基于单矢量水听器多途宽带信号的三维定位算法

针对多途环境下波形未知的近场宽带信号,提出了一种使用单矢量水听器进行三维定位的新算法。对声压与振速互相关函数的推导结果表明:当信号带宽大于直达波和海面一次反射波之间时延的倒数时,互相关函数的两副峰可与主峰分离;两副峰的峰值分别包含两路径的波达方向信息,而其位置对应两路径之间的时延差。仿真结果表明:当直达波和反射波在时域上重叠时,利用两副峰峰值仍然能够有效估计出直达波波达方向;通过构造"互相关峰锐化函数"锐化两幅峰,在低信噪比情况下可提高多途时延估计精度。最后,以多途时延与直达波波达方向为变量建立方程组,估计目标的距离和深度。该算法的定位精度通过Monte-Carlo仿真进行了分析,并深入讨论了其适用性,湖试结果进一步验证了该算法的可行性。     

基于遗传算法的相关干涉仪测向方法

相关干涉仪体制可以获得未知辐射源电磁波的相位信息,借助相关算法解算出波达角,在工程上得到了广泛应用.但天线相位往往会受平台影响发生畸变,并导致测向偏差.文中基于干涉仪体制,采用遗传算法对测向系统的基线和权值进行了优化.结合典型实例,比较分析了优化前后测向误差的变化.证明该方法能够显著改善测向精度,提出的方法对机载测向具有实用意义.     

基于遗传算法的相关干涉仪测向方法

相关干涉仪体制可以获得未知辐射源电磁波的相位信息,借助相关算法解算出波达角,在工程上得到了广泛应用.但天线相位往往会受平台影响发生畸变,并导致测向偏差.文中基于干涉仪体制,采用遗传算法对测向系统的基线和权值进行了优化.结合典型实例,比较分析了优化前后测向误差的变化.证明该方法能够显著改善测向精度,提出的方法对机载测向具有实用意义.     

干涉仪与MUSIC算法的测向原理及精度对比

实际电磁环境中,在中频处理带宽内往往只有一个信号,此时是MUSIC算法还是干涉仪方法具有更高的测向精度未见公开定论。通过对MUSIC算法和干涉仪测向的原理分析,给出了二者的理论精度公式并进行了变形、比较,然后证明了MUSIC算法与干涉仪测向原理在二元阵、单信号情况下的等效性,仿真实验验证了在二元阵、单信号情况下干涉仪具有与MUSIC算法相同的渐近测向性能,而在单信号、多阵元条件下干涉仪的测向精度仅比MUSIC算法略低。这种分析对实际应用中测向算法的选择具有重要的指导意义。     

基于延时相关的稀疏恢复高分辨来波方位估计

针对MUSIC算法和基于四阶累积量的MUSIC-like算法在高斯色噪声背景下测向精度不理想的问题,提出基于延时相关的稀疏恢复高分辨来波方位估计算法。该算法利用蕴含在接收数据延时相关函数中的角度信息,采用所有阵元接收数据的延时相关函数构造新的阵列输出矩阵,进而构造新的协方差矩阵,并进行奇异值分解,建立稀疏表示模型,使用l1范数法对稀疏模型进行求解实现色噪声环境下高分辨DOA估计。仿真实验表明,基于延时相关的稀疏表示模型的测向分辨率好于基于传统子空间的MUSIC算法和基于四阶累积量的MUSIC-like算法,能降低协方差构造的复杂度,增强色噪声抑制能力。     

利用高阶信息的干涉仪测向算法

干涉仪可凭较小的复杂度对目标进行较精确的测向,但随着F－22等隐身目标的不断部署,要求干涉仪具有较好的低信噪比性能。在分析经典干涉仪原理的基础上,提出了一种利用信号高阶信息的干涉仪测向算法。仿真实验证明,该算法在低信噪比下的性能优于经典干涉仪方法及MUSIC算法。     

基于矢量修正的稀疏阵列测向解模糊方法

针对稀疏阵列DOA估计中存在的测向模糊问题,提出了基于矢量修正的稀疏阵列测向解模糊方法。该方法通过推导阵元相对位置与稀疏阵列角度估计之间的关系,分析了阵元相对位置的最大公约数对MUSIC算法测向性能的影响,利用在稀疏均匀线阵特定位置添加新的阵元的方法,对原阵列的导向矢量进行修正,解决了稀疏阵列的测向模糊的问题。仿真实验结果表明,该方法不仅保留了稀疏阵大孔径的优点,提高了多信号分辨能力和测向精度,并且在低信噪比和小快拍条件下性能较好。     

