基于瞬时相位拟合的LFM信号参数估计算法

针对传统线性调频（LFM）信号参数估计算法中复杂的搜索和计算问题,提出了一种不需要参数搜索的快速LFM信号参数估计算法。该算法先用希尔伯特变换估计LFM信号瞬时相位,再用二次相位函数拟合LFM信号瞬时相位从而得到初始频率和调频斜率的估计。仿真验证了本文算法的有效性,说明该算法能够给出满意的参数估计结果。     

一种基于迭代滤波的Chirp信号参数估计算法

线性调频信号广泛应用于雷达、声纳、通信等领域中,其相位参数估计具有研究意义.本文研究了噪声中线性调频信号相位参数的估计问题,提出了基于最小二乘的相位展开和迭代滤波的相位参数估计方法.该算法提高了基于最小二乘相位展开算法得到的初估计的精度,并将本文算法与HAF方法得到的估计的均方误差进行比较,同时,通过仿真实验表明,本文的算法对于相位参数a2的估计在信噪比大于3dB时接近CRLB,验证了算法的有效性.     

锐化函数对合成孔径激光雷达成像图像的影响

根据线性调频信号的特点和光外差探测的原理,推导了具有高阶相位误差时线性调频信号经合成孔径激光雷达外差探测后的输出信号表达式。结合参考通道的系统结构和基于锐化函数的相位补偿算法,通过模拟仿真,对比分析了参考通道类型对单点目标成像的影响。通过研究锐化函数的物理含义,对锐化函数相位补偿算法进行了误差分析。指出了锐化函数相位补偿算法的适用范围,以及实现高质量的合成孔径激光雷达探测成像需进一步考虑的问题。     

基于相位调制器的宽带窄线宽的线性调频激光源的产生

提出了一种基于相位调制器(PM)和可调谐光滤波器产生线性调频激光信号的方法。该方法利用带有基频的微波线性调频信号作为相位调制器的驱动信号,窄线宽的激光种子源经相位调制器调制后产生一系列的宽带线性调频激光信号。通过可调谐光滤波器抑制其他边带保留所需阶次的线性调频激光信号。实验结果表明:当光滤波器保留正二阶调频激光信号时,获得了调频带宽为2 GHz、调频速率为6 THz/s的线性调频激光信号。在观测时间为1 ms时,测得的线性调频激光信号的瞬时线宽为3.2 kHz。该方法结构简单,易于实现,并且对调频连续波激光雷达、相干光谱分析等测量应用有重要意义。     

修正自适应Chirplet分解法及其快速实现

为克服时频关系为线性的基函数的不足,该文提出一种新的信号分解算法修正自适应Chirplet分解法,将Chirplet基函数推广到三次相位信号的形式,因此可以逼近信号中的非线性时变结构成分。同时提出了一种快速分解算法,该算法通过计算信号的三次相位函数,可得到其能量分布集中于信号的瞬时频率变化率曲线上的结论,此时通过谱峰检测可同时获得基函数的二、三次相位系数,时间中心以及幅度的估计;进而通过解调频技术获得其初始频率和时间宽度的估计。文中给出了实现该方法的具体步骤,并分别以仿真信号和蝙蝠回声定位信号为例验证了该算法的有效性。     

线性调频步进信号的高速目标运动补偿技术

首先,对高速运动目标的线性调频步进回波信号建立了模型,该模型不仅考虑了目标运动造成的线性调频步进回波子脉冲信号相位变化,以及复包络时间比例发生的变化,还考虑了目标的径向运动导致子脉冲线性调频信号调频斜率的变化.然后,基于该回波模型提出了线性调频步进信号频域合成运动补偿算法,对运动目标回波信号进行精确的运动补偿.仿真结果表明,频域合成后得到的高分辨距离像副瓣电平＜-40 dB,基本消除了目标高速运动对信号合成处理结果的影响.     

