噪声连续波雷达脉压输出主旁瓣比推导与分析

针对噪声连续波雷达(NCWR)参数选取、旁瓣抑制及多普勒容限扩展问题,研究了NC-WR脉压输出主旁瓣比与脉压长度、多普勒频率和回波信噪比等参数的关系。NCWR脉压输出旁瓣表现为随机波动的噪声基底,通过对其统计特性研究分别推导了统计主瓣均方旁瓣比(SMMSSR)和统计主瓣峰值旁瓣比(SMPSR)的数学表达式。对影响SMMSSR和SMPSR的参数进行了分析。计算机仿真验证了推导结论的正确性。

伪码调相连续波雷达的脉压主旁瓣比数学分析

研究了伪码(m序列)调相连续波雷达的脉压主旁瓣比随目标多普勒频率变化的关系,并推导了其数学表达式。由于m序列调相连续波雷达在非目标距离门上的脉冲压缩是一种"宽带输入窄带输出的过程",那么脉压旁瓣实部和虚部分别近似服从正态分布,由此可计算出脉压后峰值旁瓣实部和虚部的值,然后给出了脉压输出主旁瓣比的数学表达式。仿真结果表明:当m序列的周期长度p≥31时,由脉压主旁瓣比数学表达式计算得到的数据与仿真得到的数据能很好地吻合。

噪声调相连续波雷达统计主旁瓣比推导和分析

噪声调相连续波雷达(Noise Phase Modulated Continuous Wave Radar,NPMCWR)脉压输出旁瓣表现为具有随机特性的噪声基底,通过对其统计规律的研究,推导了NPMCWR的统计主瓣均方旁瓣比(Statistical Mainlobe to Mean Square Sidelobe Ratio,SMMSSR)和统计主瓣峰值旁瓣比(Statistical Mainlobe to Peak Sidelobe Ratio,SMPSR)的数学表达式.分析了NPMCWR的脉压输出统计主旁瓣比与脉压长度、目标多普勒、有效相移等参数之间的关系.数学表达式的计算结果与Monte-Carlo仿真结果很好地吻合,验证了推导结论的正确性.

噪声调频连续波的统计主旁瓣比

噪声调频连续波(NFMCW)信号的脉压输出具有表现为均匀噪声基底的随机旁瓣,通过对其统计规律的研究,推导了具有高斯型功率谱的NFMCW峰值旁瓣比(PSLR)及积分旁瓣比(ISLR)的数学表达式。研究结果表明:NFMCW的PSLR与相关时长、信号有效调制带宽及目标多普勒频率均有关;ISLR仅与相关时长以及目标多普勒频率有关,与信号有效调制带宽无关。MonteCarlo实验结果与推导结果一致。

一类具有低距离旁瓣的多相码“波形对”

在文献［１］研究Ｐ码（即Ｐ＿１、Ｐ＿２、Ｐ＿３和Ｐ＿４码）波形自相关函数旁瓣结构的基础上，由Ｐ码波形导出了一类能实现低距离旁瓣的多相码“波形对”。在零多普勒频移条件下，这类“波形对”能以少量信噪比损失为代价使脉压输出波形的主旁瓣比等于码序列的长度，也就是说，从主旁瓣比的角度讲，这类“波形对”可以等效为相应长度的多相巴克码波形。最后，我们研究了该类“波形对”的多普勒特性。计算机仿真结果表明其多普勒性能优于相对应的Ｐ码波形。

LFM-M码信号旁瓣抑制技术

为了进一步提高雷达的探测性能,设计了线性调频–二相码(LFM-M)混合调制脉冲压缩信号。采用分类比较的方法,研究了反向传播网络、Elman网络和径向基函数(RBF)网络等3种典型神经网络在其脉冲压缩中的应用,设计了网络的结构,分析了网络的算法。通过仿真和对脉冲压缩输出性能的研究得出,采用RBF神经网络对LFM-M码信号进行脉冲压缩,网络具有较快的收敛速度和较好的数值稳定性,可获得60 d B左右的输出主旁瓣比。

