采用修正逆傅里叶变换法的空间湍流风场建模研究

文章采用幅值谱修正的逆傅里叶变换法(IFFT)对空间湍流风场进行建模。首先,基于Fourier-Stieltjes积分从数学上推导了频谱的复共轭对称序列表达式。然后,根据Kaimal风速目标谱确定模拟点的风速傅里叶幅值谱,结合模拟点与相邻点的互功率谱确定该模拟点的相位信息;根据目标谱修正模拟点的风速幅值谱,产生具有时间和空间信息的风速时程序列。最后,对时程序列进行谱分析,并和Kaimal谱进行对比。结果表明,采用幅值谱修正的IFFT法得到的风速时程序列的功率谱密度(PSD)和目标谱的拟合度远优于传统方法,且计算效率提高62%。

沿虚轴无穷区间主值积分与逆傅里叶积分变换

在工程技术和科学研究的许多领域,傅里叶积分变换极为重要,但逆傅里叶积分变换手工计算比较困难,限制了傅里叶积分变换的应用范围。研究发现,逆傅里叶积分变换可以变换成沿复平面虚轴上的无穷区间主值积分,由此,导出一个逆傅里叶积分变换的计算公式,可用来快速完成逆傅里叶积分变换计算。

逆傅里叶积分变换与沿实轴无穷区间主值积分公式

傅里叶积分变换是工程技术和科学研究不可缺少的分析工具,但其逆变换计算比较困难。研究发现,逆傅里叶积分变换是实自变量复函数沿复平面实轴无穷区间上的主值积分,可转化为复变函数的环路积分,并利用留数计算来完成,我们导出的实自变量复函数沿复平面实轴无穷区间上的主值积分公式,可用于逆傅里叶积分变换的快速计算。

基于伪逆极坐标傅里叶变换的快速ISAR方位定标

在逆合成孔径雷达(ISAR)成像中,由距离多普勒或时频分析方法得到的ISAR图像方位向仅是目标的多普勒频率分布,不能反映目标的真实形状,需对ISAR图像进行方位定标。该文提出一种快速的ISAR方位定标方法来估计目标的旋转角速度(RAV)。首先,该方法利用高效的伪逆极坐标快速傅里叶变换把两幅不同时刻ISAR图像的旋转运动转化为沿极角的平移运动。然后,在极坐标域定义了一种新的积分相关代价函数来粗估目标的RAV。最后,通过采用二分法估计得到最优的RAV,进而实现ISAR方位定标。相比于现有方位定标算法,所提方法避免了插值操作带来的精度损失和高计算复杂度问题。计算机仿真和实测数据实验结果证明了所提方法的有效性。

基于线性变换降低OFDM系统中峰均功率比的方法

为降低OFDM系统中的峰均功率比(PAPR),本文提出了线性变换的方法。通过对输入序列进行逆傅里叶变换,减少序列的自相关性,从而降低了PAPR。如果将逆傅里叶变换后的信号与原始信号进行比较,并且选择PAPR较小的信号传输,可以进一步改善峰均功率比的性能。仿真结果表明,该方法不仅能大幅降低PAPR,而且不会引起误码率性能的下降和信号频谱的扩展。

基于时域弹跳射线法分析电大尺寸目标的散射

通过对频域弹跳射线法的表达式进行逆傅里叶变换推导出时域弹跳射线法的表达式,并且讨论了与时域弹跳射线法相关的八叉树加速算法、Nyquist抽样准则及遮挡判别方法。与时域低频方法(如时域有限差分法、时域积分方程法)相比,时域弹跳射线法的优点是计算速度快、所需内存少,是分析电大尺寸目标宽带雷达散射截面的高效方法。实际算例的数值结果表明,时域弹跳射线法与其他精确方法的结果吻合很好。

基于时分MIMO的地基雷达高分辨率成像研究

基于时分多输入多输出(MIMO)的地基雷达成像有许多很好的应用价值,比如替代合成孔径雷达成像在山体滑坡监测方面的应用。针对基于时分MIMO的地基雷达高效高分辨率成像,该文提出一种基于逆傅里叶变换脉冲压缩和波束形成的成像算法。雷达通过步进频连续波技术获得高距离向分辨率,利用MIMO技术获得高方位向分辨率。通过逆傅里叶变换法实现雷达数据距离向压缩,采用波束形成算法实现雷达数据方位向压缩。同时该算法还针对MIMO天线阵列所引起的回波信号相位不连续问题进行了适当的校正,在保持算法高效性的同时提高了成像质量。根据真实的山体滑坡监测成像场景参数,通过数值仿真验证了该成像算法的可行性,应用在山体滑坡监测上理论效果良好。

