APPLICATION OF THE PML ABSORBING BOUNDARY CONDITION TO FD-TD SIMULATION

The key problem of finite-difference time-domain (FD-TD) method is the skillful application of special conditions on the boundaries of the computational domain. A new technique named Perfectly Matched Layer(PML) yields a robust Absorbing Boundary Condition(ABC) independent of the angle of incidence and the frequency of outgoing waves. In this paper, the principle of the PML technique is briefly presented. Then some problems in the application and their settlements are discussed emphatically. Finally three numerical tests and a measured result are devoted to examine the accuracy and effectiveness of this approach.     

数字波形匹配的导航信号载波精密同步方法

导航信号质量评估中,为了避免中频采样下变频处理带来的非线性失真,采用微波直接采样信号.但是由于数据量庞大,传统的载波同步方法实现困难.针对这个问题,提出一种采用匹配滤波技术的载波精密同步方法.首先,用大步进量产生一系列初相不同的伪随机码调制本地波形,伪随机码与导航信号相同,对采样的导航信号进行匹配滤波,根据匹配滤波输出结果确定导航信号载波相位的粗估计值,进行载波粗剥离.然后进行导航信号的伪随机码同步,以载波相位粗估计值为中心,在一定范围内以更精细的步进量进行载波波形匹配,实现载波精密同步.最后对算法进行仿真,仿真结果表明提出算法实际可行,载波同步精度高,载波频率为L波段时,选择合适步长,同步误差可小于0.01弧度.     

利用北斗反射信号探测目标的初步实验

通过实测海杂波数据,研究了海杂波的统计特性,实测数据拟合结果表明,弱海杂波的概率密度分布函数服从瑞利分布;强海杂波概率密度分布呈现较强的非高斯特性,该试验实测数据拟合结果为对数正态分布,因此强海杂波背景下小目标检测,常规恒虚警检测器性能受到限制。同时采用了常规单元平均恒虚警与自适应匹配滤波两种方法进行目标检测,通过结果对比可以得出,对于强杂波背景下小目标,自适应匹配滤波的方法能检测出更多的目标点迹,检测性能较常规单元平均恒虚警好。     

小波改进最大平均相关高度法实现畸变目标识别

为了解决图像匹配识别中复杂背景下畸变目标无法准确识别的问题,结合墨西哥帽( Mexican Hat)小波母函数重新设计了最大平均相关高度(MACH)滤波器,得到墨西哥帽-最大平均相关高度(Mexican Hat-MACH)匹配滤波器进行复杂背景下畸变目标的识别.为了平衡墨西哥帽-最大平均相关高度匹配滤波器的各项性能,需...     

声波数值模拟中改进的非分裂式PML边界条件

如今完全匹配层(PML)吸收边界条件被认为是最好的吸收边界条件,但常规PML吸收边界条件存在变量个数多、计算存储量大、编程复杂以及场源靠近截断边界时吸收性能有所下降等缺点。本文推导出一种适用于声波方程改进的非分裂式(NPML)吸收边界条件。该方法基于非分裂式PML吸收边界条件,采用复频移伸展函数,将PML介质中的波动方程分解为正常项和衰减项并单独进行迭代更新。分析和试验结果表明该方法应用于声波数值模拟时不但具有优良的吸收衰减性能,而且有计算方程简单、编程实现容易、PML辅助变量占内存小等优点。     

适用于短码捕获的匹配滤波器的实现结构

扩频码（伪随机码,PN码）捕获是扩频通信中扩频码同步的一个重要环节,基于匹配滤波器的捕获方法具有捕获时间短的优势,比较适合短码的捕获和实时通信的场合。为解决数字匹配滤波器资源占用多的问题,根据扩频码取值的双极性特性,针对数据过采样的应用场合,提出了一种基于FPGA实现的数字匹配滤波器的结构。该结构为两级滤波器形式,无乘...     

基于FFT校频的分段匹配滤波器性能分析

为了对动态PN码捕获中使用的分段匹配滤波器的设计进行指导,在建立其数学模型的基础上,分析了分段数、FFT点数与载波频偏对滤波器性能的影响。结果表明,增加分段数可以减小载波频偏对相关峰的影响;增加FFT点数可以提高频偏校正的精度;在环境噪声为高斯白噪声情况下,存在最佳的分段数和FFT点数组合,可以用最小运算量达到最佳捕获效果。     

航天扩频测控系统中伪码捕获方法研究

 针对航天扩频测控系统的捕获需求,提出一种能够降低谱峰衰减且具有较高频率估计精度的FFT伪码捕获方法.在部分匹配滤波过程中采用汉宁窗对数据加权后再累加,以减小谱峰衰减.采用插值FFT估计多普勒频率,以提高频率估计精度,根据不同测控环境下伪码捕获的特点,分析比较了抛物线插值法和改进的Rife法两种插值算法.理论分析和仿真结果表明,改进方法能够减小FFT输出的峰值衰减,提高多普勒频率估计精度.     

CPML在3维HIFFDTD算法中的实现

文中将CPML引入3维弱无条件稳定算法HIE-FDTD中,详细推到了CPML在3维弱无条件稳定HIE-FDTD中的差分公式.为了验证CPML在3维HIE-FDTD中的吸波性能,建立了数值计算模型,并将CPML的吸波性能同其它几种常用的吸收边界条件进行了比较.结果显示,当将CPML层数设置为8时,其最大反射误差为-72 dB,远低于传统FDTD方法的反射误差.另外,当匹配层参数设置为α=0.05,可以在一个较大范围内选取κmax和σmax来实现最佳误差,从而使得在选值时易于预测反射情况.     

提高高频雷达带宽的多载波技术研究

天波雷达工作在高频段,其工作带宽受电离层特性和人工信号干扰的限制,工程信号带宽一般只有十几千赫兹。利用多输入多输出(MIMO)原理,研究发射一组正交多载波调制的带宽为十几千赫兹的线性调频(LFM)信号照射目标,在接收端经匹配滤波和等效发射波束成形技术重建这一组回波信号成宽带信号,以增大雷达系统信号带宽。理论分析表明:在不考虑高频雷达多模多径情况下,发射N个频率间隔f_p=B的正交多载波调制LFM信号,在接收端采用匹配滤波和空时信号处理技术,将使接收信号带宽提高大约N倍。采用Watterson短波信道模型的仿真结果验证了理论分析的正确性。这表明在高频雷达多径环境不严重时,采用该方法可以提高雷达的距离分辨力。