声纳浮标多普勒最接近法的一种新算法

在声纳浮标多普勒最接近点方法基础上,提出一种新算法.与原算法相比:(1)新算法推导出一个无误差的求解公式,而原算法是一个近似公式;(2)新算法在使用上较原方法更为方便,公式需要的输入在实际中更容易得到.比较了新算法和原算法的关系,原算法主要使用测量两个关于最接近点对称的多普勒频移及最接近点的频率变化导数;新方法在使用多普勒频移的同时还利用了测量点的时间信息.最后给出了仿真结果,表明新算法可以精确求解目标的运动参数.     

水声通信中多普勒频移补偿的仿真研究

在水声通信中，收发双方存在相对运动时产生的多普勒频移将严重恶化载波恢复和符号同步。因此多普勒频移补偿是水声通信的关键技术之一，并日益受到人们的重视。提出了一种全新的、适用于收发双方存在较大相对速度时的多普勒频移检测和补偿技术。同时对与之相关的模糊度函数法、数据帧插入信号的选取、信号采样率转换、插值因子的确定与插值等问题进行了研究，通过仿真试验对多普勒频移方法进行了验证，并对其性能进行了分析。     

超声多普勒血流信号平均频移估计的仿真研究

提出了基于Matching Pursuit分解的超声多普勒血流信号平均频移估计方法。通过对合成信号的分析比较，确定了最佳估计性能的相关参数。基于优化的参数对不同噪声水平的100例仿真多普勒信号进行分析并计算估计的与理论的平均频移的均方误差，得到基于Matching Pursuit方法的误差比使用传统声谱分析法小。表明该方法对信号瞬时结构的局部具有较好的自适应性，有效克服了短时傅立叶变换存在的时频分辨率矛盾，提高了超声多普勒血流信号平均频移估计的准确性。     

伪码测距系统的多普勒频移补偿

卫星所搭载的再生伪码(pseudo noise,PN)测距系统已广泛应用于测量双星或星地距离,由于星地间的相对运动更为明显导致伪码测距信号存在着较大的多普勒频移,从而影响利用相关运算获得的双程延时测距精度。根据伪码测距系统的实现结构,推导出当多普勒频移存在时的测距延时计算公式,进而提出了一种补偿方法。同时考虑到测距系统的实际应用环境,对补偿公式进行了简化。仿真及实际测试结果表明,经过补偿后的双程延时测量值精度(中强信噪比下)可达到0.14 ns (4 cm),补偿造成的精度影响为0.01 ns (3 mm),同时公式简化及补偿引入的误差可以忽略不计。     

中低轨卫星信号的多普勒频移估计与补偿

针对中低轨卫星信号的多普勒频移具有大范围快速时变的问题,基于航天动力学理论,计算出卫星和接收平台间的相对位置和速度,从而可预先估计卫星信号的多普勒频移.对频移估计的误差进行了分析,给出了一种多普勒频移的快速估计和实时补偿算法,同时也对卫星的可视时间段分情况进行讨论.计算机仿真和工程实践表明,该算法简单、实用,有利于对快变大频偏的卫星信号进行快速跟踪和解调.     

适于"Tandem"模式双基地SAR修正距离多普勒算法

基于"Tandem"模式双基地SAR几何关系及其信号模型,完成了对距离多普勒算法在"Tandem"模式双基地SAR中的扩展,给出了一种适用于该模式下的修正距离多普勒算法,详细地推导成像算法的每个步骤,成功地解决了由于接收、发射平台分置而产生的不同于单基地SAR的距离徙动校正和方位聚焦问题。仿真表明在任意双基地角情况下,该算法均能得到很好的成像结果。     

高速移动水声通信中的多普勒频移估计方法研究

在利用水声信号进行的水下移动通信中,多普勒频移估计与补偿是一项关键技术,它直接影响着高速移动通信的效果。在分析多普勒效应对水声通信信号影响的基础上, 利用具有多普勒不变特性的双曲调频信号和对多普勒频移敏感的单频脉冲信号,提出了一种适用于低信噪比条件下收发双方存在高速运动时的新型多普勒频移估计与补偿方法,该方法圊时具备接收信号捕获与同步的功能。通过仿真实验对该方法进行了验证,分析了该方法在不同信噪比和多普勒扩展条件下的多普勒频移估计性能。     

