频域宽带波束形成算法

宽带线性调频信号应用于相控阵雷达系统时,需采用宽带波束形成处理抑制宽带干扰.宽带波束形成会对线性调频信号的脉压结果造成影响,该文提出一种频域宽带波束形成算法,对数据先做快速Fourier变换再分频率柜进行宽带波束形成,在保证脉压处理性能的同时控制了运算量.该算法的运算量只有滑窗方法的10%左右.仿真结果表明: 该算法能有效地进行宽带波束形成抑制宽带干扰、保证脉压结果的性能.该算法更适合实时性要求高的相控阵雷达应用中.     

一种宽带脉冲信号检测算法

提出了一种能够实时检测雷达脉冲信号的自相关算法。相对原有相关算法,该算法提高了窄带脉冲信号脉宽和到达时间的测量精度,并具备对宽带脉冲信号检测和时域参数估计的能力,且易于硬件实现。讨论了不同信噪比下使用最优门限能够达到的测量精度,并将该算法在FPGA中实现。仿真结果证明该算法在实时处理环境中具有较好的检测性能。     

CDMA系统中的线性多用户检测算法

多用户检测技术是第三代及第三代以上移动通信系统中的关键技术。本文在研究传统多用户接收机的基础上,分析了线性多用户检测中的两种常用算法解相关检测和最小均方检测算法的原理,并借用Matlab仿真平台对其性能进行仿真分析,最后对多用户检测技术的发展进行展望。     

新型多通道并行宽带数字雷达侦察接收机设计

针对现代雷达侦察接收机对ADC高采样率要求的难题,给出一种新的信号采集系统方案。利用多个低速率ADC并行采样,通过自适应波束形成算法对信号的频谱进行恢复,从而获取完整的信号频域信息。根据雷达侦察接收机的实际工作条件以及对实时性要求,对频谱恢复算法进行了性能优化和参数计算,并对算法进行了仿真。算法仿真结果和雷达信号处理机硬件测试结果表明,能够有效地提高侦察接收机的带宽,并且得到较好的频谱分析结果,能够广泛的应用于宽带数字雷达侦察接收机系统中。     

基于频率步进的宽带分布式全相参雷达

系统时间同步是宽带分布式全相参雷达的核心问题之一,但现有的时间同步技术无法满足其同步精度需求.本研究基于频率步进信号提出了一种宽带分布式全相参雷达时间同步方法.分析了时间同步误差对系统相参性能的影响;提出了采用频率步进信号代替线性调频信号的时间同步方法.理论分析表明,该方法能够极大地减小时间同步误差对相参性能的影响,进而降低对时间同步精度的需求;通过仿真分析验证了本方法的有效性.      

压缩感知在宽带雷达信号处理中的应用

高分辨雷达成像系统在当今的军事和民用方面都有着广泛的需求,高分辨率成像需要发射宽带的雷达信号,然而根据奈奎斯特采样定理,信号带宽的增加又使得雷达系统面临高采样率、高传输率、大数据量存储以及信号实时快速处理等问题.压缩感知(CS)理论通过构造非相关测量矩阵,以远低于奈奎斯特采样率的速率获得一组测量值,通过重构算法对信号进行精确的重构.压缩感知理论应用的前提是信号的稀疏性,关键是测量矩阵和稀疏度之间的关系,重要支撑是重构算法.本文对压缩感知原理进行了简要介绍并针对雷达常用的线性调频信号提出一种稀疏基构造方案.同时,利用matlab构造了线性调频信号模型并对压缩感知处理线性调频信号的采样重建过程及应用于二维成像的过程进行了仿真.本文也研究了不同重建算法并进行了各个算法间的效果比较.仿真结果表明,在宽带雷达回波信号的处理过程中,压缩感知能通过降低采样率有效缓解回波数据的存储和传输的压力,这一点在宽带雷达目标检测中应用前景广阔.     

基于压缩感知的新型宽带频谱协作检测算法

针对认知无线电领域现有的宽带频谱检测技术在低信噪比情况下检测性能不足的问题,提出了一种新型的基于压缩感知的宽带频谱协作感知算法。该算法依据无线通信信号在循环谱域具有独特的稀疏特性,首先从信号相关函数的压缩采样中获取循环谱的观测值,然后利用稀疏自适应同步匹配追踪协作重构算法重构出整个宽带内所有信号的循环谱。仿真结果表明：该宽带检测算法在低信噪比和瑞利衰落信道条件下,具有较好的检测性能。同时,与以往经典的重构算法相比,该算法中提出的稀疏自适应同步匹配追踪协作重构算法在重构精度和算法复杂度等方面都有较大的提高。     

