GNSS接收机射频前端电路相位噪声评估方法

相位噪声是影响全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)接收机性能的一个重要因素,在高性能的接收机设计中,射频前端电路的相位噪声评测是不可忽略的。传统观测相位噪声的方法主要是利用频谱分析仪等专业仪器来实现,其无法观测GNSS接收机射频前端电路(包含模数(analog-digital,AD)转换器)的相位噪声。分析了接收机相位噪声和热噪声在信号复平面域的表现特征,提出了在信号复平面域评估GNSS接收机射频前端电路相位噪声的方法,并对该方法进行了仿真验证和实测验证。利用相位噪声对信号在复平面实部和虚部影响不同的特点,对采集到的信号数字中频数据进行相干积分处理,定量估算接收机射频系统的相位噪声。结果表明,该方法具有较高的评估准确度,可以用于测量与评估GNSS接收机射频前端电路(包含AD转换器)的设计质量,预测接收机性能。     

变换域通信系统动态仿真平台设计与系统研究

变换域通信系统(TDCS)是新近提出的一种无线通信方法。与传统的通信系统相比它有两点不同。首先它是根据信道的频谱特性在变换域(频域,或时间-尺度域)进行信号波形设计,使信号避免被干扰。其次,它未采用载波调制,而是使用一个类似于噪声的基函数进行数据调制。本文详细介绍了TDCS的原理,在此基础上使用SIMULINK搭建了TDCS的动态仿真平台,并在此平台上完成了TDCS的动态仿真及系统性能分析。     

GPS信号空时处理后码跟踪误差的补偿方法

全球卫星定位系统（global position system, GPS）接收机使用空时自适应处理能够增益信号并抑制干扰,但空时自适应处理结构影响GPS信号的定位精度。首先推导空时自适应处理后,GPS信号与参考信号的相关波形,分析了空时处理对码跟踪的影响。然后在码跟踪过程中改进本地参考信号以补偿相关波形的误差,减少空时自适应处理后的码跟踪精度损失。仿真和实测结果验证了算法的有效性。     

FBMC/OQAM系统中无边带信息的色散选择性映射方法

色散选择性映射(dispersive selected mapping, DSLM)是降低基于偏移正交幅度调制的滤波器组多载波(filter bank multicarrier with offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)系统峰均比(peak to average power ratio, PAPR)的技术, 但是该方法需要传输额外比特边带信息(side information, SI)。为了抑制FBMC/OQAM系统的PAPR, 提高系统的频谱利用率, 在DSLM的基础上, 提出了一种无边带信息的色散选择性映射(without side information of DSLM, W-DSLM)方法。W-DSLM通过在相位序列中挑选特定的位置, 并插入模值大于1的扩展因子对相位序列进行改进, 然后利用扩展因子与相邻位置的能量差, 在接收端得到最优相位序列, 从而恢复出传输的符号。扩展因子的插入避免了边带信息的传输, 因此能够有效提高系统的频谱效率。仿真结果验证了该方法的有效性。     

FOPEN UWB SAR 抑制窄带干扰的波形设计及处理

针对叶簇穿透超宽带合成孔径雷达面临其他多种电子系统的频谱干扰问题,提出一种在干扰频带设计陷波的相位调制雷达波形设计及频域处理方法。在建立最大化使用频带和干扰频带能量之比的模型基础上,通过相位域求解共轭梯度以较快的收敛速度得到近似最优相位调制波形。基于发射信号频谱研究了频域匹配处理和距离旁瓣频域抑制加权技术。通过该波形设计及处理方法,可以灵活并有效地完成抗窄带干扰,且易于工程实现。     

改进的频域盲分离排序不确定性消除算法

讨论了频域盲源分离算法中的排序不确定性问题.根据相邻频点上同一个信号的频谱幅度相关大于不同信号频谱幅度相关的特点,提出了一个改进的基于相邻频点幅度相关性的排序不确定性消除算法.在两个相邻频点上构造一个幅度相关矩阵,再根据相关性大小将幅度相关矩阵转换为转王矩阵.该方法可以实时处理卷积信号频域盲源分离算法的排序不确定问题,在对每个频‘点进行独立分量分析的同时确定各分量的顺序.该算法效率高、鲁棒胜好.仿真实验表明了算法的有效性.     

