Ultrafast optoelectronic technology for radio metrology applications

Ultrafast optoelectronic technology has been widely used in terahertz time domain spectrum, terahertz imaging technology, terahertz communication and so on, and great progress has been achieved in the past two decade. Recently, this innovative technology has been applied in radio metrology and supplied a potential and hopeful method to solve the existent challenges of calibration devices and equipments with bandwidth up to 100 GHz. This paper generally summarizes the emerging applications of the ultrafast optoelectronic technology in radio metrology. The main applications of this technology in calibrating broadband sampling oscilloscopes, the high-speed photodiodes and calibrating the electrical pulse generators are emphasized, and the testing of monolithic microwave integrated circuits is also presented.     

高超声速目标雷达回波脉内运动模型

针对线性调频脉冲压缩雷达体制下高超声速目标回波信号建模问题,采用目前常用的停走模型,由于忽略了目标在一个脉冲持续时间内（简称脉内）的运动,不能真实反映目标回波特点,高超声速目标回波信号的脉冲压缩输出存在较严重的主瓣偏移并展宽的问题,严重影响目标信号的积累与检测。对此,提出了高超声速目标回波信号的脉内运动模型,理论分析和数值仿真均表明了高超声速目标的回波信号采用脉内运动模型的必要性。在典型参数下,采用脉内运动模型比采用停走模型的脉冲压缩增益提高3 dB以上。     

一种脉冲压缩信号旁瓣抑制方法

给出了一种在脉冲压缩技术中实现低的压缩脉冲距离旁瓣的方法,由希望的压缩脉冲波形来设计加权滤波器。导出了可实现低的压缩脉冲距离旁瓣的条件。实验用声表面波(SAW)器件实现时,对线性调频信号,其压缩脉冲最大主旁瓣比为50dB。而用数字方法实现时,压缩脉冲最大旁瓣电平还受A/D及D/A变换器位数的限制。     

随机捷变相位编码脉冲压缩的实现

捷变相位编码脉冲压缩技术是一项新的雷达信号处理技术。本文从理论与实验两方面就实现捷变相位编码脉冲压缩的几个主要问题进行了讨论。首先,作者提出了准最佳码集的构造方法。同时从理论上分析了采用捷变与压缩后积累相结合的信号处理方法对脉压性能的改善。其次,给出捷变码产生器、数字相关器及数字积累器的组成与工作过程、性能指标等。另外,作者还进行了计算机仿真及硬件实时处理方面的工作与实验。进一步验证了理论分析结果。     

GLOBAL ASYMPTOTIC STABLE ERADICATION FOR THE SIV EPIDEMIC MODEL WITH IMPULSIVE VACCINATION AND INFECTION-AGE

We study the application of a pulse vaccination strategy to eradicate the slowly progressingdiseases that have infectiousness in latent period.We derive the condition in which eradication solutionis a global attractor,this condition depends on pulse vaccination proportion p.We also obtain thecondition of the global asymptotic stability of the solution.The condition shows that large enoughpulse vaccination proportion and relatively small interpulse time lead to the eradication of the diseases.Moreover the results of the theoretical study might be instructive to the epidemiology of HIV.     

无约束E-脉冲波形综合方法

针对文献[1]和[2]中的缺点,提出波形宽度不受约束的E脉冲波形综合方法。首先,在理论推导的基础上,给出无约束E脉冲波形综合的原理和方法。然后,应用该方法利用仿真回波数据进行目标识别实验。实验结果表明,该方法是正确有效的。     

室内环境下衍射信号对太赫兹通信信道影响研究

太赫兹通信具备高带宽和高衰减特性,特别适合在室内无线通信系统中应用。在太赫兹通信信道下,会产生反射、衍射等现象,目前已有毫米波下的衍射模拟研究,但缺乏在太赫兹波下衍射特性的研究。应用一致性绕射理论、大气吸收衰减理论,对350 GHz频率下典型的楔形几何结构衍射进行了研究,结合射线跟踪法对比了材料、粗糙程度、入射角度对衍射功率的影响。应用双边缘绕射法,模拟了人在房间内行走时,衍射对太赫兹波室内信道特性的影响。     

低信噪比FPPS的弱信号提取与特征识别

针对目前电子战中脉压雷达信号淹没在强背景噪声中难以检测提取的现象,在信号相位匹配原理基础上,提出一种改进的弱信号提取模型—单元阵分段信号匹配法来实现对弱信号的提取;在此基础上结合多项式相位信号特点,提出一种改进的特征识别模型——剔除野点的多级中心差分法来实现对脉压雷达信号的特征识别.通过仿真实验表明,该提取识别模型对强白噪声环境下脉压雷达信号的提取与特征识别具有很好的效果.它不需要预先进行训练,并且计算简单易于实现,具有广泛的工程应用前景.     

