基于脉冲压缩的宽带数字接收机设计

针对传统宽带数字接收机存在跨信道问题以及在低信噪比下检测能力差、对宽带同时到达信号处理能力差的缺点,提出一种基于脉冲压缩的新型宽带数字接收机结构进行雷达信号的截获及脉冲描述字参数的提取.将基于脉冲压缩的接收机结构从模拟域扩展到离散域,推导出信号经过数字压缩接收机后的数字离散形式.新型接收机结构采用线性调频信号与接收信号混频得到混频信号,将混频信号送入数字延迟模块进行卷积运算得到输出的脉冲尖峰.新型接收机结构本身不存在跨信道问题,并且可以有效地处理低信噪比环境下的信号及同时到达信号.通过推导给出输入信号频率与扫频信号带宽和数字延迟信号带宽的约束关系,并且进一步给出了雷达信号经过新型宽带数字接收机后的载频、带宽、脉宽、幅度等脉冲描述字信息的计算公式.仿真给出了新型宽带数字接收机在低信噪比下的信号检测能力、大带宽同时到达信号处理性能以及脉冲描述字提的取能力,并进一步分析了不同环境参数对脉冲描述字提取性能的影响.通过和传统信道化数字接收机信号检测和测频能力的对比,仿真结果证明了新型数字接收机结构在低信噪比下信号检测和参数提取的有效性.为数字压缩接收机的物理实现提供了理论基础,也提供了新的宽带数字接收机的设计理念.     

脉冲步进频率雷达宽带数字接收

根据脉冲步进频率信号的特征，提出了一种新的宽带数字接收方案．通过对回波脉冲串的分组采样和数字正交混频，实现了宽频带的步进频率脉冲信号的频率搬移，显著降低了信号的采样速率和硬件实现的复杂性．通过多级滤波设计和结构优化，简化了处理结构并提高了滤波性能和实时性．该宽带数字接收处理方法从根本上解决了传统的步进频率混频和相干检波模拟电路中存在的寄生调制和I／Q通道幅相不一致的问题．利用QuartusⅡ软件进行了电路设计和时序仿真，仿真结果表明该数字接收机的处理性能可以满足实时处理的要求，有很好的仿真成像结果．     

改进的基于频相差法的测向算法实现

在互谱算法运用到宽带信号测向的基础上,针对互谱算法在宽带信号测向过程中存在相位模糊与测角精度不足的问题,提出一种频率-相位差值法.该方法较好的解决了相位模糊和互谱法中阵元间距不大于信号最小波长一半等技术问题,此外,针对测向过程中可能存在相位跳变的问题,对相位差值进行了修正处理.无论在软件还是硬件平台上都验证了该算法的有效性.为宽带信号的测向提供了一种有效的方法,具有广阔的运用前景.     

改进的基于频相差法的测向算法实现

在互谱算法运用到宽带信号测向的基础上,针对互谱算法在宽带信号测向过程中存在相位模糊与测角精度不足的问题,提出一种频率-相位差值法.该方法较好地解决了相位模糊和互谱法中阵元间距不大于信号最小波长一半等技术问题,此外,针对测向过程中可能存在相位跳变的问题,对相位差值进行了修正处理.无论在软件还是硬件平台上都验证了该算法的有效性.为宽带信号的测向提供了一种有效的方法,具有广阔的应用前景.     

基于间歇采样的SAR盲移频干扰研究

针对传统的移频干扰无法对抗调频斜率捷变合成孔径雷达(SAR)，而盲移频干扰由于采用全脉冲处理方式生成干扰信号，其在实际工程应用中面临收发同时带来的收发隔离问题；同时基于天线收发分时工作体制的间歇采样干扰存在干扰主峰始终滞后于真实雷达目标的问题，提出了基于间歇采样的SAR盲移频干扰．首先将SAR雷达信号进行间歇采样，其次将间歇采样信号分为两路，分别对两路信号进行频谱扩展，然后通过共轭相乘操作实现频谱压缩得到基于间歇采样的盲移频干扰信号．从间歇采样干扰出发，给出了对SAR间歇采样信号进行盲移频处理的干扰原理，建立了基于间歇采样形式的SAR盲移频干扰信号的数学模型，并进一步分析了进行盲移频处理后的间歇采样信号的干扰性能．理论分析和仿真实验证明，该干扰方法不需要提前获取雷达信号参数，能够通过调整盲移频干扰中频谱扩展阶数和延迟时间来调整间歇采样干扰产生的干扰主峰位置，使间歇采样干扰主峰超前于真实雷达目标，并且该干扰方法产生的干扰主峰保留了盲移频干扰的特点，干扰主峰的距离向位置不随雷达信号调频斜率的变化而改变，能够有效对抗调频斜率捷变SAR信号．     

提高多普勒雷达测速估计精度的方法

针对连续波多普勒雷达外弹道测速的特点,为了解决频率分辨率与采样频率影响多普勒雷达速度测量精度的问题,提出应用快速傅里叶变换的频谱分析法.该方法基于目标弹道升、降规律对估计频率进行线性调整,能有效提高多普勒雷达的作用距离、测试精度和抗干扰能力,避免由于频率分辨率不够而出现连续相同的速度值.利用信号相邻两次截断后的频谱相位信息能提高频率估计精度.仿真结果和外场试验表明该方法在较低信噪比下,仍可以得到很高的频率估计精度.     

