数字瞬时测频——波形推算法测频

前面各节所讲的各种测频方法原则上都是针对高频信号而言的，即信号载频较高，采样是在多个或很多个信号周期的时间长度内得到的。然而，在工程上，还有另外一种可能的应用，即信号频率相当低时，我们的目标还是用相对很短的时间，把信号的载频测量出来，或者说，我们的采样是在不到信号一个周期的时间内得到的。在这种条件下，信号被采样后，反映的是信号的波形，由于仅利用不到信号一个周期的时间，单纯根据这么短时间的观察，原本不能说明信号是一个正弦波，因此，我们总是假定信号具有一个载频，并按照被观察的一小段时间的规律延伸。对信号频率的推算将根据所采用的一小段信号波形来计算，所以被称为波形推算法。     

数字瞬时测频（续完）——相关问题

1相关在测频中的应用我们并不能断言是否仅仅存在前面一节所论述的一种计算方法,使测频误差达到理论的极限。但是,本文已经给出了很多种可能给出较好测频结果的算法。所有这些算法要能够正常工作,都需要一个前提,那就是给出的含噪信号的信噪比要足够好。如果信噪比太差,算法给出的结果将发生差错,无法给出较好的测频结果。这样一种后果,并没有因为信号存在时间的加长有明显的改善。然而,这样的结论显然与我们的直觉不同。就以波形的拟合为概念,用正确的频率构造一个无噪信号去拟合含噪的信号,偏差应该就是噪声,而用有差错的频率构造一个无噪…     

数字瞬时测频——直接计数法测频

资深电子战专家胡来招博士是中国电子科技集团公司第29研究所科技委主任以及电子对抗国防科技重点实验室学术委员会主任，有三十多年从事雷达对抗的经验，他创造性地提出了瞬时全方位测向的理论，提出了新的瞬时测频体制。本刊将从本期开始连载由他撰写的《数字瞬时测频》专题讲座材料，本套材料主要论述数字瞬时测频技术及实现，饱含胡来招博士多年来在数字瞬时测频方面理论技术研究的精华，有非常大的参考价值。该讲座分为下面几个方面的内容：一、直接计数法测频，二、傅立叶变换测频，三、频率推算法测频，四、相位推算法测频，五、数字鉴相法测频，六、驻波推算法测频，七、波形推算法测频，八、波形拟合法测频，以及，九、相关在测频中的应用，十、多载频条件下的频率估计等。敬请广大读者关注。     

基于随机步进频信号的MIMO波形设计和成像方法

基于MIMO雷达系统的宽带雷达成像是空间感知领域一个很有前景的研究方向.波形设计是宽带MIMO雷达系统需要解决的首要问题.对于MIMO宽带信号一般要求各雷达发射信号相互正交且自相关函数具有窄的主瓣和低旁瓣特性.文中详细分析了随机步进频信号自相关函数的统计特性,证明大的步进频数利于MIMO雷达成像,进而提出了一种基于遗传算法的MIMO波形设计方法,该算法中利用随机频率编码矩阵生成遗传算法的初始种群.最后将所设计的波形用于MIMO雷达成像的仿真实验,其结果证明了文中的波形设计方法可以有效降低MIMO雷达系统中不同通道之间的相互干扰,利于雷达成像.     

基于FPGA的函数发生器

函数发生器作为一种多波形的信号源,可产生正弦波、三角波、方波、锯齿波,甚至于任意波形,是一种不可或缺的通用信号源。文章研究基于fpga的DDS函数发生器,从而设计出稳定性能好、频率的分辨率高和能输出多个波形信号发生器。     

数字瞬时测频——傅里叶变换测频

对信号采样后；可以对采样数据作傅里叶变换，将时域信息变换成频域信息。这当然可以用来测频，它就是傅里叶变换法测频。所谓傅里叶变换，实际上是将信号按一批预定的频率做相关叠加，分别得到与这些频率对应的频率分量的幅度和相对相位。为了占据尽可能少的计算时间，以提供尽可能高的反应速度，我们多采用数据点数为2的整次幂的快速傅里叶变换算法。     

