基于LFM-PC复合调制信号的正交波形设计

相位编码(Phase Coded,PC)信号运用在高速运动平台和高速目标探测中存在多普勒敏感问题,制约了其在宽多普勒容限正交波形中的应用.本文研究了一种基于线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号和PC信号复合调制的宽多普勒容限信号形式—LFM-PC信号,推导出了其脉间信号的模糊函...     

复合调制雷达信号时差估计算法

现代雷达信号环境中, 复合调制信号正在逐步得到广泛应用。该文提出了一种针对频移键控与二相编码(FSK-BPSK)复合调制信号的时差估计算法。该算法紧密结合该信号子脉冲频率分布具有对称性, 时域长度具有一致性等特点, 通过子脉冲相关函数的理论推导得出FSK-BPSK复合调制脉冲信号的相关函数。最后利用相关函数拟合算法, 可根据观测数据进一步精确估计时间延迟(TDOA)。通过仿真实验, 证明该算法相比于其他时差估计算法, 其算法估计的准确性、抗噪性都有明显提升, 且适用于带宽较小的复合调制信号的时差估计情况。      

基于MM算法的脉冲串模糊函数设计方法

针对离散相位调制脉冲串信号的模糊函数优化问题,提出了一种基于MM算法的波形设计方法。MM算法是一种求解最优化问题的迭代算法,通过重复“构造辅助函数-求解辅助函数最优值”的过程,可以逐步逼近原问题的全局最优解。本文首先将脉冲串模糊函数设计问题建模为带约束四次型最优化问题,然后根据泰勒展开,给出了位于原函数上界的辅助函数的构造方法。其中,辅助函数的形式为带约束二次型最优化问题,可通过交替方向乘子法（ADMM）求解。最后通过计算机仿真说明了该方法的有效性。     

LFM-Frank复合调制雷达信号性能分析

为了保证雷达系统正常运行,提高其低截获性能及战场生存能力,提出了线性调频与多相编码复合调制的雷达信号。采用时频分析与模糊函数分析相结合的方法,通过仿真直观有效地分析了这种复合调制雷达信号的时域、频域及时频域特点,并与单一调制的雷达信号进行对比。结果表明,这种复合调制雷达信号具有较高的距离、速度分辨力以及较强的抗干扰、抗截获能力。     

基于交替方向乘子法的频率-码型联合捷变波形优化设计

针对频率-码型联合捷变雷达信号脉压后存在的距离维旁瓣过高问题,采用基于模糊函数模型下的积分旁瓣(ISL)作为衡量波形优化效果的量化指标,推导了频率-码型联合捷变雷达信号及其模糊函数表达式,建立了以最小化ISL为准则的波形优化设计模型,并采用交替方向乘子法对模型进行求解.仿真结果表明该算法在实现波形优化的同时,在优化效果...     

应用于非负稀疏信号重构的交替方向乘子法

非负稀疏信号在欠定线性观测条件下的重构效果不理想,仍有进一步提高的余地。文中将非负稀疏信号重构建模为线性规划问题,在交替方向乘子法的框架下得到了具有闭合解形式的优化算法,且算法复杂度较低。为了进一步增强重构信号的稀疏性,提出了迭代加权线性规划算法,通过对权值向量和重构信号交替优化提高了重构准确率。实验仿真验证了算法的有效性,针对随机生成信号和实际语音能量谱这两类非负稀疏信号均取得了较好的重构效果,重构性能优于目前一些流行的稀疏重构算法。      

巴克码在复合声呐信号中的应用

信号波形直接影响着声呐对目标的时延分辨力、频移分辨力、低截获能力及抗混响能力。因此,设计和选择合适的波形对声呐系统有着极其重要的影响。巴克(Barker)码的模糊函数呈理想的“图钉型”,具有良好的时频分辨力。本文利用模糊函数和Q函数,对基于巴克码的复合声呐信号的分辨力、抗混响等性能进行了仿真分析,并和传统的单频矩形脉冲(CW)信号、线性调频脉冲(LFM)信号进行了比较,得出基于巴克码的复合声呐信号能够实现较高的测量精确度,而且在一定的多普勒频移范围内具有较好的抗混响能力,是浅海中主动声呐的优先选择信号。     

MIMO系统探通一体化信号矩阵设计方法

由于多输入多输出(MIMO)系统具有波形、空间分集和多路复用等优势,MIMO探通一体化(DFRC)系统通过共享软硬件资源以同时实现目标探测和保密通信功能受到了极大关注。该文针对基于预编码矩阵调制的MIMO探通一体化系统,提出了基于交替方向乘子(ADMM)的一体化信号矩阵设计方法。通过用户和窃听用户参考密码本约束下最大化方向图峰值主瓣旁瓣电平比(PMSR),保证了探测方向图性能的同时防止通信信息被窃听。针对预编码矩阵通信解调问题,提出了基于交替方向惩罚(ADPM)的排序学习优化解调方法,提升了一体化波形信息解调效率。数值仿真验证了所提设计方法实现探通一体化的有效性,与已有算法相比可实现多用户通信和更高的PMSR。     

一种复合调制雷达信号设计及性能分析

针对低截获概率雷达信号设计中的复杂度问题,提出了一种新型复合调制信号,即脉间Costas频率编码、脉内混沌二相码（CTPC）的Costas/CTPC复合信号。混沌二相码的引入,增加了信号相位的随机性。然后理论上分析了该复合调制信号的组成。最后通过仿真,对参数优化过后Costas/CTPC信号的自相关函数、互相关函数、功率谱密度和模糊函数进行了分析。仿真结果表明：该信号相比Costas信号、Costas/Bark信号、LFM/Bark信号及Costas/LFM信号具有更好的自相关性能,同时还具有良好的抗干扰性能和极低的截获性能,十分适合应用于低截获概率雷达系统中。     

