电离层高精度高频多普勒频移参量的时域探测方法

针对电离层数字测高仪垂直探测中频域探测方法的不足,利用电离层回波信号相位测量分析和运算处理算法,开发并实现了一种时域探测方法,用于实时获取高精度高频多普勒频移信息.实验观测表明:新发展的电离层时域探测方法可以实时获得高精度高频多普勒频移参量,能够满足电离层小尺度扰动观测研究需要.     

基于回波相位的电离层虚高的实时获取与分析

指出了通过测量电离层反射回波的相位随频率的变化可以提高电离层虚高测量精度,分析了利用电离层回波相位进行虚高测量的基本原理以及利用电离层垂直探测中组合脉冲回波进行相位测量的实现方法,对电离层虚高进行了一系列测量实验.实验结果表明:基于回波相位的电离层虚高测量方法与回波时延测量方法相比,其虚高测量精度高10倍以上,这对精确反演电离层电子浓度剖面及电离层扰动精细结构研究有重要意义.     

采用高阶累积量的调频步进信号逆合成孔径雷达成像新方法

针对在调频步进信号逆合成孔径雷达(ISAR)成像中回波脉冲综合相参化变弱的问题,提出了一种高阶累积量(HOC)频域带宽合成方法.首先建立回波信号在噪声下的HOC表达式,然后对脉组内子脉冲间的误差相位进行估计,再合成一个大带宽线性调频信号,从而获得高分辨一维距离像,最后在方位多普勒域用距离瞬时多普勒方法获得高分辨ISAR图像.与传统方法相比,HOC方法可较好地用于在低信噪比下调频步进信号频带综合.仿真数据处理结果表明,HOC方法在信噪比低于5dB时,其成像效果明显优于传统方法.     

互补码在电离层探测中的应用

电离层探测仪一般采用m序列或Barker码序列调制的二相编码脉冲。但是这两种码元序列产生的编码脉冲信号经脉冲压缩后都存在较高的旁瓣。为降低脉冲压缩后信号的旁瓣,提出了在多普勒频移较低的电离层区域应用互补码作为二相编码脉冲的调制码元序列。互补码具有非常好的自相关特性,A序列和B码序自相关后相加,自相关和只有主瓣,不存在任何旁瓣。但是由于A,B相位编码脉冲并不同时发射,多普勒频移会降低互补码的脉冲压缩性能。仿真结果表明,当多普勒频移较低时,互补码相位编码脉冲回波脉压性能优越;但是当多普勒频移较高时,多普勒频移给A,B相位编码脉冲回波带来很大的相位差,使互补码脉冲压缩后指标严重恶化。     

基于Keystone变换的高速运动目标检测方法研究

高速运动目标脉间存在越距离单元走动,且多普勒频谱混叠,脉间相参积累困难.利用长时间的信号积累,来提高微弱高速运动目标在低信噪比下的检测性能理论上是一种有效方法,但积累时间长,使得目标回波越距离单元走动,相参积累更加困难.进行速度提前预估计的方法,能很好提高检测性能,但增加了技术难度,并且需要长的检测时间.本文研究一种改进的Keystone变换方法,该方法是通过计算不同模糊系数时的所有回波脉冲峰值位置的方差,记录下方差最小时的模糊系数,利用该模糊系数,结合运用SINC函数插值实现的变换方法.该变换方法不受目标回波积累时间的限制,无需预先估计目标速度,可同时实现解多普勒模糊和补偿距离走动.仿真结果表明,与进行匹配滤波后相参积累的方法相比,结合最小方差法和Keystone变换的方法,能有效补偿距离走动,去除多普勒模糊,有效提高了高速运动目标回波脉冲积累的信噪比,改善了雷达的检测性能.     

基于相位编码脉冲压缩体制的电离层探测系统

设计了基于相位编码脉冲压缩体制的电离层斜向返回探测系统.通过对系统特殊回波特性和探测需求的分析,讨论了整机系统信号处理的工作流程和具体设计方法,阐述了该系统基于虚拟仪器总线的高速实时信号处理实现.研究结果表明.信号处理的实现使整机系统具备处理速度快、软件化程度高等特点,在实际电离层探测中的测量数据表明.该系统可达到探测功率小、距离远等预期效果.     

