OFDM雷达信号的宽带模糊函数性能分析

OFDM(正交频分复用)雷达是近年来兴起的一种新体制雷达。由于其具有大时宽带宽积、良好的抗干扰性能、较高的频谱利用率和易于数字化处理等诸多优点近年来备受关注。OFDM雷达信号属于大时宽带宽积信号,在运用窄带模糊函数分析时具有一定的局限性,首先给出了OFDM雷达信号的回波模型,在此基础上推导出信号的宽带模糊函数表达式,分析了OFDM雷达的时频分辨性能。分析表明,OFDM信号具有近似图钉型的模糊函数,该结果可用于OFDM雷达系统的设计分析。

基于宽带模糊函数的步进频雷达成像特性分析

频率步进雷达回波脉冲序列时宽-带宽积很大,因此当目标沿雷达视线高速运动时,采用Wood-ward窄带模糊函数不能准确描述高分辨成像的特性。为此,首先分析频率步进雷达运动目标的回波模型,然后推导频率步进信号的宽带模糊函数,最后通过宽带模糊函数的几个特殊切面分析频率步进雷达高速目标成像在时延域与多普勒域的特性,并通过仿真与窄带模糊函数进行对比。

基于宽带模糊函数的线性调频信号速度分辨力分析(英文)

速度分辨力是线性调频信号(LFM)的关键特性之一,其和LFM参数的现有定量关系是在窄带近似条件下基于窄带模糊函数的分析结果.在宽带声纳或者超宽带雷达应用中,窄带近似条件往往难以满足,现有速度分辨力和LFM参数的定量关系不再成立,而应在宽带条件下重新分析.本文在宽带条件下利用宽带模糊函数工具,建立了关于LFM参数的速度分辨力隐函数方程.由于该隐函数方程不能直接反映速度分辨力和LFM参数的定量关系,文中采用了一种数值分析方法.该方法将速度分辨力表示成各单参数函数的连乘形式,综合运用方程求根和曲线拟合方法,求出单参数函数关系,进而综合出速度分辨力的表达式.本文应用该方法分析给出了宽带条件下的速度分辨力和LFM参数的定量关系式.结果表明速度分辨力不仅和LFM的脉冲宽度以及中心频率参数有关,还与LFM的相对带宽参数有关.验证实验表明,与通常结论相比,本文给出的结论可准确表达宽带条件下的速度分辨力和LFM参数的定量关系.该定量关系为宽带条件下LFM的参数设计和性能分析建立了基础.

脉冲噪声环境下基于宽带模糊函数的双基地MIMO雷达目标参数估计新方法

以Alpha稳定分布作为噪声模型,研究了脉冲噪声环境下宽带双基地MIMO雷达系统中参数估计问题.针对在脉冲噪声环境中,基于传统的信号模型和算法效果显著退化的问题,本文提出了基于分数低阶统计量的宽带模糊函数算法.首先根据分数低阶宽带模糊函数的峰值点实现对多普勒频率尺度因子和时延的联合估计.接下来基于分数低阶宽带模糊函数构造两个子阵.通过采用改进的MUSIC算法和ESPRIT算法实现了收发角的联合估计.仿真实验表明本文算法具有很好的性能.

基于宽带模糊函数的时差时间尺度联合估计

针对双站无源定位系统中的时差频差测量问题,从时差频差产生的根本原因入手,研究了利用宽带模糊函数对宽带雷达信号进行时差时间尺度联合估计的快速算法。仿真验证了算法的性能。结果表明,针对宽带信号,该算法有良好的时差时间尺度估计性能。

宽带模糊函数的一种最优的目标参数估算算法

首先讨论了在开阔海洋环境中对目标的识别和参数估计问题。再提交了一种搜索宽带模糊函数峰值的高效算法。在噪声环境中 ,利用最大似然性对宽带模糊函数进行峰值搜索能使算法的性能被进一步改进。由于最大似然时延估计器有最好的误差性能 ,从这种意义上来说 ,在同类的时延估计器中 ,它是一种最优的估计器 ,这已经被我们用仿真模拟所证实。基于以上两种方法 ,最后提出了一种高效和最优的目标参数估算算法。

