基于相位编码波形和非匹配滤波器设计的间歇采样转发干扰抑制方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)利用信号欠采样原理和匹配滤波特点,在雷达信号距离维上产生多个数量可控的虚假目标点。根据ISRJ采样函数特点,本文提出一种针对ISRJ的相位编码波形和非匹配滤波器设计方法。在雷达发射信号前,根据干扰的脉冲宽度和重复频率参数,设计适用于抑制ISRJ的非匹配滤波的相位编码信号。在接收到带有干扰的回波后,根据ISRJ采样函数与发射前设计的编码信号,构建抑制ISRJ的非匹配滤波器,降低干扰能量。仿真结果表明,与传统未经处理的相位编码信号相比,所提方法优化设计的信号表现出更好的抗干扰能力。

基于偏移变量的相位编码精确展开方法

为了解决传统相位编码过程中包裹相位边界和级次边界不匹配的问题,提出了一种基于偏移变量的相位编码精确展开方法。在解析条纹边缘时,对相位求解公式增加偏移变量,有效约束包裹相位边界,进而获得正确的绝对相位。实验验证结果表明,所提方法有效消除了边界不匹配带来的相位跳变问题,在不增加投影图像数目的情况下,可以快速准确地恢复绝对相位,并进行三维重建。

相位编码波形在航天器黑障段应用研究

针对雷达常规线性调频(LFM)信号对强鞘套环境下再入航天器跟踪性能较差的问题,研究了相位编码波形对再入航天器的跟踪测量方法。相较LFM信号,相位编码信号的模糊函数为图钉状,距离和多普勒分辨率高,不存在距离-多普勒耦合效应。利用鞘套与目标本体空间位置相同而速度不同的特点,当鞘套信号较弱、本体信号较强时,可以在目标本体多普勒滤波器中检测到目标,实现目标在空间和多普勒域的精确定位;当鞘套信号强于本体目标信号甚至淹没本体信号时,可以在鞘套的多普勒滤波器中选择信号较强的通道,借助鞘套实现目标本体的精确定位,从而完成对目标的跟踪测量。相位编码信号可为常规LFM信号探测等离子鞘套目标提供有力补充,改善对高速再入航天器的跟踪测量效果。

改进部队算法的MIMO雷达正交相位编码信号设计

针对MIMO雷达在实际应用中难以发射并采集较为精准的正交信号的问题,提出一种基于改进部队算法的MIMO雷达正交信号的编码设计策略。通过在探索寻优和开发寻优的过程中加入状态转移算子,增加不同方式的邻域寻优策略,平衡算法的全局探索力和局部开发能力。为避免算法出现早熟收敛的问题,在算法迭代后期,加入一种基于个体信息的交叉变异策略,帮助算法跳出局部最优。为提高算法的收敛速度且在迭代过程中始终保持较高的种群多样性,通过基于个体信息的过渡寻优策略代替原有的过渡过程。将改进后的部队算法生成MIMO雷达准正交化信号,可得到更为精确的准正交编码信号集,所得的自相关旁瓣峰值与互相关峰值更低。

一种基于相位编码的水声定位信标

对于水声定位系统来说,发射信标特性是影响其性能的最重要因素之一。因此,对信标体制进行深入研究,并设计更加合理的信标体制十分重要。目前常用的信标体制主要依靠各种调频信号与单频信号的组合,甚至只依靠单频信号的频率来完成多目标定位,具有可定位目标数目少、定位精度低、硬件结构复杂等问题。为了克服以上问题,论文从信标体制入手,提出了一种基于相位编码的全新的水声定位信标。经仿真验证,与目前常用的信标体制相比,该信标体制具有更高的测量精度和多目标分辨能力,并可显著简化系统硬件复杂度。

对低截获概率相位编码信号检测的有限多循环检测器

文中提出了对低截获概率相位编码信号检测的有限多循环检测器 ,该检测器较易实现 ,且充分利用信号多处主要循环频率的特性 ,提高检测性能 ;针对噪声功率固定和随机变化情况 ,给出了相应的检测器表达式 ;还对有限多循环检测器的偏差作了分析 ,并与其它检测器的偏差进行了比较 ;通过仿真实验对检测器性能进行了评估 .

