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MMSE的超宽带脉冲压缩雷达优化

针对脉冲压缩技术本身存在的距离旁瓣现象会使雷达探测到的邻近的弱目标信号被强目标信号的距离旁瓣所掩盖的问题。对超宽带脉冲压缩雷达信号进行优化处理,采用最小均方误差算法(MMSE)优化超宽带脉冲压缩雷达,通过计算机仿真表明,经过优化后的超宽带脉冲压缩雷达距离旁瓣得到明显抑制,同时在分辨力不受影响的情况下,更容易识别目标。     

OFDM雷达信号模糊函数分析

为了解决正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号雷达波形设计的问题,推导了OFDM雷达信号的单周期模糊函数,给出了单周期模糊函数与调制码字序列的关系。讨论了多周期模糊函数,分析了其旁瓣特性,提出一种抑制OFDM信号雷达多普勒旁瓣的相参脉冲串处理方法。以Barker码作为调制码字序列,给出了仿真结果。与传统方法相比,该文的方法不需要对已调制信号进行计算,而直接由调制码字序列得到OFDM雷达信号的周期模糊特性。     

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.      

一种脉内相位编码脉间步进频雷达信号的研究

提出了脉内相位编码脉间频率步进(phase coded stepped frequency,PCSF)雷达信号,这是对一般脉冲线性频率步进(stepped frequency,SF)信号的改进.它将SF信号的矩形子脉冲替换为相位编码子脉冲串,通过脉内相位和脉间频率两次调制,获得了更大的频率步进量.PCSF雷达信号在系统有效工作带宽一定的情况下可以减少脉冲串数目,提高目标数据率及降低多普勒敏感度,并且经过两级压缩处理还可以获得两级分辨率.由分析PCSF信号的性能和处理方法,给出了计算机仿真结果.     

基于压缩信号特征值分解的超宽带码序列估计算法

针对脉冲超宽带通信中码序列盲估计问题,根据超宽带信号为时域极窄脉冲这一主要特点,提出了一种适于较低采样率下基于特征值分解的码序列盲估计算法。结合压缩传感理论,首先利用压缩测量矩阵将信号维度降低,然后按字符周期将接收到的UWB信号截取成若干等长的时间窗,分段积累得到压缩后信号协方差矩阵的估计值,进而通过对于协方差矩阵的特征值分解得到码序列的估计,同时进一步根据所得特征值得到接收信号符号帧级的时间偏移量估计。实验验证表明,该方法可以以较低采样率,在低信噪比条件下较好地完成接收信号的码序列估计。     

超宽带探地雷达探测性能研究

研究了超宽带探地雷达的探测性能问题.在介质品质因子为常数的假设条件下,定义了超宽带信号的平均损耗,对超宽带探地雷达的探测深度和分辨率进行了定量研究,分别指出了其与百分带宽的关系,分析比较了具有相同带宽、不同百分带宽信号的探测深度.研究结果表明,超宽带探地雷达在探测深度及分辨率方面具有一定的优势,其应用将会越来越广泛.     

基于压缩传感的直接序列超宽带码序列估计算法

直接序列超宽带(DS-UWB)通过一组伪随机码调制脉冲信号的极性,具有较强的军事通信隐蔽性。针对军事对抗中直接序列超宽带中的码序列估计问题,为降低数字前端采样率,基于压缩传感理论,提出了一种低于奈奎斯特采样率下的码序列盲估计算法。通过对分段压缩信号进行累积,得到协方差矩阵的估计值,进而对协方差矩阵的特征值分解得到码序列的估计以及符号帧级的同步偏移值估计。理论分析和仿真证明了所提方法的有效性。     

基于高分辨距离像的UWB雷达信号设计

根据目标冲激响应设计相应的雷达信号,可使回波能量最大化,从而提高检测性能.本文针对目标检测的超宽带雷达信号设计发射-接收联合优化的问题,提出基于相位编码的超宽带雷达波形优化方法.该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比.首先针对目标高分辨率距离像的多相编码超宽带雷达信号设计,建立了信号设计优化计算的目标函数,提出了一种恒模共轭梯度(CM-CG)算法实现优化计算.最后仿真结果表明,该方法设计得到的多相编码雷达信号性能很好地逼近最优发射波形,该方法具有收敛速度快、运算量小的特点. 号,可使回波能量最大化,从而提高检测性能.本文针对目标检测的超宽带雷达信号设计发射一接收联合优化的问题,提出基于相位编码的超宽带雷达波形优化方法.该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比.首先针对目标高分辨率距离像的多相编码超宽带雷达信号设计,建立了信号设计优化计算的目标函数,提出了一种恒模共轭梯度(CM-CG)算法实现优化计算.最后仿真结果表明,该方法设计得到的多相编码雷达信号性能很好地逼近最优发射波形,该方法具 收敛速度快、运算     

基于码形捷变的相位编码信号旁瓣抑制

为了解决相位编码雷达信号旁瓣高的问题,提出在各个脉冲重复周期发射随机捷变的相位调制码形. 在对各脉冲的回波做匹配滤波后,按距离单元做离散傅里叶变换(DFT),将DFT的输出投影在雷达视线上;同时建立了码形随机捷变的使用准则. 理论分析和外场实验表明,码形捷变方法适用于各种二相编码和多相编码信号,具有良好的旁瓣抑制性能,可提高对小目标的检测能力,并且在回波存在严重遮挡时也能保持较好的旁瓣抑制效果.     

m序列编码激励超声探测技术研究

为了提高超声探测系统的信噪比和探测深度,根据编码激励超声探测原理,对m序列的编码发射方式和激励超声探测过程进行了仿真研究.结果表明,m序列编码激励超声探测方式能够在噪声淹没信号的情况下提取出有效的回波信号;m序列码长越长,抗干扰性能越强,编码激励超声探测方式可提高超声探测的深度和精度.     

