用于方向回溯天线的Costas环相位共轭电路设计

为实现天线波束的实时自动对准即方向回溯, 提出了一种基于Costas环的相位共轭电路, 同时该相位共轭电路具有解调调制信号的能力, 即实现全双工通信的能力。首先, 利用改进的Costas环结构实现对调制信号的数据解调输出及载波恢复。然后, 采用外差混频结构对已恢复的载波进行相位共轭, 并以此作为发射载波进行信号调制输出, 从而实现阵列天线波束向来波方向自动实时对准, 即实现具有方向回溯能力的全双工通信。最后, 通过仿真对该电路进行功能性验证。结果表明, 该电路在不同输入载噪比条件下, 实现了对四相相移键控调制信号的解调, 相邻射频通道解调信号的同相叠加, 相邻射频通道相干载波信号的相位差共轭, 验证了该相位共轭电路的波束自跟踪和全双工通信能力。     

基于参数估计的步进频ISAR成像运动补偿方法

分析了基于步进频雷达运动目标的回波信号模型,讨论了目标运动对ISAR成像的影响,针对当目标有速度或加速度时会造成高分辨距离像移位和畸变,并使二维像散焦的情况,提出了一种基于高斯包络线性调频信号自适应分解、高分辨距离像互相关法及多普勒横向像最小熵法的运动补偿算法。该算法利用高斯包络线性调频信号自适应分解得到回波多普勒调频率和目标运动的加速度,通过距离像移动对目标运动速度进行初估计,并用高分辨距离像互相关法及多普勒横向像最小熵准则提高目标速度及加速度的估计精度,然后进行运动补偿。该算法计算量小,估计精度高,仿真结果验证了它补偿效果好,能获得清晰的ISAR像。     

基于改进MUSIC算法的散射中心参数提取及RCS重构

随着隐身技术的发展,雷达目标的边缘绕射等逐渐取代镜面散射成为主要的散射源,因此基于几何绕射理论（geometric theory of diffraction,GTD）的散射中心模型对隐身目标电磁散射特性的描述要比衰减指数和模型更为精确。显然,准确估计出GTD散射中心参数对刻画目标散射特性犹为重要。针对经典多重信号分类（multiple signal classification,MUSIC）法仅利用目标原始回波数据、参数估计精度不高这一问题,提出一种改进的MUSIC算法对散射参数估计提取。改进的MUSIC算法通过对原始回波数据取共轭,构建新的总协方差矩阵,有效利用了目标原始回波数据的共轭信息。仿真结果表明,与经典MUSIC算法相比,改进的MUSIC算法参数估计精度更高,雷达散射截面重构拟合程度更好,且运算量增加不大,可有效提取出隐身目标的散射中心。     

基于共轭梯度的宽带相关处理快速算法

宽带主动信号处理是以宽带相关计算为基础的,通常采用目标尺度-时延二维搜索的计算结构。要达到较高的参数估计精度,处理结构就必须采用高密度搜索,但这同时会带来系统难以承受的大运算量。提出了基于共轭梯度的宽带相关处理快速算法,通过以较大的时延-尺度扫描间隔对目标参数进行粗略估计,得到参数估计的初值,并采用共轭梯度法构造一组共轭方向,由初值出发作迭代运算实现对峰值的搜索。仿真计算表明：基于共轭梯度的宽带相关处理快速算法能以较小的运算量得到对参数的精确估计,并具有较高的参数估计精度。参数估计误差的方差接近宽带相关处理的克拉美-罗下限（Crame-Rao low bound, CRLB）。     

BP网络的快速自适应学习算法

针对BP网络现有学习算法的不足,在研究多种改进算法的基础上,在非线性规划理论的指导下,在共轭梯度法中巧妙地运行间插步骤和不精确的一维搜索技术,因而形成一种自适应的、具有全局收敛性的、快速的学习算法.     

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。     

基于瞬时测频原理的高机动隐身目标检测算法

高速、高机动隐身飞行器严重压缩了防空导弹雷达导引头的探测威力,而通过增加相参积累时间提高导引头灵敏度是解决此问题的有效技术途径之一。提出一种基于瞬时测频原理的长时间相参积累算法,用于脉冲多普勒雷达导引头对隐身目标的检测。该算法将电子对抗领域成熟的瞬时测频技术创新应用于雷达导引头的目标检测过程中,通过对弹目相对加速度的盲估计,补偿回波信号中的二次项,使得因弹目相对加速度产生的频谱展宽问题得以解决。补偿后的回波信号相参积累时间得以增加,这使得导引头检测灵敏度随之提高。仿真条件下,此算法将导引头的截获灵敏度提高了12.5 dB,作用距离提升一倍有余。此算法还可以推广应用到弹目加加速度或者更高次项存在的情况。     

无源系统中时间差和角度变换跟踪算法

在使用时间差方法对目标进行无源跟踪时,跟踪系统中的各站点有时无法同步截获目标的信号,使跟踪过程中误差增大。提出基于时间差与角度切换的跟踪算法。该算法利用时间差和角度测量的结果,使用扩展卡尔曼滤波对目标跟踪,通过对每个周期各站截获信号和对目标跟踪精度的情况,选择输出两种方法对目标位置估计结果。算法比仅利用时间差的方法有更强的适应性,同时精度并没有下降。给出了算法的具体步骤,通过仿真实验验证该算法的有效性。     