一种相位编码序列恢复方法

文章首先给出了无模糊相位重构算法，在此基础上研究了不同调制样式信号相位差分的不同特性。结果显示：相位差分序列不仅能反映出信号的调制特性，对相位编码信号而言其还包含了相位编码序列信息。文章根据研究得到的基于相位差分序列的相位编码序列恢复算法进行仿真试验，得到了较好的结果，说明了所给算法的有效性。

频域二元纯相位编码压缩成像

超分辨率被认为是光学成像和图像处理的"圣杯"之一.压缩感知理论的引入给出一种新的实现从单幅低分辨率图像的超分辨率重构方法,避免了传统超分辨率方法需要多幅亚像素图像的弊端.在分析压缩感知测量矩阵与光学成像系统之间对应约束异同的基础上,提出一种基于4-f光学架构的频域二元相位编码压缩成像方法,可以实现在单次曝光条件下获得的单幅低分辨率测量图像中实现超分辨率重建,不需要其他任何额外的信息采集.二元相位掩膜比均匀相位掩膜更容易物理实现,是压缩成像物理实现的一种更加可行的方案.模拟实验表明提出的方法可以有效地捕获图像的信息与高精度重建.此外,对于大尺度图像重建,该方法在重建时间方面优于Romberg提出的随机解调方法,在更符合实际方面的采样策略方面优于Yin提出的RecPC方法.

低信噪比下基带相位编码信号的脉内特征分析

针对基带相位编码信号相位抗噪能力弱的特点,通过提高相位的直流分量和计算相位的高阶差分,成功地提取到信号的突变信息。为了能在更低的信噪比下恢复出相位编码规律,还对原始相位进行了修正。理论分析了算法的实现过程,并进行了仿真试验。仿真结果表明,新算法在较低的信噪比下可以实现基带相位编码信号的脉内特征分析。

相位编码脉冲压缩方法在空气耦合超声检测信号处理中的应用

由于声波在空气介质中的衰减及气固界面巨大声阻抗差导致空气耦合超声透射信号信噪比差,大大影响检测结果的可靠性及缺陷定量精度。针对上述问题,基于雷达系统相位编码脉冲压缩技术的基本原理讨论匹配滤波器的设计及其在空气耦合超声检测中的实现,分析不同巴克码信号、带宽及载波周期数对脉冲压缩效果的影响,并以玻璃纤维复合材料(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)试样为对象,对比用单频正弦及相位编码脉冲压缩方法获得的透射超声信号信噪比及C扫描缺陷定量精度。试验结果表明选择换能器中心频率作为13位巴克码信号带宽时,脉冲压缩信号主瓣脉宽最小、幅值最大;相位编码脉冲压缩后超声信号信噪比较单频信号提高了12.4 dB,缺陷边缘更清晰且定量精度较单频信号提高了12%。说明在空气耦合超声检测中采用相位编码脉冲压缩技术能显著提高接收信号信噪比及缺陷定量精度。

对相位编码体制雷达的导前假目标干扰

基于间歇采样收发干扰体制,针对采用相位编码信号的雷达系统,提出了部分接收、预测转发,形成导前假目标群的新型干扰方法。在介绍间歇采样转发的基本原理后,分析了相位编码信号匹配滤波器的群延迟特性,从群延迟的角度分析了移频转发干扰和间歇采样转发干扰不能形成导前假目标的理论原因。在此基础上,针对相位编码M序列的编码特点,提出了一种基于间歇采样的预测转发干扰方法,并分析了对转发功率的要求。理论分析和仿真结果表明,该方法可以形成导前距离不同的假目标群,而且干扰功率要求低,是一种极具潜力的新型干扰方法。

脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码雷达信号设计与分析

该文在步进频信号的基础上,把基于混沌调制的多载波相位编码(Multi-Carrier Phase Coded,MCPC)信号作为子脉冲,用Costas跳频代替频率的线性步进,设计出脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码(Inter-Pulse Costas frequency hopping and intra-pulse Multi-Carrier Chaotic Phase Coded,IPC-MCCPC)雷达信号,并对其模糊函数及自相关性能进行了研究。仿真分析表明,该文设计的信号继承了步进频信号用较小的瞬时带宽合成较大的工作带宽的优点,同时有效克服了步进频信号存在的距离-速度耦合的缺点。脉内多载波特性使得这种信号在保持总带宽和步进频信号相等的条件下减少跳频阶数,从而提高信号处理的数据率;混沌调相的引入使得这种信号具有更强的保密性;脉间频率的随机跳变使其模糊函数具有更低的周期性旁瓣。这种信号众多的参数、灵活的结构及较大的调制复杂度,增加了侦察接收机匹配和识别的难度,从而提高雷达的反截获性能。

基于相位编码的地震照明度分析

地震照明分析是面向目标的地震正演技术。本文通过相位编码合成平面波源,采用单程波傅里叶有限差分(FFD)算子进行波场延拓,对地质目标体进行高效的面炮照明分析。全炮照明分析从全局考察能量在地下介质中的分布,大大提高了计算效率;单炮照明分析可以显示能量在局部范围的分布情况,克服了平面波源无空间局部性的缺点。综合全炮照明和单炮照明分析确定地质构造对地震能量传播的影响。对于能量较弱的目标区,利用照明统计方法,选择对目标区能量贡献大的最优炮点位置。通过对理论模型和桥口地区实际资料分析,表明该方法具有高效、快速和精度高的优点。

基于apFFT的罗兰-C信号相位编码识别

针对现有罗兰-C接收机普遍采用锁相环硬件电路跟踪相位的情况,提出了利用全相位谱分析(apFFT)的罗兰-C信号相位编码软件识别方法,分析了罗兰-C载波信号初相位的apFFT识别原理,基于apFFT方法用Matlab对罗兰-C接收信号在噪声和载波干扰等情况下的初相位识别进行了仿真.结果表明,apFFT方法既能像FFT一样分析出干扰频率成分,又能识别出各频率成分的初相位,尤其信干比在-20 dB情况下仍可准确地识别出罗兰-C载波信号初相位,为增强型罗兰接收机的设计提供了一种新的相位编码识别方法.

