舵机频率特性的测试误差分析与修正

为了提高舵机频率特性的测试精度,分析了测试系统输入输出通道产生的系统误差,特别是由A/D芯片多路转换、一路采集工作方式造成的信号相位滞后误差,并提出误差修正方法,即通过测量测试系统的频率特性来修正系统幅频和相频误差,并进行了试验.试验结果表明,对于测试系统造成的信号幅值衰减和相位滞后,可根据测试系统自身的幅频和相频特性测试数据,对直接计算值进行误差修正.     

PRC_CW 雷达地杂波分布特性模型分析

针对伪码调相连续波（ＰＲＣ－ＣＷ）雷达的特殊性,指出在低俯视角情形时雷达回波信号存在展宽现象,提出了对码元回波幅度进行空间矢量叠加以得到ＰＲＣ－ＣＷ雷达回波信号的方法．通过理论分析,指出ＰＲＣ－ＣＷ雷达的概率密度分布趋近于瑞利分布,并用计算机模拟的方法进行了验证．     

复杂环境地区电波折射修正中的折射率精确获取方法

雷达电波射线上大气折射率的准确性是提高电波折射误差修正精度的关键因素之一.对下垫面复杂地区的雷达系统,常用的大气球面分层法因没有考虑大气水平方向变化使得电波射线上的折射率具有较大的误差,从而影响了电波折射误差修正精度.针对下垫面复杂地区的三维大气结构,提出了获得电波射线上大气折射率的组合方法,即在雷达所在地采用直接探测法,在其他电波射线上,先计算出射线点的位置,然后再利用已建立的全国大气剖面模型数据库得到该位置的大气折射率,从而较为精确地获得电波射线上的大气折射率.经实验验证,采用组合法获得的电波射线上的折射率不仅具有较好的精度,而且可有效地提高电波折射误差修正精度,进而提高下垫面复杂地区的雷达探测精度.     

电波折射误差快速修正方法

针对常用电波折射误差修正方法速度慢,无法适应雷达系统实时性要求的现状,提出了一种利用差分方法的高速电波折射误差修正方法.根据雷达电波射线描迹理论,避开积分方程带来的计算速度慢的不足,采用射线差分方程进行电波射线追踪处理,从而在保证高精度的前提下,有效提高了计算速度.仿真实验证明,利用差分方程进行电波折射误差修正的方法与利用积分方程相比,计算速度可提高94%以上.该方法可以直接应用于雷达系统的在线折射误差修正,进一步提高雷达实时定位精度.     

脉冲压缩定点处理的量化噪声分析

针对合成孔径雷达成像算法的定点化处理,提出了数字脉冲压缩定点化处理量化噪声的数学模型,采用线性时不变系统的性质计算脉冲压缩定点运算的量化误差. 给出了该模块的舍入量化噪声详细分析过程,并推导出系统输出噪信比与系统字长、FFT长度等参数之间的关系. 对获取的回波数据采用不同的系统字长进行成像,仿真结果很好地证明了所述理论的正确性. 这样可根据理论结果选择合适的位长,用定点处理代替浮点运算处理减少运算的复杂度及资源的占用.      

基于改进空间平滑技术的ESPRIT探地雷达时延估计算法

该文针对探地雷达地下回波时延估计问题,在详细论述ESPRIT探地雷达时延估计数据预处理过程的基础上,提出一种基于改进空间平滑技术的ESRPIT探地雷达超分辨率时延估计算法。基于FDTD的层状模型仿真数据验证了所提算法的有效性和可靠性。     

一种海面目标定位跟踪方法

针对海面可疑目标定位跟踪问题,提出在海面部署无线传感器网络。通过已知节点与未知节点之间的位置关系,估计出未知节点的位置坐标;建立跟踪质点与目标的误差系统方程,考虑网络延时,分为理想和有海浪干扰两种情况:理想情况下,给出系统渐近稳定的条件,并通过定义李雅普诺夫函数和Schur定理进行证明,求解线性矩阵不等式,得到控制器,使系统渐近稳定;当系统存在海浪干扰时,给出H∞控制的条件,并证明此条件下,控制器可使系统渐近稳定,由此实现对目标的跟踪。数值仿真验证了所设计定位跟踪方法的有效性。     

沿航向运动误差对SAR回波特性的影响

分析了合成孔径雷达(SAR)平台沿航向运动误差对回波信号时域及频域特性的影响.建立了带有沿航向运动误差的时域回波信号模型,得到了回波时域误差的计算公式;利用级数反转原理,推导了回波频域误差的表达式,为SAR系统分析及成像算法设计提供了理论依据.理论分析和计算机仿真表明,回波频域特征对沿航向运动误差更为敏感.     

