宽带阵列波束合成信号载波相位连续性分析

针对宽带阵列信号波束合成过程中波束合成信号的载波相位连续性问题,在建立阵列天线模型的基础上,介绍了一种在实际工程中易于实现的宽带阵列波束合成处理流程,同时根据信号处理流程对宽带数字信号处理过程进行了理论分析和推导。根据分析和推导过程建立仿真模型,仿真结果充分验证了宽带阵列波束合成信号的载波相位连续性。     

均匀圆阵中的波束合成技术

针对均匀圆阵天线的阵列布局,建立了天线阵列对信号的接收模型,提出了一种实用的直接加权波束合成技术。在分析了系统误差来源并修正了系统误差校准模型的基础上,给出了详细的波束合成理论推导。结合实际系统给出了工程上的具体实现,并运用正交校准技术对由设备通路引起的系统误差进行校准。对该算法进行计算机仿真验证其可行性,并与实际效果图进行比较,指出算法的优点和不足。所给出的理论和方法都通过了工程检验,具有一定的实用性。     

基于注频锁相振荡器阵列的多波束扫描技术

研究了利用注频锁相振荡器阵列实现非线性有源天线阵多波束扫描技术,给出了注频锁相振荡器阵列的拓扑结构及相位动力学方程组,建立了基于注频锁相振荡器阵列的多波束天线加权模型并详细分析了加权矩阵的确定方法,最后对直线阵和矩形平面阵多波束扫描的方向图进行了计算机仿真并搭建了两波束扫描实验系统,进一步验证了该技术的可行性.     

通道响应失配对星载平面阵列多波束天线波束成形的影响

本文以星载平面阵列多波束天线为研究对象,建立了平面阵的数学模型,并给出天线的阵列方向图。研究了通道响应失配对天线波束成形的影响并给出仿真结果。分析表明:波束成形对通道响应一致性有很高的要求,必须对多通道接收机进行幅相一致性的校正。在卫星通信对多波束天线的要求下给出了幅相误差的可容忍范围,并提出了误差校正指标。     

MIMO阵列波束形成方法研究

相控阵雷达无法分辨一个波束宽度内的2个目标,多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)雷达阵列各阵元发射正交信号,提高了阵列系统的自由度,改善了雷达阵列系统分辨性能。文中给出了MIMO阵列相关滤波器组分离目标回波信号的原理框图,并进行了MIMO阵列常规波束形成器和最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器理论分析和仿真实验。仿真结果表明,MIMO阵列比常规相控阵列具有更高的角度分辨率。     

天地一体化雷达系统及其波束形成研究

提出了一种利用天波超视距雷达作外辐射源的天地一体化雷达系统,并利用该系统来对海面舰船、低空飞机等目标进行有效探测.讨论了该雷达系统中存在的问题,如同步信号的获取,电离层反射带来的多径干扰抑制,阵元的幅相误差、舰船运动造成的导向矢量约束误差对天线阵列波束形成性能的影响,并给出了解决方案,仿真结果说明方法是行之有效的.关键字:天地一体化;多波束;宽零陷;特征分解     

数字多波束天线精密测距精度分析

针对数字多波束天线在精密测距应用中所遇到的多通道信号合成处理问题,分析了单元天线相位中心、阵列天线相位中心、通道间时延不一致性和天线孔径渡越时延对测距精度的影响,给出了通道间时延偏差与合成波束测距结果之间的关系,并进行了试验验证。研究表明:在一定范围内,各通道的时延偏差在波束形成输出端体现为统计平均效果,合成波束的整体测距误差会因统计平均效果而得到改善,合成波束测距误差也可以由通道时延的偏差来估计。     

机动多波束测控系统卫星目标跟踪

目标跟踪是航天测控领域中的一项重要技术。针对机动多波束卫星测控系统,提出一种机动多波束测控系统卫星目标跟踪方法。该方法给出机动平台下卫星目标波束跟踪处理的应用模型和流程。在仿真实验中构建了几种典型的场景,分析了该方法的目标预测误差。最后给出一些应用性结论,具有一定的工程参考意义。     