基于目标宽度特征的脉间跳频雷达距离精确成像

根据雷达目标的宽度特征 ,提出了目标检测窗口内雷达信号的逆Chirp z变换局部成像处理方法 .利用有限的输入数据长度 ,有效提高目标局部距离像的采样分辨率 ,获得更精确的距离像 .与传统的数据长度补零逆傅里叶变换方法相比 ,在相同的采样分辨率条件下 ,该方法能有效减小计算量 .仿真实验结果与理论分析相符合 ,证明了该方法的有效性 .

自适应压扩和IDFT技术降低光OFDM系统的PAPR

在光正交频分复用系统中,由于光功率放大器、调制器和光纤本身的非线性,高峰均功率比会大大降低系统的性能。为抑制光OFDM系统的PAPR,提出一种新的基于线性变换和自适应压扩技术的方案。仿真结果表明,与传统压扩方法相比,该方法既能更加有效地抑制光OFDM的PAPR,又能够使系统得到更好的误码率性能。

一种串行双基SAR的SIFT成像算法(英文)

针对串行双基地合成孔径雷达(SAR)中的距离徙动的空变问题,该文提出了一种变标逆傅里叶变换成像算法,通过两次相位相乘和一次卷积操作实现距离徙动的精确校正。该算法基于一种由几何关系公式方法推导出的严格解析双基点目标频谱,可以完成长基线距离比条件下的串行双基 SAR 的数据处理。仿真实验和对比实验验证了该算法的有效性和优越性。此外,不同于其他的变标算法,该变标逆傅里叶变换(SIFT)成像算法不依赖于信号的线性调频特性,同样适用于相位编码信号,有更广的适用范围。

频域宽带下视多波束三维声成像算法

为解决下视多波束三维成像声呐跨航向分辨率差、旁瓣级高的问题,提出一种频域宽带下视多波束三维声成像算法。该算法将阵元域回波信号通过二维傅里叶变换直接变换到波数-频率域,之后进行深度向匹配滤波,同时选取带宽内的频点进行频域宽带信号的相位补偿,再进行二维逆傅里叶变换回阵元域,实现跨航向-深度向成像处理。沿航向采用时域合成孔径方法,得到三维图像结果.计算机仿真和海上实验结果表明,相比于常规的下视多波束三维成像声呐处理算法,改进的方法跨航向主瓣变窄,角分辨率明显提高,旁瓣降低10~30 dB。相比于传统基于分块DFT的频域宽带波束形成,改进的频域宽带方法避免了跨航向处理中的时域分块插值和多次变换域,复数加法和乘法次数显著降低。改进的频域宽带下视多波束三维声成像算法可以有效地获取水下三维高分辨图像,抑制虚影,明显改善成像质量。同时,计算效率高,更适合于实时成像系统实现。

大规模3D-MIMO在典型室内NLOS信道下的特性研究

为了明确室内不同场景、不同频段以及不同天线数目下大规模三维多输入多输出(Massive 3D-MIMO,Massive Three-Dimensional Multiple-Input Multiple-Output)的差异,本文搭建了一种3D-MIMO信道测量平台,对典型室内非可视(NLOS,Non Line of Sight)环境下大规模3D-MIMO无线信道进行测量,利用三维逆快速傅里叶变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)对各个场景下的信道特性进行了波数域的表征。结果表明,在NLOS信道下,3D-MIMO的空间分辨率依然取决于天线阵列的大小,且空间分辨能力几乎不受频段变化的影响。

基于IM／DD—OFDM的多模光纤通信系统研究与仿真

正交频分复用（OFDM）具有频谱利用率高和抗色散的优点，将其应用于光通信系统中能大大提高光通信的传输性能。本文利用Matlab和Optisystem光学仿真软件对基于强度调制／直接检测一光正交频分复用（IM／DD—OFDM）的多模光纤通信系统进行了仿真和性能分析，仿真结果表明了该系统在10Gbps的信号速率下传输距离可达1200m，误码率小于1e－3的情况下最高传输速率可达40Gbps，能够很好的适用于短距离以太网和最后一公里通信。

光OFDM系统降低PAPR技术分析

在光OFDM系统中，由于调制器、D／A转换器、功率放大器和光纤的非线性，高峰均功率比的信号将会产生严重畸变，对系统的性能造成较大的影响。本文介绍了降低OFDM系统PAPR的主要方法，包括信号预畸变技术、编码技术、概率类技术，并对几种常用的方法利用Matlab进行了仿真，分析讨论了各自的优缺点及改进的空间。