基于近似整周期采样的钢琴调音仪设计

提出一种基于近似整周期采样的数字测频方法,该方法先通过FIR滤波和过零比较算法测得信号的粗略频率,然后采用跟踪采样、跟踪滤波及拉格朗日插值算法实现单周期固定256点的近似整周期采样,最后通过256点FFT算法得到高精度频率值。设计了一种基于STM32-F407微控制器的便携式钢琴调音仪,并对8个不同频率的标准正弦信号进行了测频实验。实验结果表明,在低音频A2处测得频率相对误差为0.098%;在高音频c5处测得频率相对误差为0.021%。最后对钢琴琴键进行了测频实验,验证了调音仪的稳定性和实用性。     

一种基于正序分量的改进傅氏测频算法

从系统中性点漂移影响和特定谐波在正序分量中表现特性两个方面,分析基于正序分量的傅氏测频算法的改进机理.通过建立信号和采样模型以及MATLAB工具仿真,验证基于正序分量数据源计算的傅氏测频算法的改进效果.该算法降低了傅氏计算窗口数据初始相位对测频精度的影响,减小了谐波分量对傅氏测频算法精度的影响,也减小了计算输出频率与系统实际频率偏差对傅氏测频算法结果的影响.该算法适合定频采样的保护装置,且计算量不大,特别是本来需要计算序分量的保护装置.     

比幅比相测角系统信号处理技术研究

比幅比相测角是宽带被动雷达导引头测向系统中的一种重要方法，该系统结构简单，信号处理量小，因而得到了广泛的应用．针对比幅比相测角系统中存在的实际问题，重点研究了比幅比相系统中消除多值模糊的方法，提出了曲线拟合及对雷达脉冲采样等技术提高该系统测角性能．     

一种基于粒子滤波的跳频信号频率跟踪技术

为了能在未知跳频模式或跳频时刻的条件下,实时估计跳频信号的频率,提出了1种相位粒子滤波的跳频信号频率跟踪算法.首先建立了跳频信号的相位统计模型;然后通过粒子滤波算法实现对信号相位的后验概率密度估计;最后通过相位的后验概率密度实现对跳频频率的最小均方误差估计.算法使用序贯重要性采样技术实现粒子权值的迭代更新,采用系统重采...     

影响相检式多周期同步测频法测量精度因数的研究

简介了相检式多周期同步测频法的基本原理及其优、缺点;以理论分析和计算机模拟相结合,揭示了该方法中标准频率信号和被测频率信号的相位重合信息的变化规律,分析了这种变化对高精度频率测量的影响。并提出了进一步提高测频精度的可行方法。     

基于滤波器组的数字射频存储系统

提出一种应用于储频式雷达干扰机的数字射频存储(DRFM)系统设计方法.分析了综合滤波器组理论及DRFM系统的一般实现方法,利用分析综合滤波器组对信号的分解、重构能力,设计了基于分析综合滤波器组的DRFM系统.该DRFM系统保持了数字信道化接收具有的频率覆盖范围宽、动态范围大等优点,并解决了数字信道化接收时宽带跨信道信号的恢复问题.以该数字射频存储系统为核心的某储频式雷达干扰机已通过了外场测试,进一步证明了该系统的正确性.     

基于Kalman滤波器的多频电涡流信号解调方法研究

提出了基于Kalman滤波器的多频电涡流信号解调方法.该方法对含有多个频率分量的模拟信号进行直接采样,通过Kalman滤波器递推算法,实时同步解调多个检测频率分量的相位幅值等特征量信息.与传统的模拟相敏检波和数字相敏检波方法比,该方法无需硬件解调电路,电路结构简单,理论上可以软件灵活配置任意多个频点参数,不再依赖于具体硬件电路.     

