基于相参积累的宽带跳频信号时差和速度差联合估计方法

运动多站无源定位场景下,宽带跳频通信信号载频跳变会产生变化的多普勒频移,从而导致无法直接估计多脉冲跳频观测信号的多普勒频差,而单跳信号的时频差估计精度又不能满足定位要求。针对该问题,本文提出了一种跳频信号多脉冲相参积累的时差和多普勒速度差联合估计算法。首先对宽带跳频观测信号建立时差-多普勒速度差模型,然后对脉冲对的频域共轭积补偿相位后累加求和,最后通过代价函数的二维峰值搜索求得跳频信号时差和多普勒速度差估计值。仿真结果表明,本文所提方法相比于单跳方法和多脉冲非相参积累方法,估计精度提升显著且在中高信噪比条件下能够贴近CRLB,验证了所提方法的正确性与精度优势。     

基于互模糊函数的宽带信号时差估计

提出了一种新的高精度时差估计算法。传统的直接互相关测时差法,在低信噪比时的测量精度较差,不能满足高精度估计的要求。这种基于互模糊函数的算法与传统的直接互相关法相比,更适用于低信噪比情况下的时差估计。     

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.     

基于互模糊函数的快速时差频差联合估计

针对无源定位中的时差频差联合估计问题,利用内积公式推导出了基于互模糊函数的时差频差联合估计公式,并提出了相应的快速实现算法。其中通过适当变换互模糊函数计算公式,将传统的二维时差频差搜索算法变为对信号内积进行快速傅里叶变换,然后对变换后的数据进行二维搜索,大大提高了时差频差联合估计的速度,降低了运算量。通过重构离散傅里叶变换项,并进行近似,进一步降低了运算量。仿真结果说明,两种算法都能得出准确的结果,改进的算法计算时间更少。     

基于互模糊函数的宽带信号时差估计

提出了一种新的高精度时差估计算法。传统的直接互相关测时差法，在低信噪比时的测量精度较差，不能满足高精度估计的要求。这种基于互模糊函数的算法与传统的直接互相关法相比，更适用于低信噪比情况下的时差估计。     

跳频相参脉冲串信号的模糊函数

相参宽带脉冲串信号可以同时获得雷达目标距离上和速度上的高分辨率,在实际雷达中广泛应用。模糊函数是研究雷达信号的有效工具,可以设计信号的参数以及信号的处理方法。从模糊函数出发,推导了统一形式的跳频相参脉冲串信号模糊函数,分析了其物理概念和结构特点,着重研究了信号参数对信号模糊性和分辨特性的影响;并利用模糊函数详细讨论了频率步进信号、Costas编码跳频信号和随机跳频信号的模糊性和分辨特性。     

CDMA信号时差频差联合估计算法研究

针对CDMA信号时域频域同时重叠的特征,分析了不同用户的时差分布对互模糊函数计算的影响,总结了直接互模糊相关法的不足之处。在此基础上,提出了一种解扩后互模糊相关算法,并将其与直接互模糊相关算法进行性能比较,推导了解扩后互模糊相关对信噪比的改善值。仿真结果验证了解扩后互模糊相关算法具有抑制其他用户干扰和改善输出信噪比的优点。     

多载波基带信号相参时差估计算法与分析

时差估计精度与信号在频域上的分布情况以及信号能量和噪声有关。多载波信号的频率信息和能量在频域上分布区间大,通过多载波信号的相参积累,可以有效利用信号在整个区间内的频域信息和能量来提高时差参数的估计精度,克服单载波信号带宽窄能量低导致的时差估计精度不高的问题.本文针对多载波基带信号的时差估计问题,在单载波基带信号互相关函数分析的基础上,推导了多载波基带信号互相关函数,并分析了其相位关系,通过相位补偿实现了多载波基带信号互相关函数的相参积累,并理论分析了多载波信号时差参数估计性能与信号各参数的关系。蒙特卡洛仿真表明,提出的多载波基带信号相参时差估计算法性能明显优于单载波信号的估计性能,性能改善情况与理论分析一致。      

对跳频信号时差测向技术研究

主要针对跳频信号时差测向进行研究,介绍了时差测向的基本原理,其关键在于对时差的测量,因此主要工作即为对跳频信号进行时差测量。基于信道化方法对跳频信号进行时差估计具有较高的精度,可以在FPGA中实现。     

基于模糊函数频率轴投影的CDMA信号时/频差估计

对地面辐射源的定位可以通过估计两颗卫星接收信号的时差和频差来实现。CDMA信号具有带宽大、数据长的特点,传统的时差和频差估计方法运算量大,难以实时处理。利用CDMA信号模糊函数具有图钉型的特点,对两路CDMA信号的模糊函数在频率轴上进行投影,根据投影峰值位置估计两路CDMA信号中各用户的频差,再对信号补偿频率后通过一次相关估计各用户的时差。由于模糊函数在频率轴上投影的计算可以通过若干次FFT快速实现,因此本文提出的算法相对传统的二维搜索模糊函数峰值的算法运算量显著降低。仿真结果表明,该方法能够快速精确地估计出CDMA信号中各用户的时/频差。     

基于模糊函数的直接序列扩频信号参数估计改进方法

分析了基于模糊函数的直接序列扩频信号参数估计方法,研究了该方法在低信噪比环境下针对信号码元传输速率、码片周期等参数估计结果的有效性.在此基础上,提出了一种利用ANFIS(自适应神经模糊推理系统)网络先行去噪,再进行信号参数估计的改进方法.计算机仿真结果证明了这一改进方法的有效性.     