基于斩波及数字信号处理技术的无零漂积分器

论述了基于斩波及数字信号处理(DigitalSignalProcessing,DSP)技术的长时间无零漂积分器的设计和实现.通过对传统模拟积分器及数字信号处理等方面的深入调研,给出了实际积分电路的误差分析,并据此采用了斩波技术和数字信号处理技术,以解决零点漂移、非线性误差和泄漏等传统模拟积分器存在的问题,设计并制做了一个适合于等离子体物理的托卡马克装置放电实验中诊断信号测量的长时间无零漂积分器.     

基于AF的多相编码脉冲脉内调制参数估计

雷达信号脉内调制参数估计是电子对抗领域的一个重要问题。推导了P4编码脉冲信号模糊函数(ambiguity function, AF)的表达式,得出AF幅度图像上距离主脊线最近的脊线在时延轴和多普勒轴上截距分别等于编码时长和子码率这一结论。采用RAT(Radon ambiguity transform)和图像Radon变换估计信号参数,采用三次多项式插值方法提高估计精度。分析了估计方法应用于不同码型编码脉冲信号的输出信噪比,理论分析和仿真结果都说明,估计算法对P3和Frank编码脉冲比P1、P2和P4有更好的估计性能。     

雷达信号分选关键技术研究综述

复杂电磁环境下的雷达信号分选是雷达侦察干扰的核心技术,也是雷达截获领域一个从未停止的理论研究与技术实现问题。系统地介绍了国内外近年来在雷达信号分选领域的关键技术研究现状和最新进展,包括雷达对抗电磁环境模拟、基于软件处理的雷达信号主分选计算负担估计、雷达信号分选算法、雷达信号分选的硬件实现技术、基于脉内特征参数的雷达信号分选及雷达信号分选仿真模型及评估。指出了目前这一领域有待进一步深入研究和完善的问题,如高精度雷达参数测量技术、复杂信号分选的并行实现算法与硬件实现技术、高密集雷达脉冲流中的捷变频雷达信号分选与干扰技术等。     

距离扩展目标检测的研究

本文以脉冲串作为距离扩展目标的回波模型，根据回波信号的不确定性，分别以相干脉冲串、非相干脉冲串及振幅独立起伏的非相干脉冲串的检测来讨论高距离分辨雷达的检测问题，并实测了Ｎ１７飞机缩比模型的回波信号，给出了相应检测性能改善的估计。     

不均匀大气结构中的电磁环境仿真研究

采用三维矢量抛物方程方法建立了电磁环境仿真模型,提出了基于旋转波阵面处理不规则地表边界条件的算法,简化了边界处理过程;为了计算脉冲电波传播场,采用傅里叶变换方法用脉冲包络代替单频电波,提出了近似系数求解多频点反复计算的方法;通过Kriging算法对地形高程进行插值,分析了脉冲电波在不均匀大气结构中的传播特征;最后通过数值仿真说明了模型的正确性。     

利用组合脉冲解决超宽带雷达中探测盲区问题

为了解决脉冲压缩技术运用于超宽带（ultra-wideband,UWB）雷达系统中在增加其最远探测距离的同时也增加了探测盲区这一问题,提出一种利用长短脉冲相组合的伪随机（pseudo random noise, PRN）码调制的二相编码UWB信号作为雷达信号发射源,在满足短脉冲的最大探测距离大于长脉冲的最小探测盲区的条件下,解决UWB脉冲压缩雷达系统探测盲区的问题。Matlab仿真结果表明了理论分析的正确性及所提出的方法可以很大程度减小雷达探测盲区,说明所提出方法的可行性与优越性。     