基于认知的抗折叠扩展杂波波形设计方法

高频天波雷达系统中,远距离扩展杂波经距离折叠进入雷达接收机淹没低多普勒检测区域,严重影响低速目标检测性能。提出一种基于认知的脉间相位编码信号来抑制这一折叠扩展杂波,波形参数可实时调整,以适应时变的电离层。这种波形在使距离折叠扩展杂波变窄的同时,还可将其搬移到频谱指定区域。给出了波形参数设计方法,并对波形可行性进行了讨论分析。仿真实验表明,该波形能有效抑制折叠扩展杂波。     

稳健的三维直接数据域机载地面动目标检测算法

提出了一种联合空间、时间和距离的三维直接数据域（space time range direct data domain, STR DDD）算法。与传统方法相比,该方法将目标周边距离单元的数据联合起来,充分利用目标距离向上的信息,在空域上能够对孤立干扰形成深的凹口,并且当目标导向矢量存在幅相误差时仍具有稳健性。在MCARM数据平台上的实验结果表明,该方法能够提高地面动目标检测（ground moving target indication, GMTI）性能。     

FMT与FBMC/OQAM非正交接入波形共存分析及处理

针对滤波多音调制(filtered multi-tone modulation, FMT)和滤波器组多载波/交错正交幅度调制(filterbank-based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)波形非正交接入共存问题,提出了应用快速卷积方法进行数值化分析的方案。通过快速卷积方法,在相邻的频段同时产生FMT和FBMC/OQAM信号,以快速傅里叶变换粒度调整保护间隔,得到FMT频谱频点的变化值,构建FBMC/OQAM对FMT系统的干扰矩阵,并提出预编码方案优化滤波器过渡带系数消除干扰。仿真实验表明,快速卷积方法能更精确分析波形之间的干扰,通过所提预编码方案, FMT和FBMC/OQAM信号之间可以高效率共存,波形之间的干扰得到有效抑制,受干扰影响的误码率性能得到有效改善。     

基于方位FNCS的斜视TOPS SAR成像方法

针对斜视循序扫描地形观测（terrain observation by progressive scans, TOPS）合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）模式,提出了一种新的全孔径成像处理方法。首先对距离走动校正后的数据进行方位预处理得到无模糊的二维频谱,在此基础上采用修正的线频调变标算法完成距离脉压及距离徙动校正;然后在距离多普勒域进行频域非线性变标（frequency nonlinear chirp scaling, FNCS）以校正调频率的空变性,并结合谱分析（spectral analysis, SPECAN）技术将信号聚焦在方位频率域,最后校正几何形变。仿真和实测数据处理结果验证了算法的有效性。     

基于DPSCT和频谱校正的窄带干扰CBOC信号捕获算法

针对窄带干扰环境下组合二进制偏移载波(combined binary offset carrier, CBOC)信号难以被准确捕获的问题,提出了一种基于频域双相移组合陷波器(dual phase shift combination trap, DPSCT)结合批处理、频谱校正的捕获算法。该算法首先用陷波器对任意频点的窄带干扰进行抑制,再通过批处理提高处理速度,最后针对快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)过程中扇贝损失易导致捕获概率降低的问题,提出了基于部分匹配滤波器(partially matched filter, PMF)结合相位差+单点傅里叶变换频谱校正的捕获方法。仿真结果表明,该算法对在窄带干扰抑制后波形恢复和捕获概率等方面均有良好的性能,当信干比(signal to interference ratio, SIR)为-37 dB时,该算法较未校正之前捕获概率有4 dB的提高,并有效缩短了捕获时间。     

Improved STAP algorithm based on APES

Space-time adaptive processing(STAP) has been proven to be one of the best techniques capable of detecting weak moving targets in strong clutter environment and has been widely applied in airborne ground moving target indication(GMTI) radar.This paper applies an amplitude and phase estimation(APES) approach to two aspects of the STAP algorithm.Firstly,APES is applied to accurately describe the clutter characteristic in angle-Doppler domain.Then,APES is incorporated into the standard STAP algorithm to improv...     

波形分集阵列雷达抗干扰进展

现代战场电子环境日趋复杂, 主瓣欺骗式干扰对雷达的生存能力构成严重威胁。传统阵列雷达无法对抗与目标角度相同的干扰, 而以频率分集阵为代表的波形分集阵列雷达, 通过发射端调制而具有额外距离维自由度, 增加了系统设计与信号处理灵活性, 为解决主瓣欺骗式干扰抑制难题提供了有效途径。本文总结了波形分集阵列雷达波束形成抗干扰的方法, 指出其在对抗主瓣欺骗式干扰上的优势, 并对波形分集阵列雷达抗干扰技术的难点与趋势进行了梳理。     

多频点扩谱跳谱抗干扰信号处理系统的实现

为改进线性调频雷达系统所采用的在单色频率点附近扩谱抗干扰技术,加强制导雷达站具备抗有源、无源干扰,反侦察,抗硬杀伤的反幅射导弹和反隐身的能力,通过将单频点扩谱改为多频点扩谱跳谱,实现了高抗干扰信号处理系统,给出方案中在中频段实现的线性调频信号产生方法以及对应的匹配滤波处理系统。样机测试结果证明设计是成功的。     