基于导航卫星反射信号的距离-多普勒图信噪比增强算法

利用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)与地基接收机构成的双基地雷达探测水上目标,是监测水上交通的新兴手段。利用由地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星反射信号生成的距离多普勒(range-Doppler,RD)图来实现目标探测。为了提高RD图中运动目标回波信号的信噪比,提出了一种增强回波信号能量的算法。该算法首先将相邻距离元和多普勒元上的回波信号通过距离补偿和多普勒补偿搬移到弱回波信号的位置,然后通过信号累加提高回波信号的能量,从而达到增强信噪比的目的。描述了探测长江货轮的实验,实验结果表明经增强算法处理后,运动目标回波信号的信噪比平均提高了4 dB左右。这一结果验证了利用北斗GEO卫星探测水上目标的可行性。     

基于航迹检验的雷达检测前跟踪新算法

针对在低信噪比环境下雷达目标检测的问题,提出了一种基于航迹检验的检测前跟踪方法.该方法利用航迹检验和能量积累检测双重检测方法,在目标运动信息未知的情况下,在多脉冲回波间估计目标运动参数,获取目标航迹并沿着目标航迹的进行非相参积累,有效地积累目标回波能量,改善了积累后的信噪比,提高了检测性能.通过仿真表明,在目标匀速和匀加速运动时,该方法都具有较好的检测性能,与其它检测前跟踪方法相比,该方法鲁棒性更好.     

基于小波分析的高频地波雷达电离层杂波抑制

针对高频地波雷达电离层杂波,提出了一种新的抑制方法.该方法引入虚拟跳频技术,并与小波分析相结合,更好地进行了杂波抑制.通过频率虚拟跳变去除相邻回波脉冲间的相关性,人为地多次调整相位序列,起到统计平均的作用,而且可以配合小波变换中尺度参数和平移参数的调节,弥补单纯利用小波分析的不足.实测数据处理结果表明,该方法对电离层杂波具有很好的抑制效果.     

天波雷达弱目标检测的知识辅助DP-TBD方法

提出一种知识辅助动态规划检测前跟踪(KA-DP-TBD)方法.在天波雷达弱目标的检测中,联合多帧回波数据积累能量,先单帧数据做常规信号处理,再用距离-多普勒平面上目标的运动特征及目标运动的统计特性为辅助知识,在下一帧能量积累时选择在合理的关联区域内进行动态规划积累,排除不符合目标运动特性的积累区域的强噪声对检测结果的影响,提高雷达在复杂多变的外界干扰环境及非平稳的电离层传播环境中的检测概率,在提高弱目标检测性能的同时减小了运算量,工程可实现性较强.仿真分析和实测数据处理结果验证了该方法的有效性.     

多普勒频率偏置LFM信号的模糊函数分析

线性调频（linear frequency modulation , LFM）信号是研究最早、应用也最广泛的一种脉冲压缩信号,当LFM回波信号有较大的多普勒频移时,匹配滤波器仍能起到良好的脉冲压缩作用,这使得多普勒频率偏置技术得以应用。由于需要对发射信号进行多次周期扫频来获得目标的速度信息,本文根据模糊函数定义推导了多周期多普勒频率偏置线性调频（Doppler frequency shifted linear frequency modulation, DFS-LFM）信号的模糊函数以及不同DFS-LFM信号的互模糊函数,并对DFS-LFM信号参数与雷达距离和多普勒分辨性能进行了分析。分析结果表明,多周期LFM信号进行多普勒频率偏置后,分辨性能不受影响;对于多个不同多普勒频率偏置的LFM信号,距离和速度分辨能力不受影响但其最大不模糊多普勒谱宽发生改变且与频率偏置间隔有关。当多普勒频率偏置间隔大于目标最大多普勒频移时,既不会影响目标的多普勒速度分辨性能,又能充分利用多普勒频谱,降低了系统对工作频率及带宽的要求。     

多普勒信号频域压缩算法中最佳时窗长的选择

研究基于短时傅里叶变换（STFT）的可变窗长的多普勒信号的频域压缩算法中最佳时窗长度的选择问题，提出了根据系统压缩倍数的要求及信号的局部平稳性，选择STFT时间窗长度的可变窗长的频压缩算法，并得到其简化的二窗法频域压缩算法，仿真结果表明，与固定窗长法相比，二窗法频域压缩算法克服了取固定窗长度时存在的偏差较大的问题，取得了比较满意的仿真结果。     

