基于调频函数和遗传算法的非线性调频信号产生方法

在雷达领域中,利用非线性调频脉冲压缩可提高脉压系统的性能.本文根据我们已建立的调频函数模型,提出了一种利用多参量遗传算法来产生满足脉压系统要求的非线性调频信号的方法,给出一个用该方法设计非线性调频信号的实例.实验结果表明,这一方法能够快速灵活地设计出所需信号.

一种改进的非线性调频信号波形设计方法

研究非线性调频信号波形设计方法 .依据相位逗留原理 ,采用动态优选法 ,给出了一种改进的非线性调频信号波形设计方法 .该方法可以根据脉冲压缩输出波形峰值主副比或者主瓣宽度的具体要求设计出更加实用的非线性调频信号波形 .增加了波形设计的灵活性 ,运算量小 ,设计速度快 .采用该方法设计的波形脉压输出主副比低 .设计算例结果表明了该方法的有效性 .

一种改进的非线性调频信号设计

在窗函数法的基础上提出一种改进的非线性调频信号方法.该方法采用凸优化求解窗函数法设计非线性调频信号的最小峰值旁瓣抑制相关器,并基于此构造一种新的非线性调频信号,通过多次迭代可进一步降低其距离旁瓣.改进的设计方法在给定的主瓣宽度条件下可以获得较低的距离旁瓣,而且适用于小时宽带宽积的非线性调频信号设计.和已有方法相比,所提方法具有设计灵活和收敛性好的优点.仿真数据结果验证了方法的有效性.

非线性调频模态分解-同步提取变换方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

传统同步提取变换(SET)方法在处理多分量非平稳复杂信号时,各相邻分量的瞬时频率差要大于窗函数频率支撑范围的2倍,否则时频结果易发生频率混叠,而工程信号常常难以满足。此外,在处理高噪的复杂信号时,其时频分辨率往往不理想。针对此不足,将非线性调频模态分解(VNCMD)引入SET中,提出一种VNCMD-SET的故障诊断方法。利用VNCMD通过结合解调手段以及变分模态分解的联合优化方案来有效处理频率临近甚至交叉的非平稳信号,对故障信号进行分解重构,对该重构信号进行SET处理。将所提方法与传统SET方法进行对比研究,并进行实验验证。仿真和实验结果表明:VNCMD-SET方法明显优于传统SET方法,克服了传统SET方法的不足;VNCMD-SET方法能有效提取出故障信号的频率特征,且不发生混叠,同时具有一定的抗噪性能。

大时带积非线性调频脉压信号及其性能分析

采用多种频域窗函数综合出了一组大时带积非线性调频脉冲压缩信号，其中一些窗函数的应用尚未见类似的研究报道。本文模拟分析了这类信号的分辨力和多普勒响应性能，并与实验结果进行分析比较，总结了设计大时带积非线性调频脉压信号窗函数的选择原则。该组信号应用于远程警戒雷达可收到增加检测目标动态范围而不降低作用距离的实效。

改进的非线性调频脉冲压缩方法在空气耦合超声检测中的应用

为解决空气耦合超声检测中信号微弱、信噪比低的问题,在应用线性调频脉冲压缩方法的基础上,研究非线性调频脉冲压缩方法及改进后的方法在空气耦合超声检测中应用。介绍非线性调频脉冲压缩方法的基本原理,针对超声检测中实际应用的特殊性,分析换能器频带特性对脉冲压缩效果的影响,试验研究改进的非线性脉冲压缩方法对空气耦合超声换能器接收信号的影响以及脉冲压缩方法对提高信噪比的实际效果,通过空气耦合超声C扫描检测系统,对玻璃纤维复合材料试样进行成像检测试验。试验结果表明,改进的非线性调频脉冲压缩方法可有效提高脉冲压缩效果,有利于改善空气耦合超声检测的效果。

MIMO雷达正交频分非线性调频波形设计

正交波形是多输入多输出雷达应用最广泛的波形,评价波形正交性好坏的重要指标是波形的自相关和互相关性能.针对正交频分线性调频信号的自相关存在主副比低且加窗抑制旁瓣会带来主瓣展宽和失配损失的问题,本文提出了正交频分非线性调频信号的模型和设计方法.仿真分析证明了该种波形比正交线性调频信号具有更好的相关性能.

