两维FFT和VD-DPT算法结合的LFM信号参数估计方法

针对低信噪比下长序列LFM信号参数估计方法存在运算量大,实时性差的问题,提出了基于两维傅里叶变换(FFT)和变时延离散多项式相位变换(VD-DPT)相结合的LFM信号参数估计方法。该方法首先将一维长序列信号进行分解并组合成两维数组;其次,利用VD-DPT算法对调频率参数进行初步估计,并以此为基础利用解线性调频变换(Dechirp)对两维数组进行最大值寻优处理。数值仿真表明:所提方法较传统DPT方法信噪比提高约2~3 dB,复乘运算量在调频率较大时,较Dechirp方法降低约1个数量级以上,具有明显的运算速度优势。该方法也可应用于高机动微弱目标的雷达检测系统。

电子技术口袋实验室电路系统的设计

电子测量仪器在实验教学、科学研究等方面有着不可或缺的作用,但现有的电子测量仪器价格昂贵、体积较大、维护费用高、功能单一且无法随时随地进行信号测量。针对上述问题,本设计以STM32F103ZET6单片机为控制单元,设计了信号衰减、采集、传输、显示等电路,构建了基于口袋实验室的实验系统,并通过实际测试数据验证了其正确性;最后以基本放大电路为例,将该系统用于电子技术的基本实验,体现了其良好的应用前景。

基于TDC的MVT高速采集方法研究

针对目前ADC采样存在的集成化、成本和功耗相互制约等问题,实现了一种基于TDC的多通道高速采样方法,精度不受ADC采样位宽限制,只与所用FPGA芯片的硬件参数和软件设计有关,且采样通道数只与可配置的LVDS口的数量和FPGA芯片资源大小相关。与传统ADC采样方法不同,首先,设计采集电路,用已知连续阈值信号作比较器阈值电压,TDC记录信号越过阈值时间获得采样点;其次,探究阈值信号和比较器对采样信号的影响,统计各影响因素的误差并寻找最优解;最后,总结采样规律并分析其适用性。

阵列式炸点声音定位系统设计

利用炸点声音进行定位是目前热门的定位方法,为此设计了一个阵列式炸点声音定位系统,完善了所采用的阵列式炸点声音采集电路,包括大动态声音处理模块、多量程信号比较模块、数据处理模块等。通过Multisim仿真验证了阵列式炸点声音采集电路功能,其中大动态声音放大电路可以高倍数放大声音信号,将获取的微小信号放大成可处理的声音信号,多量程信号比较模块采用多阈值结构进行处理,比较后输出具有声音信息的逻辑信号。再通过单片机STM32连接上位机进行数据传输,采用MATLAB进行数据分析定位,实现对炸点位置的初步定位。

基于短时分数阶傅里叶变换的时频分析方法

本文研究了短时分数阶傅里叶变换(STFRFT)时频分析方法的分辨率精度和算法性能.首先,文中给出了一种STFRFT时频分辨率的数学计算表达式,其有利于时频分辨率的量化比较,仿真结果表明该理论量化值与观察值基本吻合;其次,针对算法运算量大的问题,提出了一种STFRFT的快速计算方法,它较传统的穷举搜索方法运算量约降低1个数量级;最后,给出了算法估计误差的理论分析并运用该方法对多目标信号进行了分析,仿真表明该方法可有效抑制交叉项和解决多分量时频信号的分离问题.

基于霍夫变换的高速微弱目标检测算法

该文针对高速微弱目标检测提出一种快速的目标参数估计方法,首先分析了高速目标回波脉冲间距离单元走动的影响因素,指出回波间距离走动与积累时间近似为直线;其次利用霍夫变换(HT)可对直线进行检测的特点,分析了HT参数和目标初始距离和径向速度的关系,提出了一种并行HT(PHT)方法,该方法利用并行叠加原理能够提高HT运算速度,满足实时性的要求;最后给出了算法实现流程和仿真实例,仿真结果证明了算法的有效性。