基于脉冲压缩的宽带数字接收机设计

针对传统宽带数字接收机存在跨信道问题以及在低信噪比下检测能力差、对宽带同时到达信号处理能力差的缺点,提出一种基于脉冲压缩的新型宽带数字接收机结构进行雷达信号的截获及脉冲描述字参数的提取.将基于脉冲压缩的接收机结构从模拟域扩展到离散域,推导出信号经过数字压缩接收机后的数字离散形式.新型接收机结构采用线性调频信号与接收信号混频得到混频信号,将混频信号送入数字延迟模块进行卷积运算得到输出的脉冲尖峰.新型接收机结构本身不存在跨信道问题,并且可以有效地处理低信噪比环境下的信号及同时到达信号.通过推导给出输入信号频率与扫频信号带宽和数字延迟信号带宽的约束关系,并且进一步给出了雷达信号经过新型宽带数字接收机后的载频、带宽、脉宽、幅度等脉冲描述字信息的计算公式.仿真给出了新型宽带数字接收机在低信噪比下的信号检测能力、大带宽同时到达信号处理性能以及脉冲描述字提的取能力,并进一步分析了不同环境参数对脉冲描述字提取性能的影响.通过和传统信道化数字接收机信号检测和测频能力的对比,仿真结果证明了新型数字接收机结构在低信噪比下信号检测和参数提取的有效性.为数字压缩接收机的物理实现提供了理论基础,也提供了新的宽带数字接收机的设计理念.     

基于卷积神经网络的宽带合作频谱感知

利用认知无线电网络中的多个次用户所能提供的大量频谱观测数据,提出一种基于卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）的宽带合作频谱感知方案。宽带频谱感知旨在灵活地检测跟踪目标宽带授权频段上的可供使用的频谱空穴,该方案考虑利用宽带频谱上被占用的子带与未被占用的子带之间在信号能量及占用位置方面所体现出的类别差异,通过设计一种CNN模型并基于此对频谱观测数据进行训练学习,得到频带占用模式分类模型,从而实现宽带合作频谱感知。仿真结果证明,与传统的基于能量检测技术和典型机器学习（machine learning,ML）分类算法的宽带合作频谱感知方案相比,该方案在检测性能上具有较大的优势,特别是在低信噪比环境下的检测性能。     

基于微波多普勒雷达的海杂波区小目标特征联合检测

针对海杂波区小目标回波能量较弱,多普勒域与海杂波接近甚至重叠的特点,采用特征联合检测算法提高目标检测性能。首先,对雷达回波进行中位数自适应杂波抑制预处理;然后,对待检测单元提取多普勒峰值、峭度和熵值特征,形成特征向量,对残余杂波训练单元采用凸包算法获得判别区域;最后,以判别区域是否包括待检测特征向量对应点初步判断目标有无,再根据凸包混合积分布设定恒虚警门限滤除虚警。实测微波多普勒雷达数据处理结果表明,目标检测结果和实际情况一致。采用蒙特卡洛仿真对算法性能进行分析,表明该算法的检测性能优于对比算法,为雷达海杂波区目标检测提供了新方案。     

基于LMS算法的连续波雷达多径干扰抑制研究

在连续波雷达中,多径干扰波相对于目标回波可能具有很强的能量,造成对微弱目标回波信号检测的干扰。为了克服多径干扰的影响,提出了基于传统LMS和频域块LMS自适应算法的雷达多径干扰抑制方法,并进行了仿真分析。结果表明这两种算法都可以有效抑制多径干扰且具有相似的效果,但采用快速FFT技术的频域块LMS算法较传统LMS算法具有更快的运算速度。     

压缩感知在多载波EBPSK雷达中的应用

将压缩感知(CS)技术应用于多载波相位编码脉冲雷达中,分析了该雷达的目标时延和多普勒频率估计以及不同频点散射系数估计的性能.对比了在不同目标数条件下采用BCoSaMP重构算法时EBPSK与BPSK的目标时延和多普勒频率估计性能,并估计了雷达的目标散射系数.仿真结果表明:基于CS的密集多载波雷达的目标检测性能优于正交多载波雷达,而且在正交与密集多载波条件下,EBPSK调制的目标检测性能优于BPSK调制;目标散射系数估计精度与信噪比呈对数关系,在低信噪比时EBPSK调制的目标散射系数估计性能优于BPSK调制.理论分析与仿真结果表明了CS技术在降低信号的采样频率方面的有效性和可行性.     