一种基于DTTB信号的无源相干雷达模糊函数快速算法

(基于无源相干定位技术的外辐射源雷达通过计算参考信号和回波信号的互模糊函数实现目标距离和速度的检测。然而互模糊函数直接计算时的计算量很大,难以满足实时性要求。针对这一问题,该文基于中国国家标准DTTB(Digital Television Terrestrial Broadcasting)信号,从互模糊函数时延遍历和多普勒频率遍历两类快速计算方法出发,提出首级使用矩形窗作为抽取滤波器的多级抽取方法。与直接计算和不进行抽取滤波的快速方法相比,该文方法计算量可分别降低3个数量级和1个数量级以上。该文进一步对比分析了信号长度不同时两类快速方法的计算量,为实际应用中计算方法的选择提供参考。     

一种基于差分相干积累的扩频信号开环同步捕获方法

将全数字接收机的结构引入到扩频接收机中,用一种前向的并行处理结构来代替传统码延迟锁定环的反馈结构,采用差分相干积累的方法捕获低信噪比扩频信号的伪码相位.仿真结果表明,这种方法能快速可靠地捕获低信噪比扩频信号的码同步,可以应用于开环的全数字扩频接收机中.     

基于高阶小波累量的时间延迟和多普勒伸缩联合估计

基于小波的宽带互模糊函数可用来对宽带信号的时间延迟和多普勒伸缩进行联合估计,但它不能抑制相关高斯噪声.本文结合小波和高阶累积量,给出一种四阶小波累量的定义,并在此基础上提出一种基于高阶小波累量的宽带互模糊函数算法,该算法能克服传统算法的不足,可用于相关性未知的高斯噪声环境.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于循环谱的直扩信号到达时差估计

以循环谱理论为基础,分析了直扩信号在平稳噪声及窄带干扰情况下的循环统计特性,研究了直扩信号的到达时差估计模型和提取方法。在单一循环频率的基础上,对算法进行改进,提出了全相干循环估计器的到达时差算法。通过计算机仿真,验证了改进算法不仅对信号具有选择能力,而且较单循环估计器和传统互相关方法具有更强的抑制噪声能力。最后通过仿真得到了估计性能曲线,验证了理论的正确性。     

基于PHAF的多普勒参数估计

在通常情况下,多普勒参数是影响SAR成像质量的主要因素。目前,估计多普勒参数的算法主要有Mapdrift、相位梯度自聚焦以及对比度最优自聚焦等自聚焦算法,这些算法有一个共同的缺点,不能估计并补偿高阶多普勒参数。该文通过基于乘积型高阶模糊度函数(Product High-order Ambiguity Function, PHAF)算法来估计多普勒参数的新方法,该方法无需利用惯导数据预先计算多普勒调频斜率初值,可与杂波锁定并行完成,并且具有估计高阶多普勒参数的能力。仿真实验比较了PHAF和MapDrift分别在小信噪比,存在高阶误差时的自聚焦能力。结果说明该算法计算量小、鲁棒性强、估计精度高,在小信噪比情况下仍可得到较准确的估计结果。最后给出的成像结果说明该文提出的算法能够大大改善成像分辨率。     

无源雷达GSM信号模糊函数研究

以基于GSM的无源雷达系统为背景 ,研究了GSM信号的模糊函数 ,特别是针对GSM信号的调制特点 ,采用MSK代替GMSK调制的近似分析方法得到了一种时延和频移向模糊函数的解析表达式 ,为现有GSM信号作为雷达信号在目标检测、参数估计和杂波抑制等方面提供了一定的理论参考     

基于多组重频相参积累的多普勒解模糊方法

脉冲多普勒体制雷达一般需要对多组不同脉冲重复频率(PRF)的脉冲组分别进行处理和检测,该文研究了多组PRF相参积累的方法,将不同PRF的脉冲组作为一组进行处理,使各PRF脉冲组回波能够相参积累,只需要对一帧数据进行检测即可解模糊,改善了传统方法由于分别检测造成低信噪比时检测性能较差的问题。分析了各参数对检测结果的影响并以处理结果的主副瓣比作为适应度评价值,通过遗传算法快速搜索满足需要的参数组合,减少了搜索数目。仿真实例说明了使用遗传算法可有效获得具有优良性能的参数组合,不仅检测性能得到有效提升,还较大幅度地降低了成功解模糊所需的信噪比。