基于Chebyshev自褶积组合窗的有限差分算子优化方法

有限差分法广泛应用于地震波数值模拟、成像和波形反演中,差分数值解的精度直接影响着地震成像和反演的效果.因为有限差分算子可以通过截断伪谱法的空间褶积序列得到,而截断窗函数的属性影响有限差分算子逼近微分算子的精度.具体地讲,窗函数的幅值响应的主瓣和旁瓣决定了有限差分算子逼近的精度,主瓣越窄,旁瓣衰减越大,则有限差分算子逼近微分算子的精度越高,更好地压制数值频散.基于此认识,本文提出了一种基于Chebyshev自褶积组合窗截断逼近的有限差分算子优化方法.Chebyshev自褶积组合窗的主瓣较窄,且旁瓣衰减大,其可通过只调节三个参数,更直观和可视化地控制主瓣和旁瓣的形状,改变有限差分算子逼近微分算子的精度;该窗函数截断逼近的有限差分算子不仅有较大的谱覆盖范围,而且精度误差波动较小,这表明低阶的差分算子可以达到高阶算子的精度,且逼近误差更稳定;从经济上来讲,将有效地减少模拟计算花费,提高计算效率.

大型阵列天线子阵划分及栅瓣抑制方法

利用遗传算法(genetic algorithm,GA)将大型阵列划分为非均匀邻接子阵,以主旁瓣比作为适应度函数,并对遗传操作增加约束条件,得到具有栅瓣抑制能力的子阵结构。提出了基于子阵级的波束扫描方法,在每个扫描分区内无需改变阵元权值,仅通过子阵级数字波束形成即可完成阵列的波束扫描,并分析了不同扫描角对阵列方向图的影响。为了抑制大扫描角带来的高旁瓣,运用自适应原理使子阵级方向图在高旁瓣位置形成凹陷。分析与仿真结果表明,该方法能够进一步提高阵列方向图的主旁瓣比,增加扫描分区的范围。

基于Ricker类地震子波的匹配追踪

Ricker类地震子波是由Ricker子波演变得到的零相位三参量理论子波,通过适当的简化,得到了二参量C子波,参量独立地控制波形特征。以两个波形参数(主、旁瓣极值比和主、旁瓣宽度比)来定量表征C子波,发现C子波(Ricker类子波)比常规的Ricker子波、宽带Ricker子波波形更为丰富。基于C子波的匹配追踪算法,以该类子波构建原子库,建立包络瞬时频率与子波参量的定量关系,通过"三步法"实现地震信号的分解。模型试算结果表明了该算法的有效性,时频谱具有较高的时频聚焦性,C子波比Ricker子波更适用于时变记录的匹配。基于C子波库对实际地震资料进行匹配追踪,分频结果取得了较好的解释效果。

多载波补偿相位编码雷达信号的子载波加权优化

与传统脉冲雷达相比,多载波补偿相位编码(MCPC)雷达具有脉冲压缩比高和抗干扰能力强等优点。但由于其幅度可变,降低信号包络的峰均比(PMEPR)是MCPC雷达信号波形设计的关键问题之一。通过对各子载波加权,在保证信号自相关函数主旁瓣比不会被恶化的同时,优化设计信号的PMEPR。优化结果表明:采用该方法单个MCPC脉冲的PMEPR可降低到优化前的66.7%,而主旁瓣比又能提升3 dB;MCPC脉冲串的PMEPR可降低到优化前的66.9%,而主旁瓣比又能提升5 dB。

融合深度特征的通道可靠性目标跟踪算法

针对复杂场景如旋转变化、快速移动、尺度变化、遮挡等问题,提出了融合深度特征的通道可靠性目标跟踪算法。首先,提取方向梯度直方图(HOG)特征、颜色通道(CN)特征和灰度(Gray)特征,并将三种特征通道串联。然后,使用VGG-19网络进行深度特征提取,分别提取Conv4-4层和Conv5-4层的深度特征,独立训练每种通道特征的相关滤波器,根据可靠性系数进行响应图自适应通道可靠性加权融合。同时,提出了以主旁瓣比(PSR)和响应图的有效局部最大数量(NELM)为指标的模型更新策略。在OTB-100数据集进行实验表明,所提算法在一些复杂场景下与一些主流跟踪算法相比,具有较好的准确性和鲁棒性。