MC-CDMA信号包络特性的研究

基于CDMA和正交频分复用(OFDM)相组合的多载波码分多址系统(MC—CDMA)作为一种新兴的多载波多址通信方式,在高速数据传输时,其抗符号间干扰的性能明显优于传统的单载波CDMA。但MC—CDMA系统也继承了OFDM信号具有高峰平功率比(PAPR)的问题,这会引起高功率放大器(HPA)出现非线性失真。针对减小MC—CDMA信号PAPR问题,分析了MC—CDMA系统模型以及MC—CDMA信号包络功率与扩频码序列部分自相关函数和部分互相关函数之间的关系,并基于正交Gold码序列和Golay互补序列对16位用户的MC—CDMA信号包络特性进行了仿真。仿真结果表明：当选择Golay互补码作为MC—CDMA系统的扩频码时,系统的信号包络变化较小。因此,对MC—CDMA系统,选择扩频码序列应侧重考虑码字的相关性。     

空时编码多载波码分多址系统上行空时信道盲估计

针对当前空时编码系统利用训练序列求解信道信息将导致频谱资源浪费和系统用户容量下降这一问题,提出了宏蜂窝体制下基站使用均匀线阵空时编码多载波码分多址系统的上行空时信道盲估计算法.该算法构筑了蕴涵用户空时信道和波达方向的辅助矩阵,通过对该辅助矩阵进行特征分解得到了相应于每个用户的信号子空间,进而通过对该信号子空间进行奇异值分解实现了无需训练序列的空时信道的盲估计,节省了频带资源.仿真结果表明,该算法可以通过增加基站阵元数目使用户容量达到系统活动用户数的上限,并且信道估计的均方误差对用户数表现出鲁棒稳定性.     

采用时频分析的变换域通信系统基函数设计

为使变换域通信系统基函数充分利用背景信号的频谱分布信息以进一步提高系统抗干扰能力,提出了采用多进制序列设计基函数幅度谱的方法.首先在干扰存在的条件下,对单码片成型基函数调制及解调信号的短时频谱特性进行分析,由此推导出系统误码率的解析表达式,将求解系统误码率解析式的最优化问题转化为求最大信号干扰噪声比问题,利用随机相位的均匀分布特性对最大信号干扰噪声比问题进行求解,从而得到多进制序列基函数.仿真结果表明:该系统具有更好的抗干扰性能,在高干信比条件下也具有良好的通信效果;当干信比为25～41 dB且信噪比为-6～3 dB时,系统误码率均低于二元序列基函数的系统误码率;干信比为36 dB、信噪比为O dB 时,系统误码率可低于10-4.     

微电机噪声信号的小波包分析与故障检测

电机运转噪声中包含了电机状态的信息,分析了微电机的噪声源及噪声信号特征,基于最优小波包基和Donoho软阈值消噪方法对一组微电机标准信号和故障信号进行了消噪处理,比较低频信号成分的功率谱得出故障特征频率,从而确定电机故障,结果表明该方法能有效实现对电机的故障检测.     

MC-CDMA系统峰平功率比分布的研究

分析了MC-CDMA系统模型、MC-CDMA信号包络功率与所选用的扩频码序列部分自相关函数和部分互相关函数之间的关系，并基于几种正交扩频码序列对10位用户的MC-CDMA系统峰平功率比(PAPR)分布进行了仿真．仿真结果表明，当分别选用Walsh码、正交Gold码、Golay互补码以及Frank码作为系统扩频码时，系统PAPR的最大值约为6．如果选用Golay互补码作为扩频码，对于10位用户90％以上的信息符号序列，PAPR小于4．这些结论能够为多载波码分多址系统扩频码序列的选择提供帮助。     

变压器绝缘纸板微水分测量试验研究

采用介电法与称重法相结合对绝缘纸板在线干燥过程进行了研究.由于绝缘纸板中的微水分影响其介电特性,利用电容传感器测量纸板的对应区域,同时将获得的电信号与称重试验结果进行比较,建立了电信号与被测纸板质量之间的对应关系,并提出一个绝缘纸板干燥过程微水分质量分数指数规律计算公式.研究表明,除湿速率表现为振荡衰减过程,其原因与纸板结构及环境气氛有关.     

基于扩频码序列的MC-CDMA信号包络特性

该文分析了MC—CDMA系统模型以及MC-CDMA信号包络功率与扩频码序列部分自相关函数和部分互相关函数之间的关系，并基于几种正交扩频码序列对MC-CDMA信号包络特性以及系统峰平功率比与用户数之间的关系特性进行了仿真．仿真结果表明，当选择正交Gold码或者Golay互补码作为MC-CDMA系统的扩频码时，信号包络(单用户或多用户系统)的变化变得较小，而且系统峰平功率比基本不随用户数的变化而改变．     

基于互补曲线拟合的格雷码亚像素边缘定位

精确定位格雷码光条纹边缘是结构光三维重建系统的关键问题之一.提出了一种互补曲线拟合的光条纹亚像素边缘定位算法,在对互补编码图像进行光强成分分析并二值化处理的基础上,通过边缘检测算法获得准确的初始像素边缘,然后映射回互补编码图像并对其边缘过渡区域进行拟合,最后通过计算互补曲线的交点得到格雷码光条纹的亚像素边缘点.采用平均相对等宽性误差进行评价,得到的最小边缘定位误差为1.97277×10-3,分别对不同投影方向和条纹数量的图像进行处理,都保持了较小的定位误差.实验结果表明,提出的算法能够很好地解决初始边缘定位困难的问题,具有较好的准确性和鲁棒性,提高了光条纹定位精度.