天线-罩系统电气性能分析

天线罩在保护雷达天线不受环境影响的同时,又会对天线的电磁辐射产生某些干扰．使天线的电气性能降低．因此,需要对天线-罩系统的电气性能进行精确分析和仿真预测．在天线罩工程中应用较多的是射线跟踪(RT)法和平面波谱-表面积分(PWS-SI)法,通过对比分析发现PWS-SI技术在分析精度和运算速度上具有较突出的优点,同时具有精确处理天线-罩系统近场的灵活性．应用PWS-SI方法对某一类较小的天线-罩系统E-面上的远场和方向图(SP)、瞄准误差(BSE)和瞄准误差率(BSES)进行了数值分析和计算,并将仿真计算结果与实测值进行比较,发现两者具有良好的一致性,证明PWS-SI方法在预测这类天线-罩系统的电气性能上是准确有效的．     

高空俯视雷达的大气折射修正与定位误差模型

为了实施对地面目标的精确打击,空中飞行器上的雷达首先需要对地面目标精确定位.由于雷达电波在大气中传播时会产生折射误差,因而会影响雷达定位精度.针对有关部门的实际需求,以及目前大气折射误差修正基本上都是基于地基雷达的现状.通过选择高精度的对流层和电离层大气模型,利用全国对流层大气参数和电离层大气浓度剖面建立大气折射率剖面数据库.根据电波传播理论,利用射线描迹法推导出了位于电离层中俯视雷达的大气折射误差修正模型和定位误差模型.仿真实验表明,大气折射效应对高空俯视雷达探测精度影响很大.利用该模型可极大地提高俯视雷达的定位精度,为有效打击地面目标奠定基础.     

基于自动识别系统信息相关系数法的阵列幅相误差校准方案

针对高频地波雷达系统的工程应用,提出一种基于自动识别系统(automatic identification system, AIS)信息相关系数法进行阵列幅相误差校准的方法。该方法利用低信噪比的舰船回波信号,可以实现同步校正,不需要专门部署应答器,且成本低,对于不能借助直达波校准的单基地高频地波雷达系统同样适用。分析现场的实测数据结果表明,通过该方法对阵列幅相误差进行校准可以获得稳定的幅度、相位校准值,校准后多信号分类(multiple signal classification, MUSIC)空间谱估计方位角的准确性和分辨率得到大幅度提高,进而显著改善利用MUSIC算法估计海流方位角的高频地波雷达系统海流探测性能。     

基于S变换的浮标式高频地波雷达相位补偿算法

针对浮标式高频地波雷达系统,分析了雷达平台晃动对回波信号相位的影响,并且提出一种基于S变换的相位补偿方法。该方法利用信号窄带分量中能量最大者作为相位补偿的标校信号,采用S变换的时频分析方法对雷达信号的瞬时频率以及相位进行估计,实现对回波信号相位补偿。仿真结果显示一阶海洋回波谱得到了很好的锐化,与相位污染前的多普勒频谱相近,从而验证了方法的有效性。     

大气折射误差修正研究现状与展望

雷达是测量目标位置和速度的常用手段之一.为了提高雷达的测量精度,需要对因大气折射效应而产生的雷达测量误差进行修正.首先简要给出了雷达系统中大气折射误差的问题描述及进行误差修正的思路.然后不仅详细阐述了目前常用的电波射线描迹法、近似修正法和新型修正法等电波折射误差修正技术在雷达定位中的研究和应用现状,而且也阐述了几种用于对雷达测速折射误差修正方法的研究和应用现状,同时,对各种方法的使用范围及其优缺点也进行了简单的分析.最后,给出了雷达系统大气折射误差修正技术在今后的研究方向.     

