基于LDV测速算法的多普勒频率测量不确定度分析和评定

为了明确激光多普勒测速仪(LDV)通过转盘装置校准的低速结果在高速的适用性,分析得到LDV测量流速的不确定度与测量体中的干涉条纹间距和多普勒频率的不确定度相关。由于干涉条纹间距与被测流速无关,则高、低流速测量结果不确定度间的可能差异由多普勒频率算法引入。用基于蒙特卡洛法(MCM)传播概率分布评定测量不确定度的方法分析在不同流速下多普勒频率算法引入的多普勒频率测量不确定度,发现在流速为0.1~340 m/s时,由多普勒频率算法引入的多普勒频率相对不确定度均小于0.03%,且该相对不确定度在不同流速下基本保持不变。流速不同产生的多普勒频率不确定度差异对LDV测速结果的影响小于0.013%,验证了测速算法精度的适用范围。得到了LDV低速校准结果可以应用于高速测量的结论,解决了高流速测量的溯源问题。

基于快速迭代插值多普勒频率估计的单脉冲前视成像技术

在单脉冲前视成像技术中,同分辨单元内多目标的辨识一直是单脉冲雷达的研究热点。尽管多普勒处理可以提高对前斜视多目标的分辨能力,但在真实目标数量未知、强点目标能量泄露的情况下,多普勒频率的精确估计面临巨大挑战。针对以上问题,该文在单脉冲前视成像中引入具有目标个数估计和单快拍处理能力的快速迭代插值波束形成(FIIB)算法,结合信息论准则估计目标个数,实现对多普勒频率的无偏估计。点目标仿真数值分析结果显示,FIIB对于同分辨单元内的目标数估计和参数估计性能优于调频Z变换(CZT)算法,能实现对±5°外点目标的准确估计。场景仿真和实测数据成像结果表明基于FIIB的单脉冲前视成像算法聚焦能力强,图像对比度更高,并能有效抑制背景杂波。

基于Matlab的多普勒频率合成器设计与仿真

为了克服传统接收机接收到的高动态全球定位系统(Global Positioning System,GPS)信号存在多普勒频移现象的问题,对高动态GPS中频信号模拟器中的多普勒频率合成器进行了研究。设计了多普勒频率合成器的三个输入参数,运用合成的多普勒频率控制字作为载波数控振荡器(numerically controlled oscillator,NCO)的输入,采用NCO的正、余弦映射功能产生随时间变化的多普勒信号。仿真结果表明,该方法可以精确地模拟高动态参数,多普勒频率合成器的频率分辨率达到5.96×10^(-4)Hz,有效验证了该方法的正确性。

基于多目标跟踪的空间锥体目标微多普勒频率提取方法

该文在等效散射中心模型下,分析了光滑空间锥体目标进动和章动时回波的微多普勒频率与运动参数的关系。针对目标微多普勒频率的复杂形式,该文提出一种在时频分布(TFD)的基础上,利用多目标跟踪(MTT)技术分离空间锥体目标各等效散射中心微多普勒频率变化曲线的方法。该方法首先应用经典的短时傅里叶变换得到回波的TFD,然后将目标在TFD上的时频曲线看作机动目标的航迹,利用MTT技术跟踪TFD上的时频曲线,从而达到提取目标各等效散射中心微多普勒频率的目的。实验中利用电磁仿真数据验证了提出算法的有效性。

双基地MIMO雷达收发角及多普勒频率的联合估计算法

该文提出了一种基于平行因子分析的双基地MIMO雷达发射角、接收角及多普勒频率的联合估计算法。推导了SweilingII目标模型下的接收信号表示式,表明它具有三面阵模型特性。分析了该模型分解的唯一性,并从三线性最小二乘迭代得到的矩阵中完成参数估计。该算法充分利用接收端输出的所有信息,且每次迭代具有精确的最小二乘闭式解,消除了多次特征分解的误差积累,因此提高了估计精度。同时能够实现自动配对,降低了运算量。仿真试验验证了理论分析的有效性。

基于瞬时频率估计的进动锥体目标微多普勒频率提取方法

该文针对进动锥体目标的微动特性提取,建立等效散射点模型下的微多普勒频率与目标运动参数关系。结合进动调制的微多普勒频率近似正弦变化规律的特点,提出基于瞬时频率估计和随机抽样一致性(RANSAC)的进动目标微多普勒频率提取方法。该方法将回波信号分为若干段,每一段的回波信号近似为若干线性调频(LFM)信号分量之和,通过调频Relax算法估计各信号分量的瞬时频率,并通过随机抽样一致性算法估计散射点的微多普勒曲线。基于仿真数据和电磁计算数据的实验验证了该方法的有效性及稳健性。