基于CORDIC算法的线性调频信号产生

为了克服基于传统查表法实现DDS方法占用存储单元多、运算速度和精度较低等缺陷,重点研究并实现了基于CORDIC算法的线性调频信号产生方法。采用Verilog硬件描述语言设计实现了基于CORDIC算法的流水线式直接数字合成器(DDS),结合线性调频信号的相位调制函数,实现了线性调频信号的硬件产生。ModelSim上RTL仿真结果验证了该方法的正确性。     

LFM信号参数估计算法研究

初始频率和调频斜率是表征线性调频信号频率特性的基本参数,如何准确快速地估计它们具有的重要意义。针对传统LFM信号参数估计算法中繁琐的搜索和计算问题,提出了一种不需要参数搜索的快速LFM信号参数估计算法。该算法先用希尔伯特变换估计LFM信号瞬时相位,再用高阶差分估计LFM信号瞬时频率特性,最后用直线拟合LFM信号瞬时频率特性从而得到初始频率和调频斜率的估计。仿真实验验证了本文算法的有效性,说明本文算法能够给出满意的参数估计结果。     

一种基于短时傅里叶变换的机载SAR自聚焦算法

短时傅里叶变换(Short-Time Fourier Transform, STFT)是研究非平稳信号最为广泛使用的重要方法。该文在讨论了利用STFT对线性调频信号(LFM)进行滤波以及调频率估计后,提出一种基于STFT的机载SAR自聚焦算法。该算法首先利用STFT对影响SAR图像质量的主要相位误差二次相位误差(QPE)进行估计和补偿,然后在残余相位误差估计时利用STFT对时变信号进行滤波以提高信杂比(SCR)。仿真和实测数据的处理结果验证了该文算法的有效性。     

基于时频干涉仪的联合时频-到达角估计

传统电子对抗的测频、测向是独立完成的,即先由测频接收机测得信号频率,且由测向天线采用如相位干涉仪方法完成测向。相位干涉仪测向是针对单个脉冲信号的,对于多信号没有分辨能力,对于线性调频等时变频率信号也不能直接应用。本文提出了一种时频干涉仪联合时频一到达角(DOA)估计算法。通过对接收机输出信号作XWVD,提取XWVD的时频脊线,并测量时频脊点上的相位来实现信号频率、DOA的联合估计。该算法可实现对多信号的分辨;也可直接应用于线性调频信号的到达角估计。     

非合作通信中循环前缀线性调频信号的频率估计

针对非合作通信中循环前缀线性调频信号频率估计范围小的问题,提出了一种宽范围高精度的频率估计算法。该算法首先利用循环前缀的相关性确定符号周期起点,然后利用部分线性调频信号匹配相关确定接收信号的零频达到时刻,根据两者的时延差得到大范围频偏粗估计。最后,利用高精度单频估计算法估计匹配相关后波形的残余频偏,提高频率估计精度。理论分析和仿真结果表明,所提算法在保证估计精度的同时大大提高了频率估计范围,更适用于非合作接收环境。      

采用双混频实现扩展目标运动参数估计和散射中心重构

 推导了运动扩展目标在全去斜率体制下的回波信号形式,指出其为多分量多项式相位信号(mc-pps).分析了时频分析方法和多项式相位变换方法对该信号处理的不足,提出一种采用双混频实现扩展目标运动参数估计和和散射中心重构的新方法:通过对回波的双混频处理避免自相关处理带来的能量损失及分辨率降低;根据相关函数的功率谱特点,在频域抑制由多分量带来的交叉项干扰;通过循环估计减小参数估计误差的传播影响,最后利用ESPRIT超分辨估计方法提高参数估计精度.仿真结果表明该方法能有效提取目标的运动特征并能重构目标的一维散射中心.     

