高效的部分异步并行仿真的研究及应用

提出了连续系统的部分异步并行仿真算法及其在多计算机系统上的实现方法。为保证仿真结果的正确和提高仿真速率 ,所提出的连续系统的高效的部分异步并行仿真方案和适应消息传递的星型虚拟拓扑结构方案可有效地解决连续系统仿真的“算法 -结构匹配问题”。多计算机系统上连续系统仿真的特点之一是处理器间的通信非常频繁且消息很短 (一般为数个或数十个浮点数 ) ,因而在实现部分异步并行仿真时采用了异步传输方式来减少通信开销在仿真计算中的比例。实验结果表明 ,所提出的部分异步并行仿真比其对应的同步仿真具有更高的并行计算效率。     

窄带相参雷达调制谱超分辨处理方法

针对采用时分体制下窄带相参雷达对单个目标的连续跟踪时间变短,导致频谱分辨率降低的问题,提出了一种连接不同时间段回波信号的方法。该方法利用MUSIC算法估计窄带雷达时域回波的模型参数,然后用该模型连接不同时间段信号。通过该方法,可以提高窄带相参雷达时分多目标跟踪时的频谱分辨率,有利于调制谱特征的提取。对仿真和实测数据的分析处理验证了该方法的有效性。     

Range walk and array rotation in space-time adaptive processing: effects and compensations

This paper proposes a unified clutter model incorporating the effects of range walk and array rotation for space-time adaptive processing (STAP) in airborne multi-channel early-warning radar. Based on this clutter model, STAP performance is then analyzed from the perspective of covariance matrix tapering (CMT). For STAP performance degradation due to array rotation, a determinate compensation method is proposed based on the CMT method. Numerical examples are provided to verify the analysis and the proposed compensation method.     

Target location with signal fitting and sub-aperture tracking for airborne multi-channel radar

The location of a moving target based on signal fitting and sub-aperture tracking from an airborne multi-channel radar is dealt with. The proposed approach is applied in two steps: first, the ambiguous slant-range velocity is derived with a modified single-snapshot multiple direction of arrival estimation method, and second, the unambiguous slant-range velocity is found using a track-based criterion. The prominent advantage of the proposed approach is that the unambiguous slant-range velocity can be very large. Besides, the first stage is carried out at the determinate range-Doppler test cell by azimuth searching for fitting best to the moving target signal, therefore, the location performance would not be sacrificed in order to suppress clutter and/or interference. The effectiveness and efficiency of the proposed method are validated with a set of airborne experimental data.     

基于FPGA的SAR回波仿真快速实现方法

回波仿真是进行合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）研究的重要途径,但其计算量巨大,所需的时间较长。为了快速实现SAR回波仿真,提出一种改进的同心圆方法进行快速计算,同时考虑到运算较为规整的特点,采用现场可编程门阵列（field programmable gate array,FPGA）作为主处理芯片。设计了专用于SAR回波信号模拟的数字信号处理板卡,并在板卡上编程实现整个回波模拟算法,给出资源使用情况和量化噪声影响,实际应用结果显示,采用FPGA来实现SAR回波仿真可以在保证精度的前提下大大加快仿真速度。     

基于高频方法分析电大尺寸目标的散射

采用物理光学法及其改进方法分析电大目标的雷达散射截面。作为对物理光学方法的修正,采用等效电磁流法计算了物体棱边绕射场的贡献。由于电磁波在腔体内存在多次反射,物理光学方法对于腔体的电磁散射问题给出的结果误差较大。为此,可以采用迭代物理光学法和弹跳射线法计算腔体散射。分别采用迭代物理光学法和弹跳射线法方法计算了腔体电磁散射,并且对迭代物理光学法与弹跳射线法方法的优缺点进行了对比。最后,提出利用图形处理器加速弹跳射线法方法的射线追踪部分,实现了弹跳射线法方法的有效加速。数值结果表明上述方法是有效的。     

非线性非高斯模型的高斯和滤波算法

通过将模型的状态噪声和观测噪声均表示成高斯和的形式,推导出非线性非高斯状态空间模型的高斯和递推算法,进一步提出了对应的扩展卡尔曼和滤波器（extended Kalman sum filter, EKSF）和高斯厄密特和滤波器（Gauss-Hermite sum filter, GHSF）。EKSF和GHSF分别用扩展卡尔曼滤波器（extended Kalman filter, EKF）和高斯厄密特滤波器（Gauss-Hermite filter, GHF）作为高斯子滤波器。分析的结果表明,现有的高斯和滤波算法是本文算法的特例;仿真结果表明,EKSF和GHSF能有效处理非线性非高斯模型的状态滤波问题,与高斯和粒子滤波器（Gaussian sum particle filter, GSPF）相比,EKSF和GHSF在保证精度的同时,大大降低了计算量,仿真时间分别约为GSPF的5%和6%。     

矢量阵相干宽带MVDR聚焦波束形成

研究了两种矢量阵相干宽带MVDR聚焦波束形成方法:CSS-MVDR聚焦算法和STMV聚焦算法。两种方法将相干宽带MVDR高分辨方位估计方法及矢量阵信号处理技术与聚焦波束形成相融合,较常规聚焦波束形成具有更高的分辨力和更低的旁瓣级,能解决左右舷模糊问题并提高处理增益,可有效提高辐射噪声源近场定位识别效果。两种方法均可直接处理相干宽带信号,对于实际水声信号具有更高的适用性,具有较高的工程应用价值。通过仿真研究验证了相干宽带聚焦算法具有优越的空间分辨能力。     

相控阵雷达旁瓣对消工作模式研究

从解矩阵方程的角度出发 ,在理论上分析了雷达旁瓣对消系统对消旁瓣干扰的工作原理 ,并由此得出了雷达实现最佳旁瓣干扰对消所需满足的条件 ,同时给出了实际的雷达旁瓣对消系统可能的四种工作模式 ,并比较了其优缺点。给出的最佳旁瓣对消条件 ,在雷达旁瓣对消系统的整体设计和对消系统性能的分析中将具有实际的指导意义。     

一种高分辨率谱估计与数据外推的快速算法

利用信号频谱幅度分布的先验信息,对短时数据序列信号提出了一种实现高分辨率谱估计和数据序列外推的快速算法。该算法利用了算子矩阵的特殊结构,采用简单、快速的矩阵求逆算法,使算法的运算量和数据存储容量大幅度下降。给出了算法在高分辨率谱估计及数据序列外推中的应用实例和仿真结果,证实了该算法的优良性能。