基于双平行互质阵列的二维非网格DOA估计

近年来,基于稀疏表示的DOA估计方法已经被广泛提出,这些方法都需预设离散的网格点,而实际信号来波方向在空间域内具有随机性,任何来波方向都是等概率出现,很有可能信号的来波方向不在网格上,因而会存在网格误差,使DOA估计结果产生较大偏差。为提高DOA估计精度,本文提出了非网格的DOA估计模型。同时,为提高测向自由度,本文应用由两个均匀线阵组成的互质阵列,并且将两个均匀线阵平行放置在同一平面。通过将两均匀线阵的互协方差矩阵向量化成互协方差矢量,可得到一维虚拟扩展的接收数据矢量,并且在稀疏表示框架下应用相应的稀疏恢复算法恢复出跟DOA参数相关的向量,从该向量中得到唯一的并且自动配对的二维DOA估计参数。仿真实验结果验证了本文算法较传统算法具有更好的DOA估计性能。     

基于最优模糊的均匀圆阵干涉仪测向算法

相位干涉仪测角算法机理简单、运算量小,被广泛应用于被动雷达测向系统中。然而当目标频率较高或者天线间距较大时,容易出现相位模糊,造成相位干涉仪测向失败。可利用阵元相互组合形成多组干涉仪基线,通过寻找最优模糊数得到来波方向。以均匀八元圆阵为例,对算法进行静态和动态仿真实验,结果表明该算法可以对来波方向不大于40°的目标进行跟踪。     

基于互相关和MUSIC算法的时延估计

为了避免相位干涉仪测向技术中存在的模糊问题,提高宽带信号时延估计的测量精度,把互相关和多重信号分类算法结合,引入到频域时延估计领域,研究了互相关MUSIC算法.利用互相关技术可消除非相关噪声,检测概率增加,减小了运算量.仿真结果表明,该算法具有较高的估计精度,较强的抗噪性和较强的鲁棒性,适用于电子对抗领域中的时延估计.     

An Adaptive Multiuser Chip-Rate Equalizer for CDMA Underwater Communication System

Direct-sequence code-division multiple access （CDMA） is considered for multiuser communication network in underwater acoustic channel, where extended multipath and rapid time-variability are encountered. To track and compensate the channel distortion, a decentralized hypothesis-feedback equalization （HFE） algorithm based on chip-rate update has been used[1]. But due to multiple access interference （MAI）, its performance suffers degradation. For this reason, successive interference cancellation hypothesis-feedback equalization （SIC-HFE） algorithm is proposed, which combines the capabilities of FIFE to track the time-varying channel and SIC implemented by cross-over feedback filters to cancel out the MAI effects between users. Simulation and experiment results show that the proposed algorithm can significantly improve the performance of asynchronous multiuser CDMA underwater communication system.     

多径瑞利衰落信道下一种改进的分布式MIMO-OFDM符号定时同步算法

为了在多径信道中实现精确的符号定时估计,提出一种利用后向搜索的方式来提高同步算法在多径信道下的性能。分析分布式MIMO-OFDM系统模型,在OVPSP算法的基础上进行改进,提出多径信道下符号定时的改进算法,能够在路径损耗严重的多径瑞利衰落信道下,实现分布式MIMO-OFDM系统的精确定时估计,并通过Matlab仿真进行分析。仿真结果证明：该方法比传统的符号定时算法精度提高了30%,能实现更为精确的定时,有较好的应用前景。     

短波通信传播路径损耗分段预测方法

针对短波通信在不同通信距离具有完全不同的传播机制问题,综合考虑短波信号受电离层反射、地面吸收等环境因素的影响,建立了一个包含传播损耗、阴影衰落、多径衰落和多径时延的短波分段信道模型。在此基础上,根据短波信号在天波段和地波段的传播特性,分别研究了信道模型在相应传播距离内的传播损耗参数计算方法,以及短波电台无法正常通信的盲区范围。数值仿真结果表明,本文损耗预测结果能够体现不同传播模式下的变化情况,并与ITU实测结果基本吻合。该结论可为短波通信系统性能评估、抗干扰能力预测和通信方案优化等提供理论参考。     

线阵中基于降维NC-MUSIC的非圆信号DOA估计算法

通信领域中非圆(NC)信号的波达方向(DOA)估计已经得到广泛的研究和应用。考虑到非圆信号的多重信号分类算法(MUSIC)计算复杂度较高,提出线阵中基于降维NC-MUSIC的非圆信号DOA估计算法。与传统的需要二维搜索的2D-NC-MUSIC算法相比,该算法只需要一维搜索,降低了计算复杂度。仿真结果表明,该算法优于传统的MUSIC算法,并且与2D-NCMUSIC算法的估计性能非常接近。     

