Application of Mellin Transform in Wideband Underwater Acoustic Signal Processing

According to the features of the wideband underwater acoustic signals,an algorithm for the wideband ambiguity function is put forward based on Mellin transform.The wideband acoustic signal processing using the fast Mellin transform is also explored.The theoretical analysis and simulation results show that the algorithm has not only high computation efficiency but also good concentration in wideband ambiguity domain.It suits for the wideband underwater acoustic signal processing.

Costas编码跳频宽带雷达信号测速技术研究

频率步进雷达固有的时延-多普勒耦合现象严重影响了运动目标的距离-速度二维联合分辨率.使用具有近似"图钉型"模糊图的跳频脉冲串信号可以消除时延-多普勒耦合,从而同时获得距离和速度的高分辨特性.本文首次推导了跳频脉冲串信号统一形式的模糊函数,分析了编码跳频信号的模糊性和分辨特性,并针对宽带信号下的高速目标提出了一种新的Costas编码跳频信号STRETCH处理方法,有效抑制了传统方法的高旁瓣问题.仿真实验表明Costas编码跳频信号具有较好的测速以及高分辨距离成像性能.

基于频率调制的多载波Chirp信号雷达通信一体化研究

为了减少电子战平台的体积和电磁干扰,一种有效的途径就是实现雷达与通信的一体化。该文针对雷达通信一体化信号设计中存在的不兼容和互干扰问题,根据信号能量共享的原则,提出了基于频分准正交多载波Chirp信号的雷达通信一体化波形及其相应的系统实现方法。并采用宽带模糊函数对多载波一体化信号特性进行了详细分析,进一步研究了一体化信号的处理过程以及其系统性能。在均衡子载波准正交性和通信频谱效率下,通过理论分析和仿真结果表明在多载波频谱重叠率为20%的情况下,一体化信号能够满足雷达的常规探测,并且具有较低的误码特性。

频率步进信号宽带模糊函数及其应用

为了有效解决基于窄带回波模型的窄带模糊函数已无法有效分析运动目标回波信号处理中的问题这一矛盾,在宽带回波模型的基础上提出了频率步进信号宽带模糊函数,分析了宽带模糊函数的性质,证明了窄带模糊函数只是宽带模糊函数在低速情况下的近似.基于宽带模糊函数匹配点的特性,提出了基于匹配点幅值的目标检测方法.仿真结果验证了该方法的有效性.

多载波雷达信号分析

基于宽带模糊函数对子载波分别为单载频、线性调频、相位调制信号的多载波雷达信号特性进行了详细分析,讨论了子载波信号类型与其距离、速度轴特性以及邻道干扰影响的关系,研究了子载波为线性调频信号采用Dechirping处理时多载波合成的特点及减小峰值平均功率比的方法。

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。

短程宽带FMCW雷达信号非线性校正方法研究

调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有重量轻、截获概率低、高分辨率成像等优点,但其发展受到限制的一个重要因素是发射信号中存在的非线性误差。本文针对一部X波段4.8 GHz带宽短程调频连续波成像雷达系统中非线性误差较大的问题,提出了一种基于高阶模糊函数(High-order Ambiguity Function,HAF)和重采样的非线性误差校正方法。该方法结合压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)的频率电压特性将非线性差频信号拟合为多项式相位信号(Polynomial Phase Signals,PPS),利用HAF对多项式相位系数进行估计,并利用插值完成非线性误差校正。仿真和实测数据处理结果表明,该方法能准确有效地校正FMCW系统中的非线性误差,且工程适用性强。

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.

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。

距离-速度-加速度联合模糊函数计算:信号动力学表示方法

该文研究宽带信号距离-速度-加速度联合模糊函数的计算问题。该模糊函数在直接计算时,时间尺度变化的宽带信号计算需要大的运算量,其计算精度直接影响了模糊函数的性能。该文基于信号的动力系统表示理论,将时间尺度变化宽带信号的产生同动力学系统结合,提出利用动力学系统同步理论的宽带信号距离-速度-加速度联合模糊函数的计算方法。该方法首先通过动力学系统产生时延和时间尺度变化的信号,然后由数字方式计算相关函数,从而获得宽带信号的模糊函数。计算机仿真结果表明,该方法具有运算量小、易于实时操作以及适用于非解析信号等优点。