EOF分解方法反演海浪参数的有效性研究

【目的】进一步确认经验正交函数(EOF)分解处理导航X波段雷达图像序列方法的有效性。【方法】基于两套导航X波段雷达同步观测的实验数据,利用经验正交函数分解算法反演海浪的有效波高(SWH)、峰值周期、主波波向和主波波长。【结果】4种参数均方根误差分别为0.1~0.2m,0.6~0.9s,5.01°和7.09m。【结论】经验正交函数分解反演不同海浪参数的方法适用于处理近岸海区的非均匀波浪场。     

低耗散低色散有限差分格式误差分析

基于7点中心色散保持(DRP)空间离散格式,结合5种龙格库塔(RK)时间积分方法,从误差构成、误差传播、误差累积3个角度出发,采用传统Von Neumann误差分析方法和修正误差传播分析方法,分析比较了各时间离散格式和全离散格式的耗散色散误差,波数分辨能力,长距离波计算误差传播,低频波、中频波、高频波的误差累积特性,还从稳定性、求解精度等角度分析比较了各组合格式的优劣,获得了与7点中心DRP格式组合的最佳时间离散格式ORK6;最后对一维标量和矢量波动问题计算验证了各组合格式的准确模拟能力.     

红外/毫米波复合制导信息处理方法及MPSoC实现

针对共口径红外/毫米波复合制导应用需求,提出一种基于自回归(AR)谱估计和扩展卡尔曼滤波的信息融合处理新方法,基于此方法构建了实现红外/毫米波复合制导信息处理的多处理器片上系统(multiprocessor SoC,MPSoC),该系统采用主/从流水线结构,解决了基于此系统框架的多核通信、系统同步等问题.所提多处理器片上系统在单片FPGA上实现,FPGA实测结果表明,目标融合预测轨迹和真实轨迹基本重合,误差不超过10-2 rad,航向角融合精度远高于毫米波雷达和红外的精度,取得了比较好的融合效果;在100MHz的时钟下,整个红外/毫米波复合制导的信号处理的处理时间不超过2ms,满足复合制导对系统的实时性要求.     

基于FM广播的无源雷达自适应回波重建系统研究

介绍了采用调频广播作为外辐射源的无源雷达,因FM广播载频高和带宽窄,采用窄带采样定理可以保证在信号无失真采样的前提下大大降低采样频率,为实时信号处理提供方便。另外,目标回波会受到较强的直达波干扰影响,由于多普勒频移相对较小,目标回波与直达波干扰频谱混叠严重,使用经典滤波器进行直达波干扰抑制十分困难。因此,设计了基于最小均方的自适应回波重建系统,仿真表明,直达波干扰抑制效果明显,目标回波得到较好重建,自适应回波重建系统工作性能良好。     

一种新的采用LFM波的超声液位测量技术研究

超声是液位测量的主要技术之一,但传统的超声液位测量技术在测量准确性等方面还存在不足.研究表明优化系统发射波形可以明显提高测量的准确性和距离分辨力.采用线性调频(linear frequency modulated,简称LFM)波形发射及回波信号能量压缩、优化测量系统、引入渡越时间修正量,形成一种新的超声液位测量技术,并进行实验验证.实验结果表明:液面静止状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量绝对误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.595 mm和1.52 mm;液面波动状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量均方误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.487 mm和1.39 mm.     

基于单频涡旋电磁波雷达的人体目标步态精细识别

现有基于传统平面电磁波雷达的人体目标识别技术能够实现对步态差异较大的人体目标的分类识别,但在步态精细识别方面面临较大困难。将涡旋电磁波雷达应用于人体步态识别中,尝试通过发射携带有轨道角动量的单频涡旋电磁波来增加雷达回波中的目标信息量,以提高人体步态精细识别能力。首先建立了人体目标的涡旋电磁波雷达回波模型,并仿真生成了3种步态下的回波数据集;然后通过将回波变换到基频,获得目标线多普勒和角多普勒混合信息并用时频图表征,最终将时频图输入到卷积神经网络模型中获得分类结果。仿真实验表明：相比于传统平面电磁波雷达,使用涡旋电磁波可以提升人体步态精细识别能力。     

宽带下视雷达信号模拟器的研制

分析了宽带下视雷达目标回波的特点及散射中心截面积的确定方法，地杂波回波的特点及其概率密度函数，功率谱函数，提出了一种通用的雷达信号模拟器模型，采用ＰＣ机ＤＭＡ控制方式实现了一个宽带下视雷达信号模拟器。解决了硬件设计和软件算法中的关键技术问题，并获得了良好的性能指标。