基于神经网络的双基地雷达脉冲压缩方法

本文在二相码连续波(CW)双基地雷达的数字脉冲压缩原理的基础上,研究了径向基函数(RBF)网络在脉冲压缩中的应用,采用长度为15位的最佳二进制序列进行仿真,结果表明使用训练的径向基函数网络能大大提高输出信号的主旁瓣比,比相关处理法有更强的自相关性能(即最小峰值副瓣),从而获得更好的压缩效果。

基于GA-BP网络的LFM信号脉冲压缩

为了改善线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号脉冲压缩输出的性能,研究了误差反向传播(back propagation,BP)神经网络在线性调频信号脉冲压缩中的应用。采用遗传算法(genetic algorithm,GA)对BP神经网络的连接权值进行训练学习,该算法可克服BP网络容易陷入局部最优的缺点。仿真结果表明,GA-BP网络具有较快的收敛速度和较好的数值稳定性,在信噪比损失小于1dB的条件下,可获得60dB左右的输出主旁瓣比。

改进的超波束形成算法探讨及性能研究

为进一步提高超波束形成(Hyper Beam Forming,HBF)算法的性能,在传统的HBF基础上提出一种改进的HBF(Improved Hyper Beam Forming,Im-HBF)算法。将基于半阵指向性函数高阶运算修正到基于全阵指向性函数的高阶运算。仿真结果表明,Im-HBF算法具有更窄的主瓣,并且对端射来波信号栅瓣抑制能力更强,进一步提高了对目标的检测能力。同时,Im-HBF算法对指数n具有更为广泛的适用性,当指数n>2时也能获得优于常规波束形成(Conventional Beam forming,CBF)的波束性能。

基于激光器阵列的可调谐微波光子滤波器

调谐范围、Q值和主旁瓣抑制比(MSSR)是微波光子滤波器(MPF)的重要性能指标,同时实现大调谐范围、高Q值、高主旁瓣抑制比的MPF鲜有报道。提出并通过仿真验证了一种基于激光器阵列的大范围可调谐微波光子滤波器。采用激光器阵列做光源,改变其输出波长间隔,即可实现滤波器自由频谱范围(FSR)的大范围调谐。使用光栅对和单模光纤级联作为色散器件,可获得较高的Q值和MSSR。引入切比雪夫窗,改善输出激光的抽头权重,可进一步提高MSSR。仿真实验结果表明,该实验方案实现了FSR的大范围调谐,调谐范围是5.59～37.32GHz,Q值高达558.7,MSSR高达151.122。

转发干扰下DS/FH混合扩频测控信号检测性能(英文)

分析直扩/跳频(DS/FH)混合扩频测控信号在干扰环境下的性能对该新测控体制的研究具有重要的意义。推导了转发干扰环境下DS/FH测控信号的检测概率和虚警概率表达式。以Matlab/Simulink为平台搭建了检测性能仿真系统,对检测概率、主副旁瓣比和相关系数进行了仿真分析,指出只要转发时延小于一个跳频驻留,就能实现"欺骗"干扰,验证了理论推导的正确性,为进一步研究提供了参考。

曲面目标量子雷达散射截面分析

为研究曲面目标的量子雷达散射截面(QRCS)特性,以圆柱曲面为数学模型,并根据光子与镜面物质相互作用的量子描述,分别引入单光子和双光子的概率波函数。基于经典雷达散射截面(CRCS)定义式,分别推导了单光子和双光子的QRCS解析式,并对多光子的QRCS定义进行了扩展和推导。对QRCS和CRCS截然不同的物理本质及其相互关系进行了分析。仿真结果表明,双光子QRCS在不同入射角度下形成的波形在毫米波段出现畸变,因此单光子QRCS具有更好的性能;与CRCS相比,QRCS的主旁瓣比更高。