求解非均匀介质问题的双共轭梯度方法

分析非均匀介质条件下的电成像问题 ,在说明电成像仪的测量环境和测量原理之后 ,对这种复杂条件的电磁场问题 ,采用三维有限元方法进行分析。为了保证计算精度 ,在分析过程中 ,需要划分较多的空间网格 ,从而生成大型的有限元矩阵方程。对此大型矩阵方程 ,采用计算效率较高的双共轭梯度方法求解 ,给出了双共轭梯度方法的算法和利用该算法求解有限元矩阵方程时的收敛速度曲线 ,并对水平分层和倾斜分层两种典型情况下的非均匀介质成像问题进行分析 ,给出了模拟测量成像结果。     

工业热设备内壁缺陷形态仿真研究

工业热设备内壁缺陷的具体形态在安全检测中有着重要的作用,但一般情况下难以直接观察和测量。建立了基于传热反问题机理的工业热设备内壁缺陷形态辨识的数学模型,利用红外温度计获取热设备外壁的温度分布,从目标函数的泛函变分出发,将共轭梯度法引入反问题数值计算中,通过把反问题转换成三个问题的求解:正问题,灵敏度问题及伴随问题,遏止了反问题对测量误差的放大作用,仿真实验验证了该方法的有效性。     

对任意分布目标的舰炮对面区域射击瞄准点配置方法

为解决目标服从不规则分布情况下,舰炮对面射击瞄准点配置求解困难的问题,提出对任意分布目标的舰炮对面区域射击瞄准点配置方法。通过在离散空间内描述目标分布概率密度函数,直接给出数值形式的目标分布概率密度函数,避免解析形式下多次更新、更改对目标概率密度函数复杂度的提升;基于变分分析,求解数值形式的最优有效范围与最优中间函数;基于最优有效范围进行射击瞄准点初分配,之后基于共轭梯度法与最优中间函数进行射击瞄准点配置优化。仿真分析中,在目标服从规则分布情况下分别采用现有方法与所提方法求解瞄准点配置与对应毁伤概率,在目标服从不规则分布情况下采用所提方法求解瞄准点配置,并通过统计模拟法对比验证毁伤概率。结果表明,该方法在目标服从规则分布情况下与现有方法优化程度相当;同时,该方法能够求解目标服从不规则分布情况下的瞄准点配置,对应毁伤概率与理论最优毁伤概率相近。     

一种跟踪机动目标的新方法

本文应用控制理论分析了R.A.Singer零均值模型在跟踪机动目标方面的局限性;提出了一种目标加速度的截断正态概率密度模型,并将目标加速度模拟为非零均值、时间相关的随机过程;借助于切比雪夫(CHEBYSHEV) 不等式来确定目标加速度的均值和方差之间的关系,并引用卡尔曼滤波器所包含的目标机动的统计信息来实现方差自适应算法。 理论分析表明,本文的模型和算法跟踪恒加速目标时稳态偏差为零,从而消除了Singer方法在跟踪恒加速目标时所存在的稳态偏差。 计算机仿真结果证实了理论分析的结论,表明本文提出的模型和采用的算法能够较好地跟踪高度机动目标。     

基于AR模型的共轭循环波达方向估计

基于信号循环特征的DoA估计都需要确定循环相关函数的最优延迟时间参数,当相同循环频率的多个信号具有不同的最优延迟参数时,利用确定的延迟时间参数很难确定所有信号的DoA估计。利用信号的共轭循环平稳特性,采用基于AR模型的空间谱估计来确定信号的DoA估计,提高了有限长阵列孔径空间分辨率,且该方法不需要选择最优延迟时间参数,从而适用于任何调制类型信号的DoA估计。     

考虑记忆交叉项的宽带功放行为建模方法

针对宽带功率放大器的强记忆效应,提出了一种前馈交叉记忆多项式模型。该模型由主信号对消和畸变注入两个环路构成。信号对消环路采用记忆多项式模型对带内动态线性记忆效应进行建模;畸变注入环路采用记忆时刻信号间的交叉记忆项对带外扩展频谱行为进行建模。为克服最小二乘法在模型辨识中带来的数值不稳定问题,采用共轭梯度的方法对模型的参数进行辨识。为消除噪声和测量误差对模型参数辨识带来的影响,采用ADS软件包络仿真的方法获取精确的功放输入输出信号复包络数据,并对该模型进行充分的性能分析和评估。实验结果表明,所提方法对宽带功放的非线性动态特性具有很好的逼近能力,特别是带外频谱扩展特性,较之常用的方法提升了近10 dB。     

基于RCB与锁相环的跟踪鉴别测向方法

为了弥补阵列天线导向矢量失配和相位测量噪声对测向性能的影响,提出一种基于稳健capon波束形成技术(robust capon beamforming,RCB)和锁相环的矢量最优估计与跟踪鉴别测向方法。首先基于RCB与锁相环原理,对目标来波信号导向矢量进行最优估计与跟踪测量;然后在稳定、准确跟踪导向矢量的基础上,借鉴扩频接收机伪码鉴相原理确定来波信号方向。仿真分析表明,该方法能够弥补阵列流型失配和相位噪声的影响、突破角度相关间隔的限制,准确测量来波信号的方向。