基于矩阵重构的多径接收鲁棒波束形成算法

针对存在失配误差时多径信号接收中的信号相消问题,提出了一种新的多径接收鲁棒波束形成算法。算法对信号来波方向进行预估,进行区间划分,基于干扰加噪声协方差矩阵重构,去除了接收数据中的期望信号及其多径相干信号分量,得出了波束形成最优权矢量的显式解;仿真实验表明：当存在失配误差时,算法不仅能够有效地接收多径相干信号,而且可以抑制干扰和噪声,在输入信噪比较高的情况下依然保持较好的性能,得到较高的输出信干噪比;算法在期望信号和多径信号数量较少且分布相对连续的情况下,能有效解决多径信号接收问题,提高了波束形成算法对模型失配误差的鲁棒性。     

地雷场近地面环境下的脉冲超宽带信道测量与分析

为了研究脉冲超宽带(IR-UWB)信号在地雷场近地面环境中的传播特性,为该技术在未来地雷武器中的应用提供技术支持,在3种典型近地面传播环境下进行了实验测试。通过实测数据的处理,对接收信号特征进行研究,提出了基于能量比检测和多径分量判据相结合的分析方法,得出信道冲激响应并对信道主要参数进行统计计算及分析。计算结果表明,由于地面和周围地表障碍物对信号的反射作用,天线高度为0.3 m和0. 5 m情况下,传播路径损耗系数均小于自由空间,其数值范围为1.50~1.85;通过利用基于自适应截止门限设置的CLEAN算法得到的信道冲激响应,恢复的接收信号与原始信号的能量误差均小于30%,因此统计计算得出的信道参数符合实际传播环境特点,验证了数据处理方法的可行性和信道分析结果的正确性。研究成果能为脉冲超宽带近地面传播信道建模和实际应用提供参考。     

可适应稀疏度变化的非均匀范数约束水声信道估计算法

对于具有典型时频双重扩展特性的水声信道,利用其稀疏分布特性在估计算法中引入范数约束可提高信道估计性能。但当水声信道多径稀疏度变化时,经典的l₀或l₁范数约束由于缺乏对不同稀疏模式的适应性,将导致性能下降。通过引入非均匀范数约束自适应算法并对其进行收敛性分析,针对水声信道稀疏度变化利用该算法通过非均匀范数的形式提高适应性。不同接收深度水声信道的仿真及海上实验结果表明,该算法相对经典的l₀或l₁范数约束算法有较明显的性能改善。     

基于MFCC的OFDM信号子载波调制方式识别方法

针对多径信道下传统的OFDM信号子载波调制方式识别方法存在识别率不高,判决门限不易确定,子载波调制方式识别不全面等问题,提出一种基于MFCC的OFDM信号子载波调制方式识别方法.利用语音模型下的识别算法提取OFDM信号的MFCC特征参数,计算出各阶MFCC特征参数的平均标准偏差和平均变化率,并将两类参数的组合作为OFDM信号子载波调制方式分类特征量对子载波调制方式进行识别.仿真实验结果表明,该方法能够有效实现多径信道下OFDM信号子载波多种调制方式的识别,且识别性能优于传统方法.     

基于以太网的鱼雷声自导电信号半实物仿真系统

由于鱼雷作战水声环境的复杂性,鱼雷声自导半实物( HWIL)仿真成为实验室环境下声自导系统设计与性能评估的重要手段。提出了一种基于以太网的分布式半实物仿真系统,采用电信号注入法模拟目标／背景信号,介绍了其构成方法及工作原理;详细讨论了窄带点目标、窄带体目标、混响和海洋噪声等主要目标／背景信号的水声仿真模型;给出了使用流水线阵列处理的仿真信号源硬件系统设计,并提出了延时滤波算法实现了多路仿真信号源的实时同步输出。相应的信号仿真试验结果证明了采用电子注入法实现声自导半实物仿真系统的有效性。     

基于周期FRFT的对称三角LFMCW信号检测算法

对称三角线性调频连续波信号（STLFMCW）是一种常用的线性调频连续波信号,具有低截获概率性质。针对这一性质,提出了一种周期分数阶傅里叶变换（PFRFT）对对称三角线性调频连续波信号的检测算法;分析了对称三角线性调频连续波信号的PFRFT及其性质,并对无先验知识条件下的STLFMCW信号检测技术进行研究,给出了基于PFRFT的STLFMCW信号检测流程并进行性能分析仿真;仿真结果表明：该算法对STLFMCW信号有良好的检测性能,相比于FRFT,PFRFT更适合对STLFMCW信号进行处理。