隐身目标的双基地雷达探测技术

以F-117A作为典型的隐身目标,提出一种计算隐身目标双基地雷达探测区域的新方法。通过对指定的雷达警戒区域进行网格剖分,在不同的网格节点位置计算隐身目标的双站雷达散射截面,由双基地雷达方程出发,从能量角度得到雷达探测判定不等式,计算目标的雷达探测区域。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明了该算法的可行性。     

基于时间-距离-多普勒像的编队目标架次检测

针对实际编队目标在距离上的分布特性和目标多普勒频率的变化规律,利用联合时频变换代替传统傅立叶变换,建立目标时间-距离-多普勒立体像,提出一种基于立体像的目标架次检测方法。该方法不仅能给出清晰的瞬时距离-多普勒像,而且能反映目标距离-多普勒像的时间演变特性,较好地解决了目标在距离上的分布和多普勒像的模糊。实测回波数据验证了该方法的有效性,成功地实现了4架编队飞机目标的架次检测。     

盲频移滤波器信号提取的改进算法

利用循环平稳特性可以进行信号提取,频移滤波器对循环频率误差较为敏感。分析了循环频率误差导致频移滤波器恶化的原因,针对存在循环频率误差时频移滤过波器性能急剧下降的缺点,采用遗忘因子法对频移滤波器进行改善。理论分析表明,引入遗忘因子可以消除采样有限时间窗谱函数的零点,从而大大降低了频移滤波器对循环频率误差的敏感性。该算法无需对循环频率进行估计,计算量小、易于实现,仿真实验证明了该算法是有效的和可行的。     

Adaptive compensating method for Doppler frequency shift using LMS and phase estimation

The novel compensating method directly demodulates the signals without the carrier recovery processes, in which the carrier with original modulation frequency is used as the local coherent carrier. In this way, the phase offsets due to frequency shift are linear. Based on this premise, the  compensation processes are: firstly, the phase offsets between the base band neighbor-symbols after clock recovery are unbiasedly estimated among the reference symbols; then, the receiving signals symbols are adjusted by the phase estimation value; finally, the phase offsets after adjusting are compensated by the least mean squares (LMS) algorithm. In order to express the compensation processes and ability clearly, the quadrature phase shift keying (QPSK) modulation signals are regarded as examples for Matlab simulation. BER simulations are carried out using the Monte-Carlo method. The learning curves are obtained to study the algorithm’s convergence ability. The constellation figures are also simulated to observe the compensation results directly.     

Target detection using CDMA based passive bistatic radar

Recently, the code division multiple access (CDMA) waveform exists in the large area across the world. However, when using the CDMA system as the illuminator of opportunity for the passive bistatic radar (PBR), there exists interference not only from the base station used as the illuminator of opportunity but also from other base stations with the same frequency. And because in the CDMA system, the signal transmitted by each base station is different, using the direct signal of one base station can not cancel the interference from other base stations. A CDMA-based PBR using an 8-element linear array antenna as both the reference antenna and surveillance antenna is introduced. To deal with the interference in this PBR system, an adaptive temporal cancellation algorithm is used to remove the interference from the base station used as the illuminator of opportunity firstly. And then a robust adaptive beamformer is used to suppress the interference from other base stations. Finally, the preliminary experiment results demonstrate the feasibility of using CDMA signals as a radar waveform.     

基于最大似然估计的机载双基地雷达杂波抑制方法

首先建立了机载双基地雷达的杂波模型,然后分析了机载双基地雷达杂波谱的空时分布特性,比较了最大似然估计方法与其他几种常规估计方法的性能,最后在此基础上提出了一种新的基于配准的最大似然非均匀采样距离相关性补偿方法。该方法通过最大似然估计方法完成对双基地机载雷达杂波幅度的估计,并利用非均匀采样选取各训练样本的杂波谱中心实现对杂波谱的配准。仿真结果表明,在各种不同的双基地机载雷达配置情况下,该方法均可有效解决双基地机载雷达面临的杂波非均匀问题。     