非线性调频信号参数估计算法

分析了非线性调频 (NLFM)信号参数估计问题 ,提出了利用二次相位差分使相位降阶 ,使 NLFM信号的参数估计转化为成熟的正弦波频率估计 ,而 NLFM信号参数估计算法从三维搜索简化为三次一维搜索 ,既减少了计算复杂度 ,又有利于工程实现 ;另外从正弦波频率估计问题出发推导出对信号参数 a3估计的最佳相关延迟量为 2 T/7,同时还考虑了延迟相关对信号信噪比的影响 ,发现一次延迟相关信号信噪比至少下降 3 d B,两次延迟相关至少下降 7d B,而且信噪比越小 ,下降越多 ,因此该算法适用于高信噪比条件。仿真结果表明 ,该算法在较高的信噪比条件 (RSN>2 d B)

基于多项式拟合的非线性调频波形设计

在非线性调频(NLFM)脉压波形设计的一般原理基础上,提出了一种基于多项式拟合的波形设计方法。用该设计方法设计出的NLFM波形具有低的距离旁瓣和好的多普勒性能,且不需要给出调频和调相显函数的表达式,设计更为灵活、简单,通过大量仿真实验分析了该方法所产生的波形性能与采样频率、多普勒的关系,并根据卷积定理仿真了信号的模糊函数。仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。

正弦型非线性调频键控及性能分析

以正弦型非线性调频信号为载波样本,提出一种非单频波带通调制方法——正弦型非线性调频键控(sine non-linear chirp keying,SNCK)。通过调整时间-带宽积和频率变化曲线频率等参数,SNCK可实现满足不同信道环境和服务质量需求的无线通信。同时,由于采用非单频波作为载波样本,SNCK具有较好的多普勒频移抑制能力。构建SNCK的数学模型,分析已调信号正交化设计方法、频域特征及信道适应能力等性能。理论分析和实验结果表明:相较于甚小线性调频键控,SNCK具有相近的高白噪声抑制能力和频域能量集中度;相较于最小频移键控,SNCK具有更强的多普勒频移抑制能力。SNCK可作为通信终端高速率运动场景下的变速率无线通信系统的带通调制方案。

改进多尺度Chirplet路径追踪算法在非线性调频信号估计中的应用

针对在低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)下雷达非线性调频信号(Non-linear Frequency Modulation,NLFM)瞬时频率估计精度不足的问题,提出一种基于多尺度线调频小波路径追踪算法(Multi-scale Chirplet Path Pursuit,MCPP)的拟合方法估计信号的瞬时频率。首先,该方法将时频平面分成二进制动态时间支撑区并形成多尺度线调频(Chirp)原子函数库;然后在每一个时间支撑区选择一个投影系数最大的Chirp原子,按照连接原则进行最佳路径连接;最后按时间支撑区顺序提取每个Chirp原子的起始和终止频率,采用最小二乘法进行瞬时频率拟合。仿真表明该方法在低信噪比下可以提高信号瞬时频率估计的精度。

S型非线性调频信号及其多普勒频率范围

给出了 S型非线性调频信号的传递函数 ,由传递函数算出了群延迟、频谱函数和模糊函数表达式 ,并根据模糊函数获得了 S型调频信号的各项基本性能研究表明 ,只有小时间宽度的 S型调频信号才能得到有实用价值的多普勒频移宽度 。

基于DPT的非线性调频信号的DOA估计

提出了一种基于DPT的宽带非线性调频信号的DOA估计算法。首先将非线性调频(NLFM)信号建模为高阶多项式相位信号(PPS)模型,然后通过高阶瞬时矩进行多项式相位变换。接收信号将变换为单个正弦信号和新的噪声。再利用ROOT-MUSIC或者ESPRIT算法对变换得到的正弦信号的波达方向进行估计。理论分析和仿真结果表明,该方法计算量小,易于实现,且估计性能好。