六点拟合的正弦信号的插值多项式测频

本文提出一种新的快速测量正弦信号频率的方法,它主要利用三次多项式插值函数来拟合经过DFT变换的数据点,然后通过求插值函数的极值点来进行频率估计。仿真结果证明方法的有效性和简便性,并对其CPLD快速实现进行探讨。     

数字瞬时测频——驻波推算法测频

前面几节所论述的所有算法都是以直接对信号采样为基础的，也就是说，虽然有可能给出很好的性能，但要有一个前提，那就是首先要对信号进行采样、量化。当信号频率很高时，这个测频前的准备当然就有相当的难度了。为了在工程上实现，我们一般需要把信号下变频到一个比较低的中频。但是，即使把信号变到中频后采样，采样频率还是需要比信号可能的频率范围高一倍。于是，我们可能会面临这样的需求，那就是要求的带宽可能很宽，允许测频精度不高，     

集中式MIMO雷达多模式一体化波形设计

集中式多输入多输出（multiple input multiple output, MIMO）雷达系统基于波形分集优势，可灵活改变发射方向图形状和指向方向空间合成信号的特性，从而实现多种雷达工作模式。提出了一种集中式MIMO雷达多模式一体化波形设计方法，采用方向图模板拟合、模糊函数模板拟合以及通信波形拟合的方式优化不同方向上的合成信号，使其具有不同特性，从而在单脉冲时间内实现搜索、跟踪和通信功能。采用最大块增量优化算法对构造的恒模四次多项式优化模型求解。实验结果表明，该方法可以得到具有低旁瓣模糊函数的搜索与跟踪波形，并且满足通信需求。     

基于LabVIEW的雷电波形信号发生器设计

在雷电远场电磁环境模拟实验中,需要产生一个与雷电波形一致的电磁场。基于LabVIEW 2012软件平台,设计开发了一种雷电波形信号发生器,该信号发生器能够产生国家推荐进行雷电试验的7种用双指数函数拟合的雷电波形和任意实测雷电波形的信号。该信号发生器改善了传统的用模拟电路构建的雷电信号源功能单一和参数调节困难等缺点,在实验中取得了理想的效果。     

基于频率分布波形的最小跳频间隔估计算法

针对最小跳频间隔的估计问题,提出了一种基于频率分布波形的最小跳频间隔估计算法。利用跳频信号检测结果中的信号频率构造了一个频率分布波形,从理论上推导了频率分布波形的频谱与最小跳频间隔的关系,给出了基于频率分布波形的最小跳频间隔估计算法的实现方法。仿真结果表明,当跳频信号检测结果中信号频率的误差控制在一定范围内时,算法具有较高的成功率和较小的均方误差。     

数字瞬时测频——数字鉴相法测频

前几节似乎已经给出了很好的频率估计算法，但是实际上，我们能够发掘的算法并不局限于这样的几个，在本节我们将再给出一种算法，并且从不同的角度进行解释，力图更清楚地反映测频的实质，或许还能激励读者再构造新的测频算法。本节的算法是基于鉴别同一个信号在不同采样时间的相位差来推算频率的，因此，我们称之为数字鉴相法测频。     

LabVIEW技术入门之二——仿真信号波形及虚拟仪器频谱仪的构建和测试

上期我们已经用中文版LabVIEW8.2编写了一个简单的"G"语言虚拟仪器程序,并设置了虚拟函数信号发生器的频率、幅度和相位3个参数.这一期我们将以一个仿真信号的波形及频谱测试仪器的构建为实例,进一步讲述中文版LabVIEW8.2软件的使用.     