双基地MIMO雷达二维方位角及多普勒频率联合估计

提出了一种新的双基地多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）雷达二维方位角及多普勒频率联合估计算法。该算法基于m-Capon方法将目标波离方向(direction of departure, DOD)与波达方向(direction of arrival, DOA)相“去耦”,得出了对目标DOD和DOA的估计;然后,在对目标二维方位角的估计的基础上,算法可进一步估计出目标的多普勒频率。因此,其估计出的目标二维方位角与多普勒频率可自动配对。该算法无需预判目标数及对数据协方差矩阵特征值分解,且对目标二维方位角与多普勒频率的联合估计不涉及高维的非线性优化搜索,具有较小的计算量。此外,该算法可适用于发射和接收阵列为任意阵列结构的双基地MIMO雷达系统。计算机仿真结果证明了本文方法的正确性和可行性。     

基于多普勒频差的矢量脱靶量参数估计方法

提出了一种基于长基线条件下利用多普勒频差进行矢量脱靶量参数估计的方法。目标多普勒频率是矢量脱靶量参数的非线性函数,对此函数的求解是一个非线性优化过程,对应优化代价函数的估计参数为6维,寻优迭代过程较复杂,且结果受限于优化初值的选取。算法充分利用了目标的连续特性,将此非线性优化过程进行分步伪线性化处理,利用积分多普勒以及距离差定位方法得到参数估计值,并将此估计值作为非线性优化过程的优化初值,快速、准确地得到参数优化估计值。仿真结果表明该方法可以得到高精度的矢量脱靶量估计结果。     

基于MQNM的双基地雷达目标定位改进算法

针对求解双基地雷达目标定位问题常用的Gauss-Newton法自身固有的缺点,如收敛精度和收敛速度依赖于迭代初值与真实值的接近程度和函数的非线性程度,进一步考虑了目标函数Hessian阵的二阶信息,结合MQNM法(修正拟牛顿法)提出了一种双基地雷达目标定位问题的优化改进算法。计算机仿真结果表明了该算法的可行性和有效性。     

基于TLS-CS的外辐射源雷达超分辨DOA估计方法

针对外辐射源雷达中,传统基于压缩感知（compressed sensing,CS）的超分辨波达方向（direction of arriving,DOA）估计方法在阵列天线存在幅相误差时测角精度差和目标分辨性能低的问题,提出一种基于总体最小二乘（total least squares,TLS）-CS的超分辨DOA估计方法。首先,通过奇异值分解方法求解TLS信号模型来修正阵列天线的幅相误差;然后利用贪婪迭代追踪算法进行CS稀疏重构得到目标的方位信息。仿真分析表明,当阵列天线存在幅相误差时,本文所提方法具有良好的超分辨DOA估计性能。     

星载双基地SAR干涉测高误差分析

针对星载双基地SAR干涉测高的新特点,给出了“空间基线”、“变基线”下的干涉测高原理,建立了绝对高程误差模型和相对高程误差模型。从提高测高精度、优化系统设计的角度出发,分析了相对高程和绝对高程测量精度受基线形式的影响,给出具有一般性意义的测高误差关于空间基线姿态的二维分布全貌图,分析了图中误差极点走廊和两类优良点的位置和相应的物理意义。将误差分布图用于指导辅星相对轨道设计,证明了该图对基于测高性能的辅星轨道优化设计具有重要意义。     

基于互相关矢量重构的解相干算法研究

针对相干信号源的波达方向角估计问题,提出了一种能有效解相干的互相关矢量Toeplitz算法。该算法利用了阵列接收数据互相关矢量的内在关系实现了相干源的完全解相干,在相干系数等于1的情况下,不损失阵列孔径,不需要通过空间平滑和加权。相对常规的空间平滑类算法,该方法实现简单,运算量小、鲁棒性好、估计精度高。通过仿真试验证明了该方法的有效性。     

基于分数阶Fourier变换的水声信道参数估计

提出基于分数阶Fourier变换(FRFT)对水声信道参数进行估计。分数阶Fourier变换存在相应的最佳分数阶数使给定的chirp信号能量聚集于一最大值,且具有时移、频移特性,使其可适用于存在多途扩展及多普勒频偏的声信道参数估计。通过计算机仿真验证,当存在较大的多普勒频偏时,拷贝相关器将不适用,而FR-FT具有很好的鲁棒性,可估计存在多普勒频偏的多途声信道参数。