基于时间调制多波束阵列的单通道全向测向方法

基于多波束阵列的测向方法具有测向精度高的优势,但各波束都需要独立的射频通道,导致其测向系统复杂且成本高,通道之间的幅相不一致也会增大测向误差。本文提出了一种基于时间调制多波束阵列的单通道全向测向方法,通过时间调制技术将多波束阵列测向系统简化为单通道系统,利用接收信号的谐波特征获得不同波束的接收信号强度实现高精度测向,同时降低了系统的复杂度及成本。仿真结果表明在相同条件下,本文提出的方法比基于多波束阵列的多通道测向方法具有更小的测向误差。经实测验证,本文的方法在4～5 GHz频带内的测向误差小于1.3°,低于现有的多波束阵列测向误差。     

集群无人机载雷达阵列波束合成

集群无人机载雷达阵列具有较高的机动性与灵活性,相关研究受到广泛关注。波束合成是集群无人机载雷达阵列的重要功能之一,该功能的实现面临较多挑战。本文首先构建了波束合成信号模型并分析了位置不确定性、时间同步不确定性、天线指向不确定性以及通道不确定性的影响;其次,推导了波束合成信号模型的克拉美罗界和峰值旁瓣电平并提出了集群无人机构型优化方法;最后,提出了一种幅相误差处理策略,主要包括基于高精度测距的定位和时间同步系统设计以及幅相误差快速补偿两部分。仿真结果和工程实验证实了集群无人机载雷达阵列波束合成的可行性。     

基于OFDM调制雷达信号仿真分析

基于OFDM(Orthorgonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)调制雷达信号是近年来新体制雷达信号研究热点。由于其具有大时宽带宽积,良好的抗干扰性能,较高的频谱利用率和易于数字化处理等诸多优点近年来备受关注。首先分析了OFDM雷达信号基本原理,给出了该雷达信号时域结构表示、频域结构表示,并通过仿真分析验证了OFDM雷达信号具有良好的距离分辨率。     

基于信道估计的限幅OFDM信号检测性能分析

大峰均比是正交频分复用(OFDM)系统的主要缺陷之一，对时域OFDM信号限幅是通常采用的一种抑制发送信号峰值功率的方法，但是限幅产生的非线性干扰，使系统的信道估计和信号检测性能降低。本文分析了限幅干扰对信道估计以及基于估计信道信息的OFDM数据信号检测性能的影响，推导出了基于信道估计信号检测的信噪比与限幅参数之间的关系。利用信噪比和高斯信道的误符号率及误比特率公式，本文对频率选择性瑞利衰落信道环境限幅OFDM系统中信号的误符号率和误比特率进行估算。计算机仿真和估算的结果相吻合。     

基于交叉复用技术的OFDM-WDM 光传输系统的性能分析

基于正交频分复用(OFDM)与波分复用(WDM)的基本原理,构建了一套基于OFDM技术的WDM传输系统的系统模型,并对其相关系统性能进行了理论分析。基于维纳相位噪声模型,文章对OFDM系统中相位噪声引起的公共相位误差和子载波间干扰进行了分析,在此基础上深入分析了基于交叉复用OFDM技术的OFDM子载波间干扰的消除方法,降低相位噪声对系统性能的影响。最后结合理论分析结果对系统模型的相关性能进行模拟计算,分析结果表明:采用交叉复用OFDM技术在降低相位噪声对OFDM系统性能的影响的同时,提高了系统的信号处理能力。     

基于子载波提取的OFDM无源雷达频率分集方法

为了解决当前正交频分复用(OFDM)无源雷达波束形成无法对分布于同一角度不同距离处的目标信号进行区别处理的问题,提出了一种基于回波信号子载波提取的频率分集新方法。通过对接收阵列不同通道OFDM数据提取不同频率的子载波信号并独立地进行处理,使得接收端波束图具有距离-角度依赖性,从而可实现对同一角度内不同距离处的目标分别处理,同时分析了不同频率分集处理参数对波束图性能的影响。该频率分集处理方式可以提高距离维信号处理自由度,使得接收波束能量可聚焦于期望目标点处从而提升雷达目标检测、定位和杂波抑制等性能。仿真分析表明OFDM无源雷达回波信号经频率分集处理后可获得点状波束图,并通过实测数据分析验证了该方法的有效性与实用性。     

