基于分数时延滤波器的宽带数字信号时延的实现

阐述了基于分数时延滤波器的时延方法设计原理,对其中4种代表性的设计方法的时延性能进行了评估,给出宽带数字线性调频信号的时延仿真结果,该方法可用于宽带雷达数字信号处理。     

基于SKA1-low的数字波束形成技术

为配合我国参与平方公里射电阵( SKA)项目,深入理解数字波束形成条件下的射电干涉观测和相应数据处理算法,提出了基于多相滤波器组信道化数字移相波束形成和基于分数阶时延滤波器数字波束形成两个技术算法,前者使用互相关法求解相移量来提高波束指向精度,后者是传统算法与射电观测理论的有效结合。首先,详细介绍了算法的理论推导并分析了它们的优缺点;然后,通过仿真实验验证了这两个算法的正确性,仿真结果表明基于多相滤波器组信道化数字移相波束形成算法相比传统算法具有一定的优越性;最后,分析了不同阶数时延滤波器对波束形成的影响并得出了相应结论。这些仿真结果及结论可为从事SKA项目的科研人员提供参考。     

基于多相滤波的宽带数字信道化处理在被动探测中的应用

介绍了基于多相滤波的宽带数字信道化处理技术。对宽带信号进行信道化处理,并对信道化后的数据进行了信号处理,给出了仿真结果。仿真结果表明该方法高效、灵活,易实现。     

宽带数字信道化接收机的FPGA实现

为解决现代电子战对接收机处理带宽宽、灵敏度高及实时性处理的要求,提出一种数字信道化接收机的设计方法。在推导高效信道化接收机模型的基础上,采用多相滤波器结构实现的数字信道化接收机。该接收机利用超高速A/D对数据进行高速采样,然后由高性能FPGA进行数据抽取、多相滤波、CORDIC算法等信道化实时处理。为了提高实时性,采用并行IFFT实现。该信道化接收机不仅能稳定输出载频及相位信息,还能处理三路同时到达的不同信号。实际的性能测试结果表明该接收机的功能正确并达到预定指标。     

一种Farrow结构数字延时滤波器的设计

普通数字延时滤波器虽然结构简单,但系数计算过程复杂,在延时参数快速变化时,系数更新速度无法满足实时性要求,在工程应用上受限制。采用Farrow结构数字延时滤波器能够更加灵活高效地进行分数延时滤波,延时参数改变时,无需重新计算滤波器系数,更容易在现场可编程门阵列(FPGA)上实现。介绍了一种Farrow结构数字延时滤波器,提出采用基于对称结构的滤波器系数求解方法,并经过加权优化,获得最终Farrow滤波器的系数。系数计算过程中,通过对设计所得Farrow滤波器延时精度和误差的分析,调整加权因子的取值和滤波器阶数,进而提高延时精度。计算机仿真结果证明了加权对称系数求解Farrow滤波器系数方法的有效性和实用性。     

基于时延估计的四元声源定位研究

当前对于声源定位技术的研究非常火热,它主要由声学、信号接收、软件设计以及数字信号处理等学科组成,通常在研究声源定位时我们采用传声器阵列定位技术。而时延估计是传声器阵列进行信号处理的一项非常重要的技术,它的目的是对同源信号到达不同的传声器由于传输距离的不同而产生的时间差。现在,声源定位技术已经被广泛的应用到移动通信、智能探测等领域中。本论文对声源定位技术的发展现状进行了介绍,同时对时延估计的定位算法进行了相关介绍,最后得出声源定位未来将会被应用的更加广泛的结论。     

L波段宽带相控阵天线真延时网络的设计

论述了宽带相控阵天线渡越时间对天线性能的限制,介绍了消除渡越时间影响的方法,设计了具体的实现方案,即真延时网络,并对该方案进行了仿真和测试。测试结果表明,在1.1~1.5 GHz的带宽内,功分器各端口驻波比小于1.22;微带线和同轴线的群时延具有良好的线性规律。该设计可以实现最小步进250 ps、最大延迟3 750ps的延时,可有效克服渡越时间的不利影响。     

一种基于高阶谱的广义相位数据时延估计算法

为改善高阶谱相位数据时延估计算法的性能，研究了一种基于高阶谱的广义相位数据时延估计算法。该算法采用基于双谱的相干函数在高阶谱域对相位数据进行加权和加窗处理，以提高时延估计精度。最后用实测的直升机噪声信号进行了仿真，对各种相位数据时延估计算法性能进行了比较，验证了新算法的有效性。     

宽带相控阵雷达Stretch处理孔径渡越时间数字补偿技术

本文分析了宽带相控阵雷达采用线性调频(LFM)信号时孔径渡越时间对波束指向的影响,给出了经典的时间延时单元(TDU)补偿方法,针对用线性调频信号Stretch处理特点,提出了采用全数字方法实现孔径渡越时间补偿的方法,实验与模拟结果表明本文提出的方法是有效的.     