载货汽车平顺性多刚体系统动力学建模与仿真

文章根据载货汽车的特点对其模型进行了简化,建立了十一自由度的多刚体系统动力学模型;以卡尔丹角描述载货汽车多刚体系统的姿态,运用多刚体系统动力学建模方法,建立了载货汽车十一自由度平顺性动力学模型及其动力学方程;激励分析中考虑了轮胎径向跳动的影响,采用逆快速傅里叶变换(inverse fast Fourier transform,IFFT)法建立了四轮相关路面随机输入时域模型;在此基础上,利用Matlab的GUI模块开发了载货汽车平顺性时域仿真系统,并以某型号载货汽车为例进行了平顺性时域仿真;最后,通过载货汽车平顺性实验,验证了该系统的仿真结果是准确可靠的。该系统实现了载货汽车多刚体系统的参数化建模与仿真,能有效地对载货汽车平顺性进行性能预测和评估。

机载雷达三维空间湍流场产生与仿真分析

为有效分析机载雷达湍流场产生机理以及在有因次和无因次条件下的湍流变化规律,利用快速傅里叶变换三维对称特性产生出三维零均值高斯噪声,结合Von Karman模型建立了空间三维湍流场模型,并提出了一种机载雷达湍流信号的处理算法。在三维湍流场计算机仿真中引入了湍流尺度和湍流强度参数。仿真结果表明,产生的三维湍流场能较好地符合实际情形,可以满足机载雷达对湍流目标检测的飞行仿真要求。此外,在有因次情形下的湍流变化规律与无因次情形下基本是一致的,但其波动幅度要大于无因次情形。

考虑轮辙相干性的两种随机路面IFFT生成算法

基于不同轮辙路面不平度的自功率谱、互功率谱与其傅里叶变换之间的关系,证明了路面生成的IFFT法与谐波叠加法具有等价性,同时在考虑轮辙相干性的情况下推演了IFFT法中左右轮不平度特性所对应的逆Fourier变换相位角的解析相干关系;也根据左右轮辙功率谱密度阵的LU分解得到了左右轮辙不平度特性的双白噪声滤波传递关系;由此采用IFFT法,分别构建了基于相位角相干性和双白噪声滤波传递关系的两种考虑轮辙相干性的2维随机路面模拟模型.不同轮辙路面模拟结果表明,自功率谱密度几乎重合,左右轮的相干函数也吻合较好,这验证了两模型在路面模拟计算中均具有较高的可信度.

时分MIMO滑坡雷达稀疏成像算法

针对现用于成像的MIMO山体滑坡雷达均匀线性阵列数目过多、数据处理复杂度高的问题,引入稀疏阵列时分地基MIMO雷达模型,提出一种基于逆傅里叶变换和混合匹配追踪算法的成像方法。首先通过对雷达回波信号作逆傅里叶变换实现距离向压缩,并进行近似相位补偿,然后采用一种基于时延补偿因子稀疏基的压缩感知算法实现方位向压缩。同时针对多目标成像的伪影点问题,方位向数据压缩引入子空间追踪算法和正交匹配追踪算法的结合算法重构出高分辨率且没有伪影的二维图像。根据真实的山体滑坡监测成像场景参数,通过数值仿真验证了该方法能够在低于传统均匀阵列的天线数目情况下实现目标高质量成像,且具有一定的抗噪性。

基于FFT的有源欺骗干扰抑制

基于DRFM的干扰机转发的有源欺骗干扰由于具有目标回波相似的脉压增益和目标行为,严重影响了雷达获取真实目标信息的能力。针对该类干扰,根据雷达接收机匹配滤波器得到雷达回波脉压信号矩阵,对该脉压信号矩阵按行FFT得到雷达回波脉压信号频谱矩阵。基于该脉压信号频谱矩阵目标回波频点估计设置带通滤波器,并对脉压信号频谱矩阵滤波得到目标回波脉压信号频谱矩阵估计。对该目标回波脉压信号频谱矩阵按行IFFT得到目标回波脉压信号矩阵,从而得到了基于FFT的有源欺骗干扰抑制方法。仿真结果表明当雷达回波脉冲数为60时,在Swerling I目标起伏下,该算法干扰抑制深度为20dB左右。在Swerling II目标起伏下,该算法干扰抑制深度为19dB左右。