基于宽带模糊函数的DS/FH信号性能分析

引入直扩/跳频(DS/FH)混合扩频技术可以增强航天测控系统的电子对抗能力。推导了DS/FH混合扩频信号的宽带模糊函数表达式。通过分析得知,随着载波频率的增加,信号时长的变化对模糊值的影响减弱,宽带和窄带模糊函数间的差异减小,但在接收信号的处理中仍需考虑对信号时长变化的匹配。数值仿真分析了DS/FH信号波形在不同增益分配下的分辨率、精度、旁瓣抑制及抗干扰等性能。结果表明在一定的增益分配下,该波形具有接近理想的图钉型模糊图,适当增加跳频增益可以获得更好的分辨率和抗干扰性能。

一种基于Mellin变换的水声宽带相关模糊函数的快速算法

提出了一种基于Mellin变换的快速算法 ,其特点是在给定的某一时刻得到不同尺度下的变换结果 ,算法的运算量与待分析的时延成正比 ,而在固定时刻下的运算量为两个 2M点的FFT和一次 2M点复数乘法(M为待分析的尺度的个数 ) .该算法的优点是实时性好 ,且适合于水声信号领域尺度跨度小、尺度分析较细的特点 ,并给出了与直接法、CZT法的比较结果 .

新型混沌源信号模糊函数算法及特性分析

在基于广义同步的新型混沌信号源电路基础上,结合脉冲同步原理,构造了一种宽带模糊函数实现算法。仿真证明该算法计算混沌信号宽带模糊函数是可行的。由于同步特性,模糊函数的计算能够做到实时。由模糊函数截面得到的自相关函数和多普勒截面,进一步验证了该新型混沌源输出信号的良好检测性能。

雷达波模糊度函数控制飞控智能距离估计算法

提出一种改进的飞控雷达系统雷达波模糊度函数控制距离估计算法,并将算法有效进行移植进行软件设计,应用于飞机飞行控制智能距离估计系统中。采用对数调频信号的调频形式构建飞控距离估计信号模型,分析了该信号的模糊度函数及对距离的分辨力。提取攻击和地面目标检测性能曲线,设计了飞控智能距离估计软件系统并进行安装调试。算法仿真实验和软件系统测试性能表明,相比传统的线性调频波信号雷达距离估计,改进的飞控距离估计算法能在信噪比极低环境下,随着飞机姿态速度的快速变换,距离估计结果精确。软件设计平台具有较好友好性和人际交互性,能有效移植到飞机控制平台中。

主动声纳宽带噪声调频信号分析

噪声调频信号(NFM)有利于抗干扰和距离-速度联合分辨,在雷达领域已经得到广泛的应用,但是在主动声纳领域的应用相关研究较少。为此,将NFM引入到声纳应用中,通过仿真实验分析了其带宽特性和模糊函数。蒙特卡洛实验表明:有效调频指数m≥1时,NFM的带宽与调制噪声带宽无关,且功率谱呈高斯形状。宽带模糊函数(WAF)的仿真对比表明:NFM的模糊度图呈图钉型,克服了传统线性调频(LFM)信号所固有的距离-速度耦合模糊缺陷。

宽带信号距离和速度分辨率的研究

本文中，首先分析了已有宽带模糊函数体积定义的不足之处，在此基础上给出了改进体积的定义其次在宽带信号分辨率的研究中采用了时间一尺度和频率．尺度变换[1]的概念并证明了宽带信号的距离和速度分辨率分别取决于信号的频谱结构和尺度谱结构最后用本文方法分析了几类信号的分辨率这为宽带信号处理提供了一个有力的理论分析工具。

基于梅林变换的宽带水声信号处理研究

根据宽带水声信号的特点,提出了一种基于梅林变换的宽带模糊函数求解方法,研究了基于快速梅林变换算法的宽带信号处理。理论分析和仿真结果表明,对于宽带水声回波信号,该算法具有计算效率高、宽带模糊函数聚集性好等特点,具有一定的应用价值。