瞬时测频接收机探测混存信号

用于测频的带有延迟线鉴频器的瞬时测频(IFM)接收机在脉冲调制的信号环境中具有良好特性。但是,对于时间重叠信号或混同信号接收效果差。本文针对以下各种信号做了分析,并以实验给以验证;像脉冲调制信号、连续波(CW)、线性调频信号和相位编码信号.对二个时间重叠脉冲调制信号进行了更详尽地分析.此外,由于强信号在限制前置放大器中的过激造成的——对弱信号的压缩效应,我们用一个比例因子给予考虑.下面是本文采用的基本符号:h(t)=视频滤波器脉冲响应函数BW=视频带宽t_0=鉴频器线延迟θ(t)=信号相位函数φ(t)=延迟线相位函数ω_0=角载波频率T=脉宽T_0=双相编码信号子脉冲间隔R=两时间重叠信号功率比C=经验换算系数     

基于Grefenstette编码下MicPSO的离散频率编码波形设计

该文在分析离散频率编码波形信号(DFCW)的模糊函数基础上,建立了离散频率编码信号设计的优化模型,将微群粒子群优化算法(MicPSO)应用于DFCW设计。针对DFCW设计为排列优化问题,引入了Grefenstette编码作为MicPSO的粒子编码进行优化设计。仿真结果表明,DFCW的自相关峰值旁瓣、多普勒容限主要与信号码长有关,而通过该优化设计,信号的互相关性能得到极大改善,与已有方法相比,该方法时间开销小,优化结果更理想。     

步进频波形优化设计及处理技术

为增大步进频信号对多普勒效应的容忍度,文中对波形参数进行了优化设计。通过研究认为,对多普勒效应的容忍范围与脉冲重复周期之间存在强耦合关系,为增大容忍范围需要尽可能减小脉冲重复周期。为解决因减小重复周期而可能带来的距离模糊问题,提出了在频率上对发射端和接收端进行异步设置的处理技术,并且为了避免雷达作用范围内的盲区,提出了根据目标所在距离自适应设计信号波形参数的方法,此方法与处理技术特别适用于远程警戒雷达。     

MAX038高频程控函数发生器设计

文章详细介绍了一种采用单片机对高频函数发生器MAX0 38芯片进行程序控制的函数发生器的设计方法 ,该发生器的输出有正弦波、三角波和方波信号三种波形 ,输出信号的频率在 0 .1Hz～ 2 0MHz范围内通过程控的方法进行调节 ,输出波形稳定 ,失真度也很小     

MIMO雷达中正交离散频率编码波形的设计北大核心CSCD

发射信号正交性能的好坏直接决定了多输入多输出(Multiple Input and Multiple Output,MIMO)雷达系统的性能。正交离散频率编码波形是一种较理想的准正交波形。首先给出了正交离散频率编码波形的模糊函数,然后以互相关能量为代价函数,运用改进的离散粒子群优化算法对正交离散频率编码波形进行优化排序设计,生成可应用于宽带MIMO雷达中的具有较好模糊特性的准正交信号。仿真结果验证了新算法的有效性,且随着码长的增加和编码排序的优化新的正交离散频率编码波形的互相关性能将变得更好,其对多普勒的容忍性与码长成反比,但是由于固有的特性其自相关性能与码长几乎无关。     

无载波超宽带雷达发射信号的波形设计

提出了设计超宽带无载波雷达发射机波形的一般原则。这种波形有利于脉冲有效辐射与保真。首先导出了频域内的传输函数，如果输入信号是δ函数，则传输函数就是输出波形函数。然后，再将频域传输函数变换到时域，得到时域波形函数。最后，按此原则设计了无载波超宽带雷达发射机，获得了满意的电性能。     

基于自相关函数的SRSF信号感知矩阵优化方法

根据随机步进频率(random stepped-frequency, RSF)信号特征,结合感知矩阵优化理论,提出了一种基于自相关函数的稀疏RSF (sparse RSF,SRSF)信号感知矩阵优化方法. 首先,在构建稀疏重构模型的基础上,给出了SRSF信号波形参数与感知矩阵构造方式的内在联系;然后,研究了感知矩阵互相关系数矩阵与信号自相关函数（模糊函数的零多普勒切面）的关系,得出在特定条件下两者等价的结论,进而将二维感知矩阵优化问题转化为一维自相关函数的波形优化设计问题;最后,利用基于自相关函数最大旁瓣与均值旁瓣联合约束的波形优化方法对上述结论进行了验证. 仿真实验验证了感知矩阵互相关系数与信号自相关函数的关系,且通过对波形的设计,实现了优化感知矩阵、提升信号稀疏重构性能的目的.