Circular SAR processing using an improved omega-k type algorithm

An improved circular synthetic aperture radar (CSAR) imaging algorithm of omega-k (ω-k) type mainly for reconstructing an image on a cylindrical surface is proposed. In the typical CSAR ω-k algorithm, the rage trajectory is approximated by Taylor series expansion to the quadratic terms, which limits the valid synthetic aperture length and the angular reconstruction range severely. Based on the model of the CSAR echo signal, the proposed algorithm directly transforms the signal to the two-dimensional (2D) wavenumber domain, not using approximation processing to the range trajectory. Based on form of the signal spectrum in the wavenumber domain, the formula for the wavenumber domain interpolation of the ω-k algorithm is deduced, and the wavenumber spectrum of the reference point used for bulk compression is obtained from numerical method. The improved CSAR ω-k imaging algorithm increases the valid synthetic aperture length and the angular area greatly and hence improves the angular resolution of the cylindrical imaging. Additionally, the proposed algorithm can be repeated on different cylindrical surfaces to achieve three dimensional (3D) image reconstruction. The 3D spatial resolution of the CSAR system is discussed, and the simulation results validate the correctness of the analysis and the feasibility of the algorithm.     

Doppler estimating and compensating method based on phase

According to the Doppler sensitive of the phase coded pulse compression signal, a Doppler estimating and compensating method based on phase is put forward to restrain the Doppler sidelobes, raise the signal-to-noise ratio and improve measuring resolution. The compensation method is used to decompose the echo to amplitude and phase, and then compose the new compensated echo by the amplitude and the nonlinear component of the phase. Furthermore the linear component of the phase can be used to estimate the Doppler frequency shift. The computer simulation and the real data processing show that the method has accurately estimated the Doppler frequency shift, successfully restrained the energy leakage on spectrum, greatly increased the echo signal-to-noise ratio and improved the detection performance of the radio system in both time domain and frequency domain.     

基于支持向量机的小波域图像水印算法

提出了一种新的基于支持向量机(support vector machine,SVM)的小波域图像水印算法。其主要思想是先对图像进行小波分解,然后利用图像小波分解后的子图系数之间的关系训练SVM,并利用训练好的SVM在小波域嵌入水印和提取水印。实验结果表明,提出的方法对于一般的图像处理和JPEG压缩都具有很强的鲁棒性,与基于SVM的空间域上的算法相比性能更加优越。     

基于高阶瞬态矩迭代的多项式相位干扰抑制

提出了一个基于高阶瞬态矩迭代的多项式相位干扰的抑制技术。针对振幅恒定和多项式相位特征的干扰信号,运用高阶瞬态矩和迭代法精确综合出相应干扰信号;然后在时域将其从接收信号中减去,以有效地抑制宽带非平稳干扰。性能仿真结果表明,该方法不仅提高了干扰参数估计的精度,降低了计算的复杂度,而且提高了系统处理的实时性和有效地抑制了多项式相位干扰,获得比较好的误码率性能改善。     

希尔伯特-黄变换中边际谱的研究

为了深入理解和正确掌握希尔伯特 黄变换(Hilbert HuangTransform,简称HHT)中的边际谱概念,证明了边际谱的线性性质,指出了文献中对边际谱概念的一种误解,提出了边际普与Fourier频谱之间本质区别的一种的新观点,即Fourier频谱的幅值只能反映频率在信号中实际存在的可能性大小,而边际谱的幅值则能真实反映频率在信号中是否存在。利用边际谱的线性性质进一步给出了边际谱的物理意义,即边际谱的幅值表示信号中某一频率在各个时刻的幅值之和。通过一个实测振动信号验证了边际谱在应用中的优越性。     

基于频域稀疏压缩感知的雷达目标三维散射中心反演方法

基于平面阵列的微波天线结构可以获取多视角下的目标散射中心三维分布。针对平面阵列稀疏分布导致的目标成像及散射中心反演精度较差的问题, 设计了一种基于组合巴克码的稀疏孔径分布方式。在此基础上, 利用稀疏孔径回波和频域主成分分析得到参考复数信号。利用该参考复数信号对原始回波进行干涉处理, 获得回波频谱的稀疏表征方式。在频域建立基于压缩感知的目标散射中心三维分布模型并进行优化求解, 得到重构后的目标三维频谱, 并逆变换至空间域, 可实现目标散射中心幅度及三维位置重建。暗室试验数据处理结果表明, 所提方法在X波段和稀疏采样率为50%的条件下, 目标散射中心幅度及三维位置反演精度均优于90%。