一种超低副瓣非线性调频脉压信号的性能分析

根据非线性调频函数的调频曲线,拟合出一种新的调频函数曲线,使该函数在定义域内的值及其一、二阶导数与调频S曲线高度一致。据此提出调频函数的假设数学模型,将线性调频信号与非线性调频信号统一起来。采用Matlab软件对该模型的脉压过程进行了仿真,同时对基于该函数的脉压性能进行了分析和讨论。最后,简单介绍了这种信号在空管雷达领域的应用。

基于匹配信号变换的非线性调频干扰抑制方法

根据匹配信号变换特性,提出了一个基于匹配信号变换(MST)的特定时频结构(双曲线型、指数型)非线性调频干扰的抑制方法.推导和分析了基于匹配信号变换的参数估计均方误差,该误差与相位函数有关.仿真结果验证了该干扰抑制方法不仅能有效抑制单分量、多分量的特定时频结构非线性调频干扰,而且容易实现,提高了干扰抑制算法的时效性.

低信噪比下非线性调频信号脉内特征提取新算法

信号脉内调制信息识别技术对密集和复杂电磁环境中辐射源的分选和识别有着重要意义。通过讨论小波变换法、伪威格纳威尔分布(PWD)法等典型非线性调频信号脉内特征提取方法,提出了将小波变换法和PWD法提取的结果进行截断综合,再提取时频图脊线的新算法。实现了在低信噪比条件下,准确提取非线性调频信号(NLFM)的脉内特征。对不同类型的调制信号仿真结果证实了算法的可行性。

一种基于非线性调频波形的双通道参数估计器

传统的跟踪雷达中使用多普勒滤波器组结构的距离、速度联合估计器是理论上的最大似然估计器，这种估计器结构复杂开销大，在多目标环境下对小目标检测有损失．在对具有比较宽的多普勒响应范围的非线性调频（NonLinear Frequency Modulation,NLFM）波形优化设计的基础上，文章提出了一种双通道非线性调频脉压结构的参数估计器，并分析了其理论性能，给出了相应的仿真结果．

非线性调频信号的自适应时频滤波算法

针对传统的时域或频域滤波算法对非线性调频信号滤波去噪效果不好的问题,本文提出了一种时频域内非线性调频信号的自适应滤波去噪算法。首先对原信号进行广义S变换获得其时频分布,接下来利用有效信号时频分布特性选取时频通域,构造区域滤波算子并去除掉时频通域外的噪声分量的时频分布;然后利用有效信号分量的时频聚集性构造自适应时频滤波算子,对含有随机噪声的有效信号分量进行滤波处理,得到滤波去噪后的信号的时频分布;最后利用广义S逆变换将处理后的时频分布变换到时间域,得到滤波去噪后的信号。通过仿真实验的结果可知,本文提出的算法在非线性调频信号的滤波去噪和有效特性保持方面取得了较好的效果。

基于脊路跟踪的变分非线性调频模态分解方法

针对多个辐射源信号混合构成的多分量信号分离问题,提出基于脊路跟踪的变分非线性调频模态分解算法.该方法使用改进的脊路重组算法对时频分布图中各分量瞬时频率进行提取,将提取出的各分量瞬时频率作为变分非线性调频模态分解的预设频率;利用重构后的多分量信号进行瞬时频率提取,更新预设频率后继续模态分解;重复上述过程,直到迭代前、后频率差值小于预设阈值,输出对应的模态分解结果.实验结果表明,基于脊路跟踪的变分非线性调频模态分解算法比经典变分非线性调频模态分解算法具有更好的多分量信号分离效果.

基于FPGA的非线性调频信号脉冲压缩的实现

非线性调频信号在信号设计时即考虑到脉冲压缩信号距离旁瓣的抑制,无需在硬件实现中添加加权网络抑制距离旁瓣。文中介绍了非线性调频信号的设计方法,通过Matlab仿真验证了不同设计方法的非线性调频信号的脉冲压缩性能。并在FPGA仿真环境下实现了带宽30 MHz,采样率为100 MHz,输入信号量化位数为16 bit,时长为10.24μs的线性和非线性调频信号的脉冲压缩。