基于中国余数定理的目标距离估计算法

为了提高目标检测性能,脉冲多普勒(pulsed Doppler, PD)雷达常常采用高脉冲重复频率(pulsed repetition frequency, PRF)信号,以便在信号频域获得比较宽的无杂波区,但高的PRF往往引起目标的距离模糊。现有的解距离模糊算法大都面临计算量大的问题,该文紧密结合PD雷达体制的特点,在基于PD雷达参差重频模式下,提出一种最优余数的封闭式鲁棒中国余数定理(closed-form robust Chinese remainder theorem, CFRCRT)目标距离估计方法。该方法不仅可以在视在距离有误差的情况下精准地重构目标真实距离,而且具有封闭式的解析解,大大减小了运算量。理论分析和仿真实验都表明该文提出的方法在精度和实时性能上都具有一定的优越性。     

交替二进制偏移载波信号的多参数盲估计

针对恒包络交替二进制偏移载波(alternate binary offset carrier, AltBOC)信号调制方式复杂, 导致信号参数盲估计困难的问题, 提出一种基于频域累积的循环谱盲估计算法。首先根据信号模型求取AltBOC信号的循环自相关函数, 并将该循环自相关函数等效为16个子信号的循环自相关函数之和; 其次利用傅里叶变换分别对其循环谱进行表示, 并在此基础上进行频域累积, 最后利用信号在循环频率截面上的尖锐脉冲间隔规律估计AltBOC信号的伪码速率、副载波速率以及载频。仿真结果和理论分析表明, 该算法对AltBOC信号的多参数估计能得到较为精确的结果。     

双曲调频波形抑制间歇采样转发干扰效果分析

双曲调频(hyperbolic frequency modulated, HFM)波形具有多普勒不变性, 在宽带雷达对高速目标的成像中具有重要价值。而间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming, ISRJ)作为一种常见的有源干扰, 利用了脉冲压缩雷达的相干特性, 实现了多假目标干扰的效果, 对采用线性调频波形的雷达探测有着极大影响。该文基于对HFM波形和ISRJ的模型分析, 推导出HFM波形参数与ISRJ的效果之间的相关关系; 并经分析表明: HFM波形不仅具有良好的多普勒不变性, 而且较线性调频波形对ISRJ有更好的抑制效果。该结论可为HFM波形抗干扰设计提供理论依据, 数值仿真验证了结论的有效性。     

Deterministic simulation of UWB indoor propagation channel

A site-specific model of UWB pulse propagation in indoor environment is addressed. The simulation utilizes the principles of geometrical optics （GO） for direct and reflected paths＇ tracing and the time domain technique for describing the transient electromagnetic field reflected from wall, floor, ceiling, and objects. The polarization of the received waveform is determined by taking into account the radiation pattern of the transmitting and receiving antennas, as well as the polarization changes owing to every reflection. The model provides more intrinsical interpretations for UWB pulse propagation in realistic indoor environment.     

1-bit采样下雷达脉压性能分析

1-bit采样因其低成本、低功耗等优势引起了广泛关注, 本文主要讨论1-bit采样下雷达的脉压性能。首先, 推导了1-bit采样造成的信噪比损失, 分析了1-bit采样的适用条件, 进而发现1-bit采样适合于单次回波信噪比较低的应用场景。接着, 通过理论分析可知相对于高精度脉压系数, 1-bit脉压系数会带来额外的脉压信噪比损失, 但实现方式更为简单。此外, 分析了在高信噪比下, 发射信号为线性调频(linear frequency modulation, LFM)信号时周期性假目标出现的原因, 并且指出相位编码可有效避免假目标出现。仿真实验验证了以上理论推导的正确性。最后, 结合某高频(high frequency, HF) 地波雷达的实测数据验证了1-bit采样的可行性。     

带限条件下雷达信号的超分辨处理方法

雷达的距离分辨率与发射信号的带宽成反比 ,要获得大的距离分辨率 ,必须发射宽带雷达信号。事实上 ,在雷达发射波形设计时 ,考虑到雷达的总体性能指标和工程上的可实现性 ,发射信号带宽是受限的。如何在有限带宽情况下提高距离分辨率是一个值得解决的技术难题。针对脉间频率步进雷达回波信号的特性 ,采用MUSIC(multiplesignalclassification)算法 ,实现了带限条件下雷达信号的超分辨处理 ,进一步提高了脉间频率步进雷达的距离分辨率。仿真实验证明了结果的正确性。