基于分段处理的线性频率调制信号检测方法

针对现有匹配技术和互相关技术对长时间序列线性频率调制(LFM)信号调频率参数估计时间长的问题,提出了基于分段处理的LFM信号检测方法。该方法首先对信号进行分段FFT处理,然后在段间利用同一位置处相位近似不变的原则进行解线调处理,最后根据峰值位置完成信号的调频率参数估计。仿真结果表明,该方法在检测性能不变的前提下,可快速完成信号的参数估计,运算量小于传统方法,适用于对大数据量的LFM信号进行处理。

基于离散多项式相位变换和分数阶傅里叶变换的加速目标检测算法

本文提出了一种离散多项式相位变换(DPT)和分数阶傅里叶变换(FRFT)相结合的LFM检测方法.首先,分析了经典DPT算法中调频分辨率与互相关时延、积累脉冲长度以及积累性能之间的相互关系,指出时延较小的DPT算法与经典DPT算法相比,检测性能提高约3dB,但调频率估计误差大.其次,针对这一问题,提出在DPT基础上,利用FRFT进一步提高调频率估计精度,当输入信噪比大于-11dB时,在分数阶域引入一维牛顿迭代法可提高运算速度;最后,给出了算法复杂度和估计误差的理论分析并用实验结果验证了算法的有效性.

基于包络补偿的高速多目标检测算法

针对高速微弱目标检测,传统包络移动补偿算法存在频谱泄漏,不利于在多目标环境下弱信号的检出。文中在分析高速目标回波包络走动及非整数采样误差对频谱泄漏影响的基础上,提出了一种改进的包络移动算法,利用采样误差补偿因子对发射信号进行相位补偿,然后利用频谱泄漏补偿速度周期对搜索速度进行分组,并完成包络移位对齐。仿真分析表明该方法克服了频谱泄漏,适合对多目标进行检测。

基于NRZI编码的数字通信系统仿真研究

本文根据NRZI编码序列的构造规则,运用MATLAB语言进行了编程,并且通过了仿真,其结果符合实际理论,同时仿真了可用于实际通信系统的NRZI编码信号,给出了相应的2PSK和GMSK通信系统模型,在此基础上分析了NRZI编码在这两种调制情况下的误码率,及不同码率情况下整个系统的仿真,仿真结果符合通信理论,具有一定的实际意义。

基于VHDL的超前-滞后型数字锁相环设计

锁相环电路作为一种重要的功能电路在通信、导航、控制、仪器仪表等领域得到了广泛的应用。本文运用最大后验概率估值MAP原理,设计了数字锁相环的数学模型,同时根据模型的组成设计了锁相环电路的各组成模块,编写了相应的VHDL程序,运用MAXPLUS Ⅱ软件完成了该电路的逻辑输入,系统编译,功能仿真,同时对设计实现过程中应注意的相关问题也作了具体讨论,对实际应用与设计具有指导作用。

水声定位基站分布及目标高度对精度的影响

为解决某些水声物体在运动中瞬时空间位置的测定问题,提出了利用靶船布阵并通过测定冲击波掠过各阵元的时差确定瞬时位置的方法。提出了一种利用时差进行水声目标定位的算法,对所提出的算法模型进行了计算机仿真,仿真结果证明了该算法的正确性及实用性。

基于Pocket Labs的混合式教学模式在电子技术课程中的应用探索研究

研究口袋实验室在电子技术课程改革中的应用模式,通过对课程内容进行重构,选取工程性、实践性强的单元电路,利用口袋实验室进行理论实践一体化的教学改革,有利于课堂教学中开展以学生为主的引导式教学模式,提高学生的学习兴趣和对电路整体功能的认知深度。

基于STFT和FRFT的多加速目标检测算法研究

加速目标引起的雷达回波为非线性信号,常规的快速傅里叶变换(FFT)处理方法会出现多普勒扩展现象,多目标出现时会进一步导致目标分辨率降低,雷达检测概率下降。为此,分析了多加速目标的雷达回波模型,提出了利用短时傅里叶变换(STFT)和分数阶傅里叶变换(FRFT)结合的方法提高多加速目标的检测概率,该方法首先利用STFT方法初步获得信号频率变化率,在此基础上,利用FRFT进行阶次搜索,以进一步获得精确的频率和调频率参数,最后,通过仿真数据验证了方法的有效性。

