度相当。     

FMCW雷达差频信号的非线性分析

FMCW雷达具有大的时宽带宽积,可达到较高的测距精度,但由于压控振荡器等器件非线性的存在,使测距精度大大降低。通过理论分析这一非线性对用于测距的差频信号频谱的影响,结合直接采集和实测相应的差频信号,确定非线性误差的来源和频率范围。采用模拟窄带滤波,降低扰频信号干扰,并通过实验测量,验证了利用该方法可以达到提高测距精度的效果。     

多频连续波雷达隔圈解距离模糊方法研究

二次差频测距具有原理简单、结构设计相对容易等优点,文中将其应用于边搜索边跟踪模式.在介绍了二次差频测距基本原理的基础上,对该体制雷达的重难点问题隔圈解距离模糊开展研究.首先给出了隔圈解距离模糊方法,然后讨论了目标有效性判决问题,最后通过仿真验证了方法的有效性.     

一种基于二分法和SDFT的FMCW雷达高精度测距方法

为了提高FMCW雷达的测距精度,提出一种将SDFT结合二分法来提高峰值频率点的搜索方法。该方法克服了传统FFT固有采样间隔导致的测距误差问题,首先利用FFT处理将谱峰值限定在两个频点之间,然后采用二分法和SDFT逐步搜索峰值,在不增加太大计算量的条件下进一步提高差频信号的谱分析精度,进而提高了测距精度。最后通过仿真分析验证了该方法的有效性,满足了高精度测距的实际需要。     

高精度多频调制实时激光测距系统

为了克服多频调制激光测距系统中相位检测算法复杂、实时性差、精度低的问题,提出一种距离测量方法。该方法将测距回波信号通过改进的正交计算模块得到精确的相位延迟正切值,再通过坐标旋转计算机（CORDIC）角度计算模块得到相应的角度,结合正交同相（I）和正交（Q）支路输出的符号位和相位测距解模糊算法计算出精确的距离。实验结果表明,系统测距误差与回波信号的信噪比和计算模块的字长有关,在SNR为10dB,字长为16bit时,相位精度为0.03°,距离精度为0.125mm。     

噪扰下数字化多频连续波雷达的测距模糊问题

数字化多频连续波测距雷达是一种新体制雷达.它具有能同时测定多个目标、便于同时得到目标多个运动参数等突出优点.为了解决增大最大测距不模糊距离与提高测距精度之间的矛盾,我们将会在多频雷达中采用参差频差关系进行测距,这样我们可以大大提高测距最大不模糊距离.但此时噪声对测距结果有着各种有待讨论的影响,包括:能否正确解模糊;对输入信号信噪比有何要求;理论测距精度有何变化;直至对参差系数有何要求等.数字化多频雷达的这些问题,本文对这些问题进行了详细的讨论,并给出了本文结论的计算机仿真结果.从而在理论上为这种雷达的深入研究提供了一个很好的基础.     

跳频信号的归一化多普勒频差最大似然估计

针对双站定位涉及的跳频信号多普勒频差估计问题,提出了归一化的频差最大似然估计算法,利用两个定位站接收到的跳频脉冲串信号,构建一个关于基准跳频频率多普勒频差的似然函数,通过网格搜索得到使似然函数最大的多普勒频差估计,既解决了跳频信号在不同跳频频率上多普勒频差不一致的问题,又充分利用在不同频率的脉冲串信号提高了多普勒频差估计精度。通过仿真对算法的性能进行了评估,结果表明,与基于子空间的算法比较,在脉冲数达到240个时,所提算法执行效率提升30%以上。     

弹性加力中频差He-Ne塞曼-双折射双频激光器及稳频

为了提高激光干涉仪的测量速度,研制了一种新型塞曼一双折射双频激光器(Z-B激光器),该激光器对增益管加横向磁场和对其"透射反射镜"加外力.采用了弹性加力方案,使其频差比刚性加力He-Ne激光器具有更高的赋值精度,达到±0.2 MHz.同时,还报道了对该激光器进行的稳频研究.利用调谐腔中平行光和垂直光的等光强点作稳频点,以光强平衡为依据设计热伺服控制电路,考虑了成本的最小化和系统的集约化,采用纯模拟元件实现了中频差He-Ne Z-B激光器频率的稳定.对频差5.4 MHz的Z-B激光器的稳频结果为:3 h稳频精度优于2.1xlO-8.     