用加权子空间拟合和量子粒子群算法联合估计多普勒频率和波达方向

为了高效、准确地估计多普勒频率和波达方向(DOA),提出了基于加权子空间拟合(WSF)算法和量子粒子群优化(QPSO)算法的WSF-QPSO联合谱估计方法。首先,利用状态空间模型构造包含多普勒频率和DOA信息的广义可观测矩阵;用WSF算法拟合联合谱函数,将参数估计问题转化为多维非线性函数优化问题。然后,利用QPSO算法优化联合谱函数,得到多普勒频率和DOA的估计值。实验结果表明:在信源参数比较接近的情况下,WSF-QPSO方法在信噪比为0 dB时对多普勒频率和DOA估计的均方根误差仅为0.007 5 rad和0.25°。与其他方法相比,该方法具有估计精度高、控制参数少、鲁棒性好、参数自动配对等特点,在低信噪比和小样本条件下依然能够得到较满意的参数估计结果。

卫星通信信号的多普勒频率参数盲估计

用泰勒级数的展开形式表示高动态的多普勒频率参数,推导了信号非线性变换后相邻数据样本的相位差与多普勒频率、一次变化率、二次变化率等多普勒频率参数的关系,由此建立了方程组并通过解方程实现无需任何先验信息的多普勒频率参数盲估计。仿真实验验证了该方法对M进制相移键控(M-ary phase shift keying,MPSK)、M进制正交幅度调制(M-ary quadrature amplitude modulation,MQAM)等常用卫星通信信号的可行性和有效性。

PMF-FFT算法中码多普勒频率影响的分析及补偿

针对高动态长时间积累下,码多普勒频率会导致PMF-FFT算法出现码相位走动问题,不利于直扩信号的捕获的问题,推导了码相位走动与积累损失和参数估计偏差的定量关系.在PMF-FFT算法的基础上,提出利用Keystone变换校正码相位走动,从而补偿码多普勒频率.仿真结果表明,新算法能有效补偿码多普勒频率,在37dB/Hz载噪比、10ms相干积累时间和10-6虚警概率的条件下,单次检测概率达到98%.

一种新的双基地MIMO雷达收发角和多普勒频率联合估计方法

该文提出了一种新的双基地MIMO雷达收发角和多普勒频率联合估计方法。利用匹配滤波器输出的信号特点,采用最小二乘法从信号中分别提取出多目标的多普勒矢量、接收角矢量和发射角矢量,然后采用迭代算法对这3个矢量进行更新以完成收发角和多普勒频率的联合估计。该方法复杂度低,运算时间少,且能够实现自动配对。仿真结果表明,与基于PARAFAC的方法相比,该文方法更易获得高精度的收发角和多普勒频率估计,具有更高的可靠性。

基于FrFT的LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率估计算法

线性调频信号(LFM)在雷达中广泛应用,精确获取观测LFM信号中的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪系统的一项关键技术。该文提出了基于分数阶Fourier变换(FrFT)的多普勒频率变化率估计算法,在分数阶变换域上使信号能量聚集,消除调频率对参数估计的影响的同时充分提高了信噪比,进而利用保留的脉冲间相对相位关系获得了多普勒频率变化率的高精度估计。理论分析表明,该算法估计精度接近理论下界,数值仿真验证了算法的有效性。

连续波线性调频引信中多普勒频率抑制研究

简述了连续波线性调频引信的基本工作原理,然后以锯齿波为基础,分析了该体制引信信号的频率-时间曲线,推导了多普勒频率与测距误差的关系式,指出多普勒频率对连续波线性调频引信测距精度的严重影响。在此基础上,提出一种消除多普勒频率的方法,对改进后引信各关键环节的输出信号进行分析,从理论上解决了多普勒效应对线性调频引信测距的不良影响。

基于人工蜂群算法的波达方向和多普勒频率联合估计

将人工蜂群算法应用于似然函数的优化,实现了阵列信号波达方向(DOA)和多普勒频率的联合估计。利用状态空间模型构造包含DOA和多普勒频率信息的广义可观测矩阵,并构造包含该广义可观测矩阵的似然函数,将参数估计问题转化为多维非线性函数优化问题。进而利用人工蜂群算法对似然函数的求解过程进行优化,得到DOA和多普勒频率的估计值。算法保留了最大似然估计的渐近无偏估计性能,降低了似然函数求解的计算量,且参数能够自动配对。