机载MIMO雷达地杂波功率谱仿真分析

首先介绍多输入多输出体制雷达的地杂波模型,采用映像法将地面划分为杂波散射单元并计算各单元的回波信号,后将各单元回波信号采用矢量相加求得相干视频信号;然后给出了机载多输入多输出雷达地杂波回波信号分别经过波束合成和匹配滤波合成后杂波功率谱的峰值,并分析其经不同处理而获得不同增益值的原因.同时,对多天线接收和存在干扰条件下的地杂波功率谱进行了仿真,仿真结果表明计算的正确性.     

四维信号星座图改进及相应OFDM系统模型设计

针对当前三维OFDM系统存在的频谱效率较低问题,提出了一种具有规则分布的四维信号星座图改进设计方法,并建立了相应的OFDM系统模型.在所提出的四维OFDM系统中,输入的比特信息通过设计的四维信号星座图映射到OFDM信号的子载波,再利用二维离散傅里叶反变换把OFDM信号从频域调制到时域.所设计的8点和16点四维星座图信号点分布弥补了以往高维星座图信号点无规则的缺陷,具有进一步降低误码率的潜能.通过对提出系统在AWGN和频率选择性衰落信道环境下的性能仿真验证,所提出的基于四维8点和16点OFDM系统比传统三维OFDM具有更优的误码率性能,且系统的频谱效率提高了三分之一.     

基于OFDM信号的外辐射源雷达杂波信道估计

基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号调制特性的外辐射源雷达杂波信道状态信息估计方法,针对OFDM外辐射源雷达探测存在的问题,提出了基于信号特性的处理方法。针对该体制雷达中纯净的直达波信号获取问题,提出基于模糊函数的方法提取导频的周期信息,从而得到导频的位置信息,然后,利用导频信息得到杂波信道脉冲响应信息估计。相比常规的处理方法,文中方法能够在参考信号包含多径时得到正确的杂波信道状态信息。     

基于卷积运算的多载波信号分析与仿真

"信号与系统"课程是电类专业的重要主干课程,在学习掌握信号与系统分析基本原理与方法的基础上如何做到学以致用,以提高学生的学习兴趣与实践能力,应该是任课老师必须思考的一个问题.本文基于信号与系统的基本理论与分析方法对OFDM信号传输过程进行了分析与探讨,以使学过信号与系统及通信原理课程的同学也能理解与掌握OFDM信号的传输原理与结构特点.应用Matlab仿真环境建立了OFDM传输方案的仿真平台,通过实验,提高学生的分析能力、理解问题能力及实践动手能力.     

一种OFDM系统中PAPR的抑制算法

为降低正交频分复用(OFDM)系统中发射信号的峰值功率,提出了在一个OFDM符号内使用两种信号星座图对二进制数据进行编码,通过在各个子载波处选用合理的信号星座图来实现对峰值均值功率比(PAPR)的抑制。由于算法不改变现有OFDM系统的实现结构,在不影响OFDM中其它信号处理性能的条件下,仿真表明算法能有效地降低系统的峰值均值功率比。     

Peak value estimation of bandlimited signals from their samples, noise enhancement, and a local characterization in the neighborhood of an extremum

The paper addresses the problem of estimating the peak value of bandlimited signals from their samples with and without oversampling. This problem has significant relevance to orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) signal processing and system design. In particular, an upper bound on the peak value is established given the peak value of the samples and the oversampling rate. Moreover, it is shown that the bounds are sharp for all practical rates by constructing bandlimited signals taking on this bound. The proof also provides a local characterization of bandlimited signals in the neighborhood of an extremum. A different analysis examines the effect of small errors in the samples. It is shown that oversampling can provide robust recovery in the sense that small errors in the samples lead to small errors in the reconstructed signal. Again, an upper bound is derived relating the peak error in the samples and the peak error in the signals. Furthermore, both problems are shown to be coupled and put in a unifying context. The bounds are compared and applied to problems concerning OFDM.