宽带雷达侦测的两级数字信道化技术

在分析数字信道分离原理的基础上,对数字信道化的实现结构进行了有效改进,提出了降低数据率和硬件实现难度的两级数字信道化实现结构;并对相应的滤波器进行了分析设计。通过对四种雷达信号宽带侦测的仿真分析,验证了该结构的有效性与可行性,它提高了信道的频率分辨率,降低了滤波器的阶数和设计难度,易于硬件实现,在宽带雷达信号侦测中具有广阔的应用前景。     

频扫雷达的数字法测高

本文讨论了仰角频率扫描、方位机械扫描的三座标雷达数字法测高问题。全文分两部分: 第一部分介绍测高原理、方法与机能图。在原理上把频扫雷达的测高问题归结为对单个射频脉冲的瞬时频率测量问题,在方法上引进了新颖的多周期同步法。为了对回波信号能实时处理,采用了高速计数方案。第二部分对数字法测频的随机误差进行理论分析。文中分析了舍入误差噪声触发误差、剩余调频误差和触发延迟误差的影响及计算公式,同时将主要误差分量进行了综合。对应于不同的设计参数和回波信杂比,计算了相应的误差值     

基于压缩传感的混沌二相码雷达成像

压缩传感系统利用信号稀疏表示的先验知识,能从少量的观测值中重构原始信号。由于混沌相位编码信号是一种伪随机码,其越来越多地应用在雷达领域。本文将压缩传感理论应用到混沌二相码雷达系统中,将成像问题转化为字典选择问题来处理,对接收的回波进行线性投影来降低采样频率,通过最小化光滑0范数重构成像。实验结果表明,本文方法在有效降低采样频率的基础上,获得了较高质量的成像效果,并且对噪声具有一定的自适应性。     

基于RGB三基色的探地雷达时频谱显示方法

对探地雷达数据进行时频分析,得到的是随时间、频率和测站位置变化的振幅谱和相位谱。常用的频率切片图只能显示单一频率成分在剖面上的分布。要了解宽带雷达信号各种频率成分的展布,就需要很多频率切片图。本文提出一种基于红–绿–蓝(RGB)三基色的振幅谱或相位谱显示方法,在一幅彩色平面图上显示所有频率成分,不仅省时省力,而且能直观了解不同频率成分在剖面上分布的相互关系,给解释带来极大方便。     

重频参差解模糊超宽带雷达信号参数估计

针对超宽带雷达信号相关参数估计方法存在的相位模糊问题,提出基于重频参差解模糊技术的超宽带雷达信号参数估计方法,较好的解决相位模糊与参数估计精度之间的矛盾,实现了低信噪条件下对信号参数更高精度的估计。在高斯白噪声条件下对比窄带LFM信号对超宽带LFM信号进行了理论分析、仿真和比较,证明了该方法的有效性。     

全数字差拍频率测量方法

针对目前卫星导航系统中原子频率标准的高精度频率测量需求,提出一种全数字差拍频率测量方法,对被测标准频率信号直接进行数字采样,以解决模拟差拍频率测量方法受温度影响大的问题。利用最大似然估计实现相位估计,采用相位差分完成频率测量,并引入小波阈值去噪处理进一步提高相位估计精度。研究结果表明:当测量间隔为1 s、估计点数为3 000时的频率测量精度为2.0×10-14/s,经过小波阈值去噪处理后频率测量精度达到10-15/s量级。     

一种无锁相环的高精度数字视频彩色解码方案的研究

在模拟解码系统中,为了配合不同制式的信号,采用了多个不同频率的晶振,根据制式来进行切换,在模拟锁相环路的控制下跟踪色载波 在数字解码系统中,使用不同累加步长的数控振荡器来代替晶振,在数字锁相环的控制下跟踪色载波.全数字解码系统具有结构简单、精度高等优点,但设计较为复杂,并且对采样频率有要求,需要采样频率接近色载波频率的整数倍,否则数字鉴相会出错,故对于非整数倍采样的信号,需要先重采样至整数倍采样的信号才能使用数字色载波锁相环.各种视频制式的色载波频率都有严格的规定,故在一些数字视频解码系统中,为了简化设计便将色载波频率设为标称值,直接估计每行色载波的起始相位来进行解码.对于广播电视信号,由于其色载波频率精度极高,当使用这种方案时效果较好 对于非标准电视信号,如录像机等,其色载波频率会发生小幅漂移,而高精度的色载波对保证色调的严格不失真很重要,此时如果仍然采用无锁相环的解码方案,就会影响画面质量.本文提出了一种在50MHz采样率下,不采用数字锁相环同时又能跟踪非标准电视信号色载波频率漂移的数字视频解码方案.PAL制电视信号的色同步在50MHz采样率下有120个采样点.通过搜索机制获得合适的64个采样点,作乘累加运算以获得所需的两个DFT变换系数,根据频谱校正的原理得到了每行色载波的起始相位 在PAL制中,每场起始处有20行左右的黑电平信号,对其中8行的色载波相位利用相位展开算法展开,用最小二乘法建立线性回归模型进行拟合,获得展开相位的梯度,经过计算得到色载波频率的估计值,接着使用该帧的频率估计值和每行的相位估计值恢复出本地高精度的色载波进行色差信号的解调.文章最后给出了使用从电视信号发生器中采集的数据进行彩色解码的仿真结果.