主动声纳宽带信号的一种高效参数估计算法

讨论在宽带信号体制下,对水中高速目标的检测与估计问题,给出了高斯包络线性调频信号必须采用宽带模糊函数进行检测时的带宽和目标速度范围。在仿真分析了信号宽带、窄带模糊函数主峰特性的基础上,提出了一种联合利用宽带模糊函数和窄带模糊函数的高效目标参数估计算法,该算法可以将二维相关运算简化到一维相关运算,降低了运算量,同时具有良好的估计精度。

宽带信号目标参数估计精度分析

现代雷达中随着信号带宽的增大和目标速度的提高,常规窄带近似的条件无法满足需要。根据匹配滤波和宽带模糊函数的特点,推导了目标回波延时和尺度因子的理论估计精度。通过仿真证明,推导的尺度因子估计的理论精度与相关文献一致,而新得到的延时估计理论精度基本不随载频变化,更符合实际应用。

调频脉冲串信号的宽带分辨力分析

现有的分辨力和调频脉冲串(pulse trains of frequency modulated,PTFM)信号参数间的定量关系是在窄带条件下基于窄带模糊函数给出的。宽带条件下,应采用宽带模糊函数(wideband ambiguity function,WAF)分析调频脉冲串信号的分辨力,而基于宽带模糊函数的分辨力方程难以直接求解,为此提出一种基于宽带模糊函数的分辨力数值分析方法。该方法将分辨力表示成各单参数函数的连乘形式,综合运用方程求根和曲线拟合方法,求出单参数函数表达式,进而综合出分辨力的表达式。分析结果表明,该方法可明确给出宽带条件下分辨力和调频脉冲串信号各参数间的定量关系。该定量关系可指导调频脉冲串信号参数设计,提出的基于宽带模糊函数的分辨力数值分析方法对于其他形式宽带信号的分辨力分析具有参考价值。

超宽带雷达信号模型研究

本文首先讨论了宽带信号的模型及宽带信号模型简化为窄带模型的条件,在此基础上对超宽带雷达信号的距离、速度及速度距离联合分辨率特性进行了分析,证明了信号分辨率性能取决于信号频谱结构及尺度,为信号波形设计及信号处理提供了依据。

多径环境中宽带信号的时延-尺度性能分析

该文根据宽带目标回波模型,建立了多径宽带回波模型,分别推导出了多径环境下矩形、高斯包络线性调频信号和双曲调频信号宽带模糊度函数。分析比较了不同的发射波形在多径环境中的时间分辨率。并通过对多径矩形包络线性调频信号和高斯包络双曲调频信号回波的仿真,分别给出了两条和三条路径时,两种不同发射信号的多径回波信号的宽带模糊度函数图。仿真结果表明在多径环境中高斯包络的双曲调频信号多普勒容限优于矩形包络线性调频信号,这样我们就可以忽略尺度对模糊度函数的幅值的影响。

宽带无源时差尺度差联合估计算法研究

针对宽带无源定位系统中运算复杂度与估计精度之间的矛盾,提出一种频域尺度相关粗测与非线性最小二乘精测相结合的时差频差联合估计算法。该算法采用经过频域重采样改进的频域相关算法,可以在极低运算量的情况下获得时差频差的估计初值,进一步采用平均方差函数替代宽带互模糊函数,从而通过非线性最小二乘算法迭代获得时差频差的精确值。仿真结果验证了提出的算法具有估计精度高、运算复杂度低的特点。

基于尺度变换的宽带线性调频信号时差/尺度差估计算法

提出了一种基于尺度变换的宽带线性调频信号时差和尺度差的快速算法.根据两路接收到的线性调频信号间调频率之比为尺度差的平方的特点,利用分数阶傅里叶变换分别估计出两路信号的调频率,即可获得尺度差的估计.将估计的尺度差对一路信号进行伸缩,并计算伸缩后信号与另一接收信号的时域相关,根据相关峰的位置估计出时差.相比于传统基于宽带互模糊函数的方法,该方法避免了二维搜索宽带互模糊函数的峰值,只需若干次快速傅里叶变换即可实现,能够显著降低运算量.仿真结果显示该方法在高信噪比下逐渐接近克拉美-罗下界.