增量式编码器的相位编码细分研究

在球坐标激光跟踪测量系统中采用球坐标法可将空间运动物体的三维坐标求出。增量式编码器的精度对于整个测量系统的精度而言,占主导作用。本论文对输出信号为正弦信号的增量式编码器提出一种细分方法—相位编码细分方法,从原理上进行了深入的分析,井设计了硬件电路。与其他方法相比,该方法具有细分数高且任意可调的特点。

基于小波变换和改进双随机相位编码的多图像加密算法

以小波变换和双随机相位编码为基本理论依据,提出了一种新的多图像加密算法。该方法利用小波变换的多层次分解特性,提取各个图像的低频部分组合成一幅新的图像,再利用基于混沌的双随机相位编码算法进行加密。所提方法采用低频部分横向叠加的组合方式,避免了加性串扰,提高了系统容量和加密效率。另外,借助混沌系统来生成随机相位模板的思想使得加密系统在减小密钥体积的同时,增加了密钥的敏感性。数值仿真表明所提算法能够有效性的进行多图像加密,并且具有较高的密钥敏感性和良好的鲁棒性。

一种新的OFDM相位编码频率步进雷达信号及其特性

OFDM相位编码脉冲雷达体制具有很多良好的性质,但工程实现上存在着一些的技术挑战,其中之一就是瞬时带宽等于信号的总带宽,当信号带宽很大时对接收设备提出了很高的要求。针对这个问题,该文提出了一种OFDM相位编码频率步进的新雷达信号,其核心思想是通过载频的频率步进,利用多个带宽较小的OFDM相位编码脉冲组成一个脉冲串,合成大的带宽。在推导这种新雷达信号的模糊函数的基础上,着重分析了信号的距离高分辨特性和多普勒特性,通过比较得出结论:OFDM相位编码频率步进信号能有效实现距离高分辨,其多普勒敏感度介于OFDM相位编码和步进频信号之间。

一种相位编码信号及其失配滤波器设计方法

为了解决相位编码信号脉冲压缩后峰值旁瓣电平过高的问题,提出了一种新颖的相位编码信号——宽主瓣相位编码信号及其失配滤波器的设计方法。首先,在给定相位编码信号时宽并且保持信号带宽不变的条件下,通过增加相位编码信号的码元长度来增加优化自由度进而降低其峰值旁瓣电平;然后,给出了宽主瓣相位编码信号的设计准则,并使用基于L-BFGS算法的最小p范数优化算法进行求解;最后,基于该相位编码信号提出了以最小化峰值旁瓣电平和逼近期望的主瓣为准则的失配滤波器设计方法,并使用凸优化算法进行求解。仿真结果表明:在给定相位编码信号的时宽、保持信号距离分辨力不变的条件下,与传统相位编码信号相比,主瓣展宽的相位编码信号峰值旁瓣电平可以降低4.32dB;通过设计失配滤波器的方法,该相位编码信号脉冲压缩后的峰值旁瓣电平可以进一步降低5.94dB。

一种混沌相位编码信号形成与处理系统设计

提出一套基于混沌理论的二相、多相编码信号以及混沌二相———线性调频复合调制信号的形成与处理方案,可应用于搜索雷达系统,实现多波形形式、多波形参数和宽带多频率捷变的雷达波形产生及相关压缩处理。重点论述了一类基于Logistic映射的混沌二相编码信号、两种形式的混沌二相———线性调频复合调制信号和混沌泰勒四相编码信号的设计原理与主要处理方法,并应用加权网络对上述脉冲压缩信号进行旁瓣抑制。计算机仿真结果表明,上述三类信号的主要性能均满足系统指标要求,从而使该方案具备很强的低截获及抗干扰能力。

迂回相位编码的傅里叶变换计算全息图及其再现

光学全息图直接利用光学干涉法在记录介质上记录物光波和参考光波叠加后形成的干涉图样 ,而采用计算全息 (CGH)的方法可不借助参考光直接记录物光波的复振幅信息。如果对迂回相位编码的全息图再进行一次逆的快速傅里叶变换 ,则可由计算机模拟完成物光波的全息图再现。试验结果也验证了该方法的可行性。