一种适用于低信噪比的LFM信号调频率估计新算法

离散多项式相位变换(DPT)算法广泛应用于线性调频信号调频率参数的实时估计,但其缺点是不适用于低信噪比环境,针对这个问题,提出一种基于频率走动校正的积分离散多项式相位变换算法。该算法通过时频轨迹积分提高信号的能量,克服了DPT算法低信噪比下性能较差的缺点,同时,算法采用频率走动校正替代二维搜索,避免了计算量的快速增加。理论分析及仿真结果均验证了算法的有效性。     

ISAR imaging of target with complex motion based on novel approach for the parameters estimation of multi-component cubic phase signal

Inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging of target with complex motion is very important in the radar signal processing domain. In this case, the received signal can be characterized as multi-component cubic phase signal (CPS), and the high quality instantaneous ISAR images can be obtained by the parameters estimation approach. The match Fourier transform (MFT) has been proposed for the parameters estimation of linear frequency modulated (LFM) signal, and it has been used successfully in the field of ISAR imaging. In this paper, the third-order match Fourier transform (TMFT) is proposed as an extension of the traditional MFT for the parameters estimation of cubic phase signal, and the asymptotic statistical performance is analyzed theoretically with the derivation of asymptotic statistical results for the estimated parameters. Finally, the TMFT algorithm is used as a tool for the improvement of inverse synthetic aperture radar (ISAR) images quality of target with complex motion, and the results of simulated and real data validate the effectiveness of the TMFT algorithm.     

低信噪比下线性调频连续波信号的参数估计

针对长时间积累较难在线性调频连续波信号的检测和参数估计中应用的问题,提出一种联合帧间相关法与循环平稳法的线性调频连续波信号检测与参数估计算法. 利用帧间相关法实现信号的检测和周期的精确估计,利用循环平稳法完成信号相位参数的估计. 该算法以较低计算复杂度实现信号的长时间积累,解决了起始时间给信号检测和参数估计带来的问题,在低信噪比条件下具有较好的估计性能. 仿真结果验证了方法的有效性.     

LFM信号参数联合估计新方法——域频率相差法

采用分数阶傅里叶变换域频率分析方法，针对线性调频连续波信号分数阶傅咀叶变换的特性，提出了分数阶域相差法，可以在低信噪比条件下对线性调频连续波信号进行检测，获得多普勒频移与实验的精确参数估计。同时时频参数联合估计中不必进行二维搜索，具有快速、高效的特点。计算机仿真结果表明了该方法的有效性。     

用于正弦波频率估计的修正Kay算法

Kay算法能够估计出采样点较少的正弦波频率,但低信噪比下估计性能不佳.针对此问题,提出了修正Kay算法.首先基于最大似然估计准则,推导了观测信号模值与相位的条件概率密度函数,进而重建了Kay算法的相位差噪声矢量协方差矩阵与权值矩阵.实验结果表明,修正算法能够有效估计正弦波信号频率,与Kay算法相比,抗噪性更强.     

改进的16QAM载波频偏估计算法

针对QAM相干光传输系统中载波频偏估计算法存在估计范围小、计算复杂度高的问题,提出一种基于训练符号的FFT频偏估计算法.利用训练符号相位信息消除部分采样信号调制相位,取该部分信号的幅角进行FFT变换,最终得到频偏估计值.消除了原频偏估计算法中除以4的运算,从而扩大了频偏估计范围,同时由于减少了FFT长度进而降低计算复杂度.仿真结果表明,改进后的算法在QAM相干检测系统保持较高精度的频偏估计情况下,其估计范围可以达到±50％符号速率.     

稀疏重构下的非线性调频信号参数估计算法

非线性调频信号广泛应用于雷达声纳领域，其具有多阶多项式相位、未知参数多的特点，给参数估计带来困难。针对此问题，本文提出一种稀疏重构下的非线性调频信号参数估计算法。该方法利用Gabor原子良好时频特性，以 范数稀疏正则最小二乘模型为目标函数，并推导了问题的二阶锥规划（SOCP）形式，最终通过求解的Gabor原子进行参数估计。算法分析信号的时频特征，完成信号的分解重构，适应于各类调频信号。仿真实验证明，本文算法对调频信号二阶与一阶相位参数估计精度都贴近CRB，而对二阶参数的估计较二次相位差分算法更适应较低信噪比。