增益幅度不同时信号二维方向角和多普勒频率的盲估计

在各阵元增益幅度不一致的条件下 ,提出了一种起伏目标的二维方向角和多普勒频率盲估计的新方法。此方法在各阵元增益幅度不一致的条件下 ,仍可获得很好的估计性能 ,并能应用于各个信号的频率相同的场合。且具有对噪声不敏感 ,不需进行谱峰搜索 ,适用范围广等特点。仿真结果表明了此算法的有效性。

基于直接数字合成技术的多普勒频率模拟方法

提出了一种用于机载导航雷达接收机测试的多普勒频率模拟方法。该方法利用直接数字合成技术,产生与雷达中频实时相参、多普勒频率灵活可调的目标回波信号,多普勒频率调节步进可达1Hz。利用该方法设计的多普勒雷达信号模拟器已经实际用于某导航雷达接收机的测试。

一种基于窄带信号多普勒频率测量的运动目标直接定位方法

相比于常规的两步定位方法,目标直接定位方法具有更高的定位精度,但现有的直接定位方法主要是针对静止目标所提出的,并具有较大的运算量.本文提出了一种针对匀速运动目标的多普勒频率直接定位方法.文中首先基于最大似然准则推导了直接估计目标初始位置和运动速度的优化模型,针对该优化模型是以矩阵特征值的形式给出而难以数值求解的问题,提出了一种基于矩阵特征值扰动定理的Newton型迭代算法,该算法可以避免多维参数网格搜索所导致的庞大运算量.此外,文中还推导了关于目标初始位置、运动速度以及运动航迹估计的克拉美罗界的闭式表达式.数值实验表明新方法的目标位置估计方差可以达到克拉美罗界,并且具有较少的运算量.

大动态多普勒频率下微弱直扩信号的长时间积累算法

大动态多普勒频率情况下,微弱直扩信号的长时间积累存在积累损失和计算量急剧增加的问题.对此,本文提出一种基于运动补偿的二倍分组块补零算法,在二倍分组块补零算法的基础上,通过谱循环移位搜索多普勒频率,采用包络平移和Keystone变换补偿码多普勒频率.理论分析和仿真结果表明,新算法能有效消除大动态多普勒频率对长时间累积的影响,同时计算效率高,相干积累20ms时的计算量仅为同类算法的16%,且时间越长、优势越大.

基于多普勒频率差的拖曳式诱饵干扰检测

诱饵的检测是拖曳式诱饵(TRAD)干扰对抗的基础。对单脉冲雷达有无拖曳式诱饵干扰下平衡鉴相器(BPD)输出角误差信号进行了推导,根据平衡鉴相器的原理,得出了目标和诱饵干扰信号间的多普勒频率差会影响角误差信号的结论。当不存在拖曳式诱饵干扰时,经低通滤波器处理后角误差信号无变化;当存在拖曳式诱饵干扰时,经低通滤波器处理后角误差信号交流部分被滤除,角误差信号发生变化。根据诱饵存在与否时角误差信号的这一差异,利用门限检测实现对诱饵干扰的检测。仿真分析了不同干扰场景下的检测性能,验证了本文方法的有效性。

基于相位补偿的BPSK相参脉冲串信号多普勒频率变化率估计算法

目标与观测平台之间径向加速度引起的接收信号多普勒频率变化率的精确估计对于高精度单站无源定位与跟踪具有重要意义。该文针对脉内相位调制信号的频率变化率不能直接表征多普勒频率变化率的问题,首先引入相位补偿的方法消除BPSK相位调制序列的影响,然后针对固定脉冲重复频率和脉冲重复频率抖动两种情况分别提出了径向加速度引起的多普勒频率变化率的精确估计方法,并且给出了多普勒频率变化率与采样频率、观测时间及脉冲重复频率之间的约束关系。仿真结果表明,典型参数条件下该文提出算法的信噪比门限比已有算法低约4～6dB。

高动态多普勒频率的最大似然估计器

采用泰勒级数展开的形式表示高动态的多普勒频率参数 ,推导并实验分析了对各阶频率参数估计的最大似然估计器 (MLE) ;计算机模拟采用 FFT处理方法 。