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。

基于频域波形分析的调频步进雷达测距测速新方法

调频步进雷达存在时延-多普勒耦合,对目标测距测速造成严重的影响。在分析其多普勒性能的基础上,通过采样点位置得到目标的粗距离。然后,根据距离-速度耦合关系得到目标的粗速度,经过二次项补偿后再通过频域波形分析获得目标各散射点的真实距离。最后,通过解耦合得到目标精确速度。详细分析了这一解距离速度耦合的新方法,提出了基于频域波形分析法测距测速的具体步骤。仿真结果表明,这种方法在采样率较高和速度不模糊时具有较好的效果。

基于OFDM雷达通信共享信号性能分析

为了减小电子战武器平台的体积和电磁干扰,更大程度地实现雷达与通信系统的一体化,根据信号能量共享的一体化原则,提出了基于OFDM调制的雷达通信一体化共享信号形式.与Baker码编码的OFDM雷达信号宽带模糊函数进行仿真对比,针对发现的问题,通过采用增加子载波个数的方法进行了改进.仿真结果表明,在同等参数条件下,一体化OFDM共享信号比Barker码编码的OFDM雷达信号的自相关性要弱,距离分辨力要低.增加子载波个数后,一体化OFDM信号的自相关性得到了很大提高,基本达到雷达信号探测目标的要求.

基于分组格雷编码的OFDM雷达通信一体化系统峰均功率比抑制

基于OFDM共享信号的雷达通信一体化系统具有较高的峰均功率比,由于编码率的限制,采用格雷序列编码抑制系统峰均功率比(PAPR)的算法只适合应用于子载波数较少的场合。针对子载波数较多的系统,该文提出一种利用分组并行格雷编码结合系数加权优化的PAPR抑制算法,通过将输入比特流分为若干组并行比特,分别进行格雷序列编码、数据符号调制以及逆傅里叶变换,将结果合并就可以得到一个OFDM符号。在合并之前对每一组引入若干加权系数,这样就构成了多个可供选择的OFDM符号,通过选择具有最小PAPR值的OFDM符号作为发射信号,实现系统PAPR抑制。最后,仿真了3种不同分组方案下PAPR抑制能力、通信误码率以及雷达宽带模糊函数,仿真结果表明,该算法可有效抑制系统PAPR,降低系统误码率,其雷达宽带模糊函数仍为近似图钉型,具有良好的距离和速度分辨能力以及测距、测速精度。

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。

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。

最优仿生大棕蝙蝠声波信号模型及雷达测距

从蝙蝠终端捕食阶段发出的声波信号入手,提出了三种最优化仿生大棕蝙蝠声波信号构建模型,并有效应用于雷达测距并得以实现。模型构建以最接近蝙蝠终端捕食过程中发出的声波信号为原型,采用宽带信号处理方法在设计雷达仿生蝙蝠终端捕食波形,并对线性调频、指数调频和对数时间三种模型的雷达测距算法进行具体研究,采用宽带模糊度函数对三种声波信号进行仿真分析,最后成功构建了雷达测距系统中距离分辨性能最好的最佳仿生声波信号模型。仿真结果表明,二次谐波对数调频信号模型及对应的雷达测距算法的距离分辨性能最好,具有较高的雷达测距精度。研究结果为有效利用仿生信号模型于雷达测距具有重要的参考应用价值。

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。

宽带系统中线性调频信号的目标参量估计

在宽带系统中,线性调频信号的模糊度函数不仅在时延和多普勒频移具有耦合性,而且其宽带模糊度函数的脊线已经不是简单的直线,使得进行目标参量估计变得复杂。系统地研究了高斯包络的线性调频信号的宽带、窄带模糊度函数,并应用其脊线之间的联系给出了两种简单的估计目标速度的修正方法,最后进行了充分的仿真,结果表明:这两种方法都可以有效的降低估计误差,提高精度。

脉冲超宽带信号测量性能分析

超宽带技术是一项新兴的无线通信技术,具有极其广阔的发展前景,但目前仅用于室内短距离通信,少见用于航天测控系统。为了将超宽带技术应用于测控系统中,以模糊函数为工具,对脉冲超宽带信号的测量性能进行分析。首先推导矩形脉冲串信号和载波调制矩形脉冲串信号的模糊函数,并对其模糊特性进行仿真分析。在此基础上,主要针对用于测控系统的伪码调制脉冲超宽带信号,利用其模糊函数分析其测距测速性能。结果表明:该超宽带信号具有良好的测距测速性能,其最大无模糊距离为1个伪码周期,最大无模糊多普勒频率为脉冲重复频率的倒数;单脉冲宽度越窄,其测距性能越好而测速性能越差。