双通道接收的相位差估算方法

分析了双通道接收相位差的时域、频域计算方法，基于DFT的频域估算方法，充分利用了DFT、对信噪比的改善作用，克服了时域方法要求较高信噪比的缺点，能有效地抑制噪声，提高测量精度。但是离散的DFT输出谱限制了信噪比的改善，文中利用截断DFT的输出谱特性来估计信号频率，再用一次最大似然估计得到信号相位估计，减小运算量。分析和仿真表明文中方法可以得到接近最大似然法的测量精度。     

脉内相位编码信号的识别与码序恢复

为了提高低信噪比(SNR)下对雷达脉内相位编码(PSK)信号的处理能力,对传统的相位差分法进行了改进,并利用该方法对PSK信号进行了识别与码元序列的恢复。根据PSK信号的特性,结合滤波、数字变频和高阶差分来减小噪声对相位的影响,提高了相位差分法的抗噪性。对相位差分序列归一化后,先进行码元宽度的精确估计,再由码元关系去除伪跳变点。最后通过一系列的特征提取,实现了PSK信号的综合处理。仿真结果表明,所提算法在低信噪比下性能良好,具有很高的工程应用价值。     

雷达高精度测距相位差改进算法

介绍了基于相位差法的线性调频连续波(LFMCW)雷达测距算法的原理,针对其计算量大和信噪比门限高的问题,提出一种改进相位差测距算法。该算法在快速傅里叶变换(FFT)的基础上先使用线性调频Z变换（CZT）对峰值附近的窄带进行细化,避免误差可能导致的谱线之间的相位差模糊,提高抗噪声性能,再应用相位差算法作距离估计。与经典算法进行仿真对比,结果表明,该方法的测距精度比改进Fitz算法高一个数量级,信噪比门限比补零相位差算法低7dB,且运算量有一倍以上的减少,适用于低信噪比环境下对检测精度要求较高的实时场景,有利于现阶段工程实现和推广。     

正弦信号的直接FFT参数估计与相位差分法对比研究

该文研究了基于FFT的正弦信号参数估计问题,揭示了频率与初相估计间的相互联系,并对相位差分法的估值误差公式进行了推导和仿真验证。两种算法的对比说明相位差分法运算量小,可以在不高的信噪比下获得彼此独立的高精度参数估值,因此更加有利于工程的实现。     

多径对雷达探测性能的影响分析

分析了自由空间和多径2种环境下雷达探测概率与信噪比的关系,雷达探测范围以及不同反射系数和不同载频下的多径传输因子。研究结果表明,反射系数越小,探测概率曲线越接近自由空间下的变化曲线。信噪比较大时,多径衰落造成其检测性能逐渐下降。当性噪比较低时,为得到相同的检测概率,多径所需要的信噪比比自由空间下约小7 dB~8 dB。多径传输因子随着距离起伏较大,反射因子越大,多径传输因子起伏越大,其相应的暴露区裂化程度越严重。     

一种改进的Fitz载波频偏估计方法及其仿真

为了解决低信噪比条件下载波频偏估计中估计范围和估计精度的矛盾,在比较分析现有经典估计方法的基础上,提出了一种改进的Fitz载波频偏估计方法,利用自相关序列差分代替自相关序列相位估计频偏。此方法将频偏估计范围提高到数据速率的一半,同时又保持了原有Fitz方法的低信噪比门限。通过仿真验证了改进频偏估计方法对大频偏和低信噪比的适用性。     

北斗二号B1信号捕获方法研究

为了缩短北斗B1信号的捕获时间,提高多普勒频率和码相位的估计精度,针对北斗NH码对差分相干累积值的影响,改进了广义差分相干累积捕获方法。并采用二次频率-码相位捕获法来提高载波多普勒频率和码相位的估计精度。理论分析与仿真实验表明,改进的广义差分相干累积法能够克服NH码的影响。用4个1ms的相干累积值,改进的广义差分法可成功捕获信噪比为-27dB的信号。最后,用实测的北斗数据验证了算法的正确性。     

提取循环平稳信号特征频率的方法

低阶循环统计量应用广泛,取得了很好的研究成果,但对噪声的抑制效果较差;高阶循环统计量虽能完全抑制高斯噪声的影响,能处理循环平稳、非线性、非高斯过程,但计算量大;循环自相关函数切片谱图能够提取出调制频率,但在较大噪声干扰时效果不明显。为在更低信噪比情况下,采用更快速方法提取出循环平稳信号的特征频率,采用循环双谱的载波频率切片谱提取所需频率。通过Matlab仿真和实验对比研究,发现在信噪比为-15 dB时,循环双谱的载波频率切片谱能直观表达出分析结果。     

短时数据相位差法测频

从相位差法测频的基本原理出发,考虑到直接平均相位差法不能适应低信噪比和短时数据的要求,对相位数据做解卷绕和翻转预处理,从而解决了相位跳周和频率反转的固有问题。做完预处理的相位数据,通过2种测频算法高阶相位差法和相位加权平均法,2种算法都不会出现直接平均的数据抵消,而且充分利用了相位差信息。仿真试验表明,2种算法能适应短时数据低信噪比的要求,能应用于工程实践。     

两种改善无线TCP性能的新机制

本文提出了两种无线TCP改进机制,即:基于重传率调整TCP段尺寸的机制和基于吞吐量估计设置往返时间(RTT)门限检测网络拥塞的机制.大量的仿真结果验证了两种新机制的可行性和有效性.这两种机制可在未来有线/无线混合因特网中有效地改善TCP连接的性能,提供高效而可靠的端到端无线/有线混合因特网服务.