基于时延补偿的小小区多跳空口同步

在密集蜂窝异构网络中,小小区之间的时频同步是发挥小小区技术优势的重要条件以及网络系统正常运转的前提。传统的小区同步技术包括同步卫星辅助同步及IEEE 1588协议同步。为克服传统小区同步技术的不足,空口同步技术成为研究热点。在此基础上,提出了一种基于时延补偿的多跳空口同步机制,通过源小区空口同步信号(RISS)所在时帧位置来确定其同步等级,同时对源小区RISS的传播时延进行补偿,从而提高目标小小区同步精度。仿真表明,该方案在同步跳数为4时,定时同步误差仍可维持在1 μs以内,从而有效地提高了网络同步精度,并突破了同步跳数对空口同步技术的限制,扩大了空口同步范围。     

一种基于时滞辨识的模糊Smith控制

利用信号处理中的互相关技术可以对声发射波之间的时间延迟进行测量的功能,实现对变化的时滞参数的跟踪,并将其同模糊控制以及Smith预估控制相结合,形成了一种基于时滞辨识的模糊Smith控制算法,对此算法进行仿真研究。仿真结果证明了此算法的有效性。     

基于FIR与相位补偿IIR滤波器的雷达回波信号处理

FIR与IIR频率选择滤波器的设计,被广泛应用于数字信号处理领域之中。文章以雷达回波信号的数字处理为例,首先分别设计FIR,IIR滤波器完成了对信号特定频率分量的滤除。进而,针对IIR滤波器的非线性相位,基于最优化设计全通系统实现了相位补偿,并对FIR,IIR滤波器进行了综合比较。     

基于最小CIM准则的Farrow结构分数时延估计

提出了一种基于最小相关熵诱导距离（CIM）和Farrow结构的分数时延估计算法。该算法具有较强的抗脉冲噪声的能力,且所需观测数据较少,时延估计结果精度较高。理论分析和仿真实验表明,所提算法的估计精度和抗脉冲噪声性能均优于基于分数低阶统计量的LETDE算法。     

基于DDS相位搜索的数字阵列通道幅相标校技术

在大型数字相控阵系统中,为了满足阵列增益及天线方向图特性,需要保证阵列通道的幅度和相位的一致性,而动态不一致性标校是大型阵列的标校难题。提出了一种基于直接数字频率合成（Direct Digital Synthesizer,DDS）相位搜索算法的数字相控阵通道一致性标校技术,较传统基于相关算法的标校技术,可有效降低对标校信号信噪比的要求,且可提升大规模数字阵列通道标校的效率。仿真结果表明,当信噪比等于0 dB时,采用所提算法可将幅度估计误差的均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）值控制在0.3 dB以内,相位估计误差的RMSE值可控制在1.5°以内,较传统算法的性能均提升了3倍。通过搭建样机评估系统,进一步验证了提出算法对数字相控阵通道一致性标校性能的提升。     

基于拉伸处理的宽带频域接收波束形成方法

为了抑制宽带干扰信号,提出了一种基于频域的宽带接收波束形成方法。该方法针对线性调频信号,在对接收信号做拉伸处理和窄带滤波之后,进行傅立叶变换划分为许多窄带,然后对不同频带的信号按窄带方法（例如采样矩阵求逆法）接收波束形成。与传统的频域方法相比,大大降低了数据率和计算量,易于工程实现;与拉伸处理波束形成方法相比,该方法能有效抑制宽带干扰,阵列输出信号干扰噪声比高。最后计算机仿真证实了新方法的有效性。     

基于稳健Capon波束形成技术的矢量相关测向方法

为了弥补阵列天线导向矢量失配对测向性能的影响,提出基于稳健Capon波束形成技术的矢量相关测向方法。与直接使用相位差的常规相关干涉测向技术不同,该方法首先利用稳健Capon波束形成技术估计目标信号的真实导向矢量;然后通过导向矢量的相关拟合确定目标信号方向。通过仿真分析,得出了以测向为衡量标准时不确定集约束参数的选择原则。仿真结果表明该方法能够弥补阵列流型失配的影响、准确测量目标信号方向。     

基于DDS的数字延迟信号产生方法研究

提出了基于DDS的数字延迟信号产生方法。分析了宽带线性调频信号通过时延后实现天线方向图在不同频率上的稳定指向,并在此基础上根据DDS信号产生的原理设计了适用于DDS核的非线性迭代算法。通过仿真试验验证了该方法的有效性。     

基于分数低阶矩的非整数时间延迟估计方法

依据信号的噪声特性和分数低阶矩理论,提出一种基于最小平均p范数的非整数时间延迟估计方法(称为LMPFTDE算法)。该算法是对直接估计非整数采样间隔的时间延迟估计算法(ETDGE)的广义化,运用最小分散系数准则,通过使误差的p阶矩最小得到非整数时间延迟估计值。理论分析和计算机仿真结果都表明该方法不仅可以在高斯噪声环境下工作,而且在脉冲噪声下也具有良好的健壮性。     

多相滤波数字信道化的FPGA实现

以多相滤波为基础,结合均匀滤波器组,采用50％重叠的子信道划分,提出了一种数字信道化实现方法,解决了高速实时处理与FPGA处理速度之间的矛盾,克服了信道化接收机的接收盲区.基于FPGA,提出了短波宽带数字信道化的设计思路和实现方法.仿真结果表明,该设计有较强的实用性和通用性.     

基于广义互相关的时延估计算法研究

采用到达时间差的声源定位,最重要的就是进行时延估计,其精确性直接影响到定位的准确与否。本文主要分析研究了广义互相关算法在无混响和混响环境下时延估计及估计性能,实现了不同环境下的时延估计,实验结果表明广义互相关在无混响和弱混响下具有较好的优势。