一种新型的二相码脉压系统

该文研究一种新型脉压系统,该系统的压缩输出与初相、多卜勒频率无关。最后研究了非理想相检器对压缩性能的影响,给出了仿真结果。     

基于稀疏脉冲采样的低复杂度血流速度估计算法

双模超声广泛用于医学临床诊断,其中B模式脉冲用于成像,多普勒脉冲则用于血流速度估计。数据采集时间在两种模式之间共享。为了提高B模式图像的更新频率,需要减少多普勒脉冲数量,即发射稀疏多普勒脉冲进行血流速度估计。然而现有的适应稀疏脉冲采样算法,如迭代自适应算法、稀疏贝叶斯法以及基于阵列虚拟拓展的子空间类方法,计算开销巨大,难以满足实时成像的要求,且在稀疏度大的情况下会产生明显的伪影。为此,文中提出了一种基于稀疏脉冲采样的低复杂度血流速度估计算法。根据超声多普勒回波信号是由血红细胞的散射产生,具有强相干、信源个数时变的特点,文中首先从子空间角度解析了伪影的成因,并验证了包含均匀脉冲的稀疏发射脉冲排布方式可以有效地抑制伪影;然后以均匀脉冲回波构建协方差矩阵,并进行空间平滑获取特征值,以较大特征值的个数和相互的比值作为标准,判断血流不同时刻的频率分布特征;最后以此频率分布特征为标准,自适应采用B-MUSIC算法或TBVAM算法进行血流速度估计,以降低算法的复杂度。Matlab仿真和人体实测数据的实验结果表明,该算法在极大地减小计算复杂度的同时,可以获得较为连续、清晰且伪影抑制效果较佳的血流速度估...     

一种面向脱靶量测量的多普勒信号的压缩算法

研究脱靶量测量中的多普勒信号的实时压缩问题．通过对作匀速直线运动目标的多普勒信号特征的分析，提出了一种基于短时博里叶变换(STFT)的多普勒信号的频域压缩算法，并讨论了根据重构信号，由高分辨力谱估计及非线性最小二乘拟合进行脱靶量测量的问题．     

相位编码信号的多普勒补偿

在相位编码脉冲压缩技术中 ,各种码都存在着多普勒失配问题。在分析产生多普勒失配原因的基础上 ,提出了一种新的处理方法。该方法可以从根本上改变相位编码对多普勒频移的敏感性 ,与传统的脉压方法相比 ,有较大的多普勒容限带宽     

基于DMTD多普勒补偿的互补码脉冲压缩

为解决相位编码脉冲压缩信号的旁瓣导致大目标信号的旁瓣覆盖小目标,降低雷达对小目标的检测能力,提出一种基于数字动目标检测(DMTD)的交替发射互补码的方法,对正码和补码回波分别做MTD,然后分两步进行相位补偿,并分别脉压和叠加(去旁瓣). 该方法能有效地补偿多普勒频移和分时发射导致的相位差,保持了脉压后正码和补码回波信号旁瓣的互补性. 由于是交替发射正码和补码,能有效降低目标RCS的角闪烁导致的回波能量起伏带来的影响. 以四相互补码为例进行了仿真,结果表明,该方法补偿了由于分时发射造成的互补码之间的初始相位差,脉冲压缩后对互补码进行叠加,得到了低旁瓣的脉冲压缩结果.      

不同DDF构成的MZI的光脉冲压缩特性比较

比较了3种不同色散递减类型光纤构成的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的先脉冲压缩特性．结果表明：考虑高阶效应时,各种色散渐减光纤构成的MZI的脉冲压缩比例较大,脉座能量也大,对数渐减光纤构成的MZI压缩脉冲质量最好;不考虑高阶效应时,也是对数渐减光纤构成的MZI的压缩脉冲质量最好．     

脉间码捷变相位编码脉压雷达波形设计

本文研究了脉间码捷变相位编码脉压雷达波形设计问题。提出了一种波形优化准则,这一准则是对同时考虑四个波形参量,即波形自相关旁瓣能量和旁瓣峰值,互相关能量及峰值的最佳折衷。本文给出了一种得到最佳码集的算法,并在码集尺寸k=6和k=32的情况下给出了优化计算结果。