二维FIR滤波器约束最小二乘设计的最大分划松弛ADMM算法

约束二维有限脉冲响应（Finite Impulse Response,FIR）滤波器,现有设计算法计算复杂度高.针对二维FIR滤波器的约束最小二乘设计,本文应用交替方向乘子法（Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM）,研究其并行优化方法.通过模型的最大分划,并采用一种松弛技术,提出一个具有高度并行结构的最大分划松弛ADMM算法,分析了算法的计算复杂度,讨论了算法的收敛性,并给出了算法的参数设置方法.实验表明,最大分划松弛ADMM比非松弛的最大分划ADMM收敛快很多;与现有算法相比,提高了计算效率.GPU加速实验中获得的大加速比,表明了所提算法的高度并行性和可扩展性,在图像处理、计算机视觉、模式识别及机器学习等领域有广阔的应用前景.     

FMICW信号模糊函数分析

为了解决单脉冲雷达体制中距离分辨率与实际探测距离之间的矛盾,现有雷达一般采用（线性）调频中断连续波（FMICW）体制。根据模糊函数定义推导出（线性）调频中断连续波信号的模糊函数,并对重复周期FMICW信号的距离和多普勒分辨性能进行了分析与研究。分析结果表明,FMICW信号的距离分辨率仅与其发射波形带宽有关,而多普勒分辨率仅与其相干积累时间有关,这对进一步研究雷达新体制有一定的帮助。     

基于遗传算法非对称多级分支定向耦合器设计

将遗传算法用于多级分支定向耦合器的优化设计并对算法进行了改进。设计中取消了阻抗对称的限制，分支定向耦合器的工作带宽得到了进一步扩展；在标准遗传算法的基础上，引入了最优保存策略和自适应遗传操作，算法的性能得到了提高。仿真表明，用该方法设计的多级分支定向耦合器性能优于其他设计方法。     

新颖的超宽带SSCI合成脉冲信号的最佳设计方法

超宽带CI脉冲是由多个相干载波合成的窄脉冲信号.该文在此基础上,提出了扩频CI合成窄脉冲技术.由此降低了功率谱密度,提高了频带使用效率和便于多址应用.通过对每个相干载波信号CI扩频且合成,其效果很好.在信道传播上拥有超宽带信号的抗多径高分辨率性能,同时又能对扩频相干副载波进行相关接收,这样大大地提高了相关接收增益,减少了码间串扰.该文运用信号最佳设计方法,将超宽带SSCI信号设计成符合FCC标准和ETSI标准的最佳信号,减少与其他无线系统的相互干扰.文中给出了理论分析、设计方法和计算机模拟仿真结果.该设计方法对于提高UWB通信系统的性能有很重要的意义.     

Capacity reservation optimization for distributed satellite cluster networks

We investigate the problem of link capacity reservation in distributed satellite cluster networks. In the optimization problem, the objective is to minimize the link reservation cost under the link capacity constraints. The original optimization problem can be formulated as a set of the linear programs. For the small‐scale networks, the general linear program solvers have the capability to solve the problem within an acceptable time. To solve the problem in the large‐scale network, we propose a heuristic method on the basis of the alternating direction method of multipliers, in which the original problem is decoupled to parallel small problems that can be solved simply. In the heuristic, the upper and lower bounds are computed iteratively. When the upper and lower bounds are close enough, then the optimal value can be obtained approximately. The simulation results show that the proposed method is comparatively exact when the stopping criterion is properly chosen.     

S型非线性调频信号及其多普勒频率范围

给出了S型非线性调频信号的传递函数，由传递函数算出了群延迟、频谱函数和模糊函数表达式，并根据模糊函数获得了S型调频信号的各项基本性能。     

一种新的低截获概率雷达信号的设计与分析

从信号频谱、模糊函数等方面对二相编码信号、步进频率信号两种典型的低截获概率雷达信号进行了分析,提出一种脉内二相编码——脉间步进频率复合调制雷达信号,并对其优缺点进行了比较。研究结果表明,复合调制信号既能克服步进频率信号较严重的距离——多普勒耦合和相位编码信号的多普勒频移敏感的缺点,同时又具备相位编码信号的大带宽特性和步进频率信号的高距离分辨率特性,是一种较理想的低截获概率雷达信号。     

混合遗传算法在数值函数优化中的应用

基于遗传算法(GA)与共轭梯度法(CGM),提出了一种混合算法,把CGM作为重要操作算子加入GA中,CGM仅作用于父代的最优个体,使该方法兼具遗传算法的优良全局搜索能力和共轭梯度法的强大局部搜索的特点,将其用于函数优化中,数值算例表明,该混合方法与单纯的遗传算法或共轭梯度法相比,具有快速收敛性和全局最优性。     

窄带跳频信号的无模糊时差估计算法

针对跳频信号的高精度时差估计问题,分析了跳频信号相关函数的模糊特性,提出了基于多跳相干积累的跳频信号时差估计方法.多跳相关函数中存在周期副峰,将导致时差估计出现周期模糊,提出了两种消除模糊的方法——单跳时差平均法与相关函数包络拟合法.两种方法获得的时差粗值可以确定在相关主峰附近小范围精确搜索的搜索区间,在此区间内进行时差估计可以消除周期模糊.单跳时差平均法通过对单跳时差估计进行非相干平均获得时差粗值.相关函数包络拟合法通过搜索到的多个周期峰值,进行包络拟合获得时差粗值.仿真表明,两种算法性能明显优于常规的互模糊函数法,均能降低无模糊时差估计对相关输出信噪比的要求,提高无模糊时差估计所要求的频率间隔.相关函数包络拟合法性能更优,但运算量更大.