基于可移动单元的智能反射面辅助近场定位技术

RIS在提高感知系统可靠性方面具有广泛的应用前景。同时,可移动天线技术可以利用天线的局部运动,动态地改变发射机和/或接收机处的天线位置,以优化信道条件,提高通信性能。因此,将可移动天线技术引入RIS,通过充分利用无线信道在有限区域的空间变化,进一步实现智能可控的无线信道传播环境。基于此,研究了一种基于可移动单元的智能反射面辅助近场定位技术。首先,提出了基于近场模型的最大似然定位算法,并推演出衡量定位性能的CRLB。然后,提出了一种基于投影梯度下降的交替优化算法,实现智能反射单元动态位置和波束赋形的联合优化,以获得RIS用于定位的优化结构和相位配置。仿真结果表明,与传统固定单元的RIS相比,通过灵活调整RIS反射单元的拓扑结构,获得更好的信道条件,能够显著降低用户位置估计的CRLB,提高系统的定位性能。     

宽带多普勒声纳信号波形设计

宽带多普勒声纳相对窄带多普勒声纳提高了测速精度,并已广泛应用于多种载体的导航。为了研究其提高精度的机理和设计波形,从海底回波特性出发,从频域推导了窄带多普勒声纳的克拉美-罗界;利用重复相位编码信号的等效时域形式推导了宽带多普勒声纳的克拉美-罗界,分析了引起单波束测速误差的因素以及宽带相对窄带提高精度的原因;最后对波形参数与精度的关系进行了分析并给出了波形参数选择方法。数字仿真表明了理论分析结论的正确性。     

基于TDOA/FDOA多星联合定位误差与卫星构型分析

针对多星定位系统对地面静态目标的无源定位误差分析问题,运用Fisher信息矩阵、Taylor级数、矩阵理论和统计理论,综合考虑时差、频差、卫星位置误差以及卫星速度误差,推导了到达时间差（time difference of arrival,TDOA）/到达频率差（frequency difference of arrival,FDOA）联合定位误差克拉美·罗界（Cramer-Rao lower bound,CRLB）的简单表达式,以及三星单独TDOA定位误差的CRLB,进而给出了避免TDOA定位盲区的良好卫星构型设计的充分条件.理论分析与仿真结果表明:在单独TDOA定位场景下良好的构型能完全消除定位盲区,定位精度随主星-星下点连线与主星-副星连线的夹角逼近90°而逐渐提高;通过引入FDOA与TDOA联合定位也能有效避免定位盲区,提高定位精度.     

基于自相关函数相位的正弦信号频率估计新算法

针对加性高斯白噪声的正弦信号,提出了基于自相关函数相位的频率估计新算法。首先,推导了一种新的自相关函数相位的频率估计式,然后,针对频率估计范围与频率估计精度之间的矛盾问题,提出了一种消除相位模糊的方法。算法分析与仿真结果表明,在信噪比高于6 dB时,估计方差接近克拉美罗下界(CRLB),与TSA算法相比,在估计性能相同条件下,具有更低的计算量,便于工程实现。     

基于参数转移的岸-舰双基地波超视距雷达发射阵幅相扰动估计

 岸-舰双基地波超视距雷达采用岸基阵列发射不同载频的信号进行几乎全向辐射,舰载单根天线接收,接收端利用综合脉冲孔径技术得到等效发射方向图.本文结合该雷达系统特点,利用接收到的直达波信号,提出基于参数转移的幅相扰动估计方法.该方法引入新的未知量,通过参数转移,将由接收站方位误差引起的相位扰动估计误差转移到新的未知量中.论文详细推导了基于参数转移的发射阵幅相扰动估计模型以及幅相扰动估计的克拉-美罗界.计算机仿真表明了所提方法的有效性.     

一种低复杂度线性调频信号参数估计算法

为降低线性调频(LFM)信号参数估计的复杂度,该文提出一种二次估计算法。首先通过短时相干积分与非相干累加对频率斜升和起始频率进行预估计;然后以预估计结果为中心,利用多路并行部分匹配滤波快速傅里叶变换(PMF-FFT)和二次插值对参数进行精确估计;最后综合预估计和精确估计结果得到参数的最终估计值。仿真结果表明,该算法信噪比门限较低,估计精度接近克拉美罗下界,其计算复杂度和资源消耗均远低于频率斜升试探算法和插值联合估计算法。     

双频雷达动目标近场定位算法

利用双频雷达对运动目标进行定位现已受到广泛关注。虽然已有文献对双频雷达进行了一些研究,但这些方法都是基于远场假设的。因此,提出了一种简单的基于菲涅耳模型的利用单站双频雷达进行近场定位的新方法。有别于现有方法需要联合搜索或者需要复杂的矩阵运算,该方法仅使用简单的代数运算就能提供闭式解,可直接应用于低成本的嵌入式设备。此外,推导了单站双频雷达定位问题的克拉美罗下界（CRLB）,为性能评估提供了基准。仿真结果验证了该方法的有效性。     

提高MIMO雷达估计性能的稳健波形优化设计

多输入多输出雷达的波形优化基于初始参数估计值,通常对参数估计误差较敏感。稳健波形设计通过将参数不确定性显式包含进优化问题以减轻敏感性。基于克拉美-罗界,在参数不确定凸集上考虑改善最差参数估计性能的稳健波形优化问题。提出一种优化波形相关阵的迭代算法以改善最差参数估计性能。迭代中的每步都可通过凸松弛求解。仿真表明,相对于不相关波形,所提方法可显著提高最差参数估计性能。     

双向DFT对称补偿测相法

为提高给定数据长度下的相位估计精度,该文提出双向DFT对称补偿测相法。该方法对样本做前向和后向两次DFT变换,再从前、后DFT谱的对称峰值谱位置做谱综合而提取出中心样点的精确相位信息。基于此,推导出了相位估计方差的闭合理论表达式,仿真实验验证了该表达式的正确性,并且证明了该文方法的相位估计方差处于全相位FFT(apFFT)估计法和两参数克拉美罗限(CRLB)之间。该文方法测相精度高,具有广泛应用前景。     

一种基于窄带信号多普勒频率测量的运动目标直接定位方法

相比于常规的两步定位方法,目标直接定位方法具有更高的定位精度,但现有的直接定位方法主要是针对静止目标所提出的,并具有较大的运算量.本文提出了一种针对匀速运动目标的多普勒频率直接定位方法.文中首先基于最大似然准则推导了直接估计目标初始位置和运动速度的优化模型,针对该优化模型是以矩阵特征值的形式给出而难以数值求解的问题,提出了一种基于矩阵特征值扰动定理的Newton型迭代算法,该算法可以避免多维参数网格搜索所导致的庞大运算量.此外,文中还推导了关于目标初始位置、运动速度以及运动航迹估计的克拉美罗界的闭式表达式.数值实验表明新方法的目标位置估计方差可以达到克拉美罗界,并且具有较少的运算量.