高速微弱目标长时间积累对雷达方程的影响

传统雷达方程未考虑积累时间内目标距离变化导致的回波信号功率发生变化,难以直接应用。考虑高速运动目标积累时间内目标运动对回波信号信噪比的影响以及处理时间内目标运动的影响,建立了适用于高速微弱目标长时间积累分析的雷达方程,在此基础上,分析了目标速度、探测距离与积累时间和处理时间的关系,并给出了相应的结论。

基于互相关处理和分数阶傅里叶变换的高机动目标检测算法研究

针对抑制高机动目标引起的雷达回波能量扩散现象所采用的参数补偿方法存在运算量大,难以满足实时性要求的问题。文中从提高算法检测性能和运算效率的角度出发,提出一种基于互相关处理和分数阶傅里叶变换的方法。首先利用脉压信号的频域结构,基于互相关处理实现回波信号中速度与积累时间的解耦运算;然后在MTD基础上利用分数阶傅里叶变换,获得目标的距离和加速度参数,并通过连续两帧回波信号的距离信息,获得目标的速度参数;最后通过运算量分析和仿真验证,对比了所提方法的运算效率以及检测性能。

高机动目标对雷达检测的影响分析

针对无人飞机、导弹、卫星等高速目标机动飞行的特点,分析了目标飞行过程中相对雷达径向速度、径向加速度以及加加速度随时间的变换关系,并利用高次幂相位回波信号建立了信号模型,研究了高次相位对常规方法进行目标检测的影响,获得了最佳积累脉冲数与信噪比、加加速度的关系;最后,提出一种利用短时分数阶傅里叶变换(STFRFT)对三次相位信号进行分析和参数估计的方法,仿真表明该算法处理性能高于傅里叶变换,可为实际雷达检测高机动目标提供理论参考。

基于分数阶Fourier变换的模糊函数及其在二次调频信号参数估计应用中的研究

作为处理非平稳信号的一种重要工具,模糊函数(ambiguity function,AF)已经被广泛应用于雷达信号处理、声纳技术等领域,并对线性调频信号信号的参数估计具有极好的处理能力。但对应用于众多领域的二次调频信号,模糊函数就显得无能为力了。作为Fourier变换的更广义形式,分数阶Fourier变换(Fractional Fourier trans-form)近年来受到了广泛关注。为解决二次调频信号的估计问题,本文研究了基于分数阶Fourier变换的模糊函数,给出了这种变换的一些新的重要性质,如共轭对称性、Moyal公式、时移性等,推导出了它与经典模糊函数、基于分数阶Fourier变换的Wigner分布、短时Fourier变换、小波变换等其他时频变换的关系。作为应用,最后本文用这种分数阶模糊函数来估计二次调频信号,应用实例的仿真结果表明了分数阶模糊函数在估计二次调频信号参数方面的可行性和有效性。

大动态信号的高分辨采集电路设计方法

针对在数字采集中,受ADC的量化分辨力限制,大动态范围信号难以满足信号分辨力的要求的问题,提出了一种适应大动态范围信号高分辨力采集电路系统的设计方法。首先根据信号的动态范围、分辨力指标和关注度,将信号进行逆序分段放大到ADC的输入动态范围,之后,根据各分段采集到的不同分辨力数据,进行数据加权合成,实现大动态范围信号的分段高分辨实时采集。仿真实验验证表明,此方法既可满足大动态范围信号的高分辨采集,同时可根据不同段信号的关注度,实现特定的分辨力采集,且误差率低于3%。

稀疏傅里叶变换在雷达中的应用研究

针对传统傅里叶变换计算量与所分析信号长度成正比,当采样率较大时,需要较大的运算时间问题,提出采用稀疏傅里叶变换(SFT)进行雷达信号处理,由于实际雷达目标多普勒频率个数有限,满足SFT方法使用条件,对SFT中的滤波器参数以及分段长度选择进行了分析与讨论,并给出了SFT处理雷达信号时的数学表达式;最后,利用仿真数据验证了该方法的性能,结果显示SFT在计算速度方面优于传统方法,可以提高目标信号参数的估计速度。