分布式OFDM-MIMO雷达高速微弱目标多帧检测

针对传统动态规划检测前跟踪(DP-TBD)算法对高速微弱目标的检测和跟踪问题,利用一种结合正交频分调制(OFDM)波形和分布式多输入多输出(MIMO)雷达的分布式OFDM-MIMO相控阵雷达,提出基于该雷达的TBD方法.MIMO雷达的全向辐射特性能够大大降低TBD单帧回波获取时间,另外,分布式雷达的空间部署可以削弱目标雷达截面积(RCS)起伏.仿真结果表明:本文方法检测和跟踪性能良好,是一种有效检测高速微弱目标的方法.     

基于SCFG建模的多功能雷达状态估计算法

针对传统参数类雷达告警技术无法对多功能雷达的动态性和多功能性进行有效建模和信号分析的问题,利用基于模式类的随机上下文无关文法对MFR的信号产生机制进行数学建模,并在此基础上采用统计自然语言处理中的EM算法对SCFG产生式概率,MFR状态转移概率进行估计,采用Viterbi方法对MFR的工作状态进行估计,并且仿真分析了文法概率初值对算法估计性能的影响。仿真实验表明:该算法在赋予合适初值的情况下,估计得到的文法概率与原始值十分接近,且其状态估计正确率达到92%左右。     

基于宽带CDMA的多用户检测技术

在分析传统CDMA接收机缺陷的基础上介绍了多用户检测理论提出的背景和多用户检测技术的概念，分析了各种多用户检测方案的特点、性能及不足，指出了现有多用户检测技术存在的问题和局限性，对多用户检测技术在第三代宽带CDMA移动通信系统中的应用与实现作了分析，并指出了研究的方向。     

基于simulink技术的噪声调频干扰仿真研究

雷达干扰系统设计中的干扰信号设计与性能分析是一个难点,本文以雷达干扰技术中的噪声调频干扰为例,通过分析噪声调频干扰原理．利用simulink语言对噪声调频干扰进行建模仿真,得到在不同于扰带宽条件下噪声调频信号对雷达系统的干扰效果,结果显示在宽带干扰的条件下噪声调频信号对雷达信号的干扰显著,说明噪声调频信号适用于阻塞式干扰。     

基于一维高分辨距离像的相关测速补偿算法

在分析运动目标对频率步进信号成像影响的基础上,阐述和推导了基于一维高分辨距离像的相关测速算法,给出了该算法的测速性能和实现流程.对是否利用IFFT结果的相位信息,提出了距离像实包络相关和复包络相关两种处理模式.针对空间高速运动目标.仿真和分析了各因素对测速精度的影晌.结果表明,该算法测速精度高,计算量小,抗噪性能较好,为宽带雷达实时自测速补偿提供可能.     

基于交互式多模型的雷达单目标跟踪算法

针对民用小型无人机被广泛应用而带来的安全隐患问题,本文将交互式多模型算法应用于雷达单目标跟踪系统,并对其进行了研究与仿真.首先,建立常见的目标运动模型,对每个运动模型的状态方程进行分析,介绍了交互式多模型算法的原理及计算方法.然后,分析了坐标转换误差对雷达跟踪性能的影响,并给出转换误差的补偿结果.最后,通过蒙特卡洛仿真...     

基于最差性能最优的稳健宽带恒定束宽波束形成

针对存在指向误差时传统宽带波束形成器性能下降的问题,提出一种基于最差性能最优的稳健宽带恒定束宽自适应波束形成算法.该算法首先利用空间响应变化约束,实现宽带恒定束宽;然后在约束边界上推导最差性能最优方法的等式约束表达式,并利用拉格朗日乘子法求解最优权矢量;最后给出了拉格朗日乘子的取值范围.仿真实验和理论分析表明:该算法在实现恒定束宽的同时具有较高的阵列输出性能和较好的稳健性;另外,该算法的参数选取方法较为简单,避免了传统最差性能最优方法中的广义特征值分解、牛顿迭代及二阶锥规划求解等,计算量较低.     

杂波环境下面向扩展目标检测的自适应波形设计方法

为了提高杂波环境下的扩展目标检测性能,提出了一种雷达发射波形的自适应设计方法。建立了参数化模型来表征雷达接收端的观测。根据对回波统计特性的分析,提出了目标冲激响应和杂波协方差的估计方法,并构建了一种广义似然比检测器。为了充分发挥雷达发射机的功率极限,进一步提出了一种相位调制波形的自适应设计方法,使所设计的波形应用在下一次发射时能够抑制杂波的影响,提高目标检测性能。仿真实验结果表明:相比传统雷达系统中广泛采用的固定波形,该自适应波形设计算法能够获得更高的回波信杂噪比,改善了扩展目标的检测性能。