基于多目标公平感知的通感一体化恒模波形设计

为了同时实现通感一体化系统的通信和感知功能,针对多目标的公平感知和多用户符号的无错误传输问题,提出一种基于多目标公平感知的通感一体化恒模波形设计方法。该方法在考虑多用户数据符号无错误传输和波形恒模约束的前提下,建立联合波形和信号缩放因子优化的通感一体化波形设计模型。针对波形和信号缩放因子变量耦合的约束条件,利用交替优化算法进行处理。在优化波形子问题中,首先利用优化最小化算法获得原始子问题中目标照射功率和接收回波信噪比的非凸表达式的凸上界,然后利用交替方向乘子法处理发射波形的恒模约束。仿真结果表明,与最大化总目标照射功率和回波接收信噪比的波形设计方法相比,所提方法在仅损失3dB回波信噪比的情况下,能够提升多目标感知公平性,并保证通信数据符号的无错误传输。

杂波中MIMO雷达恒模波形及接收机联合优化算法研究

为提高集中式MIMO雷达在强杂波中的目标检测性能,同时兼顾雷达发射机对于恒定包络波形的需求,以系统输出信杂噪比最大为优化准则,研究了MIMO雷达恒模多波形及接收机权值的联合优化问题.基于循环优化算法将联合优化问题分解为两个子优化步骤,并提出了基于半正定松弛及高斯随机化的恒模波形设计算法.结果表明所提算法能够在迭代过程中不断增加输出信杂噪比直至算法收敛.此外,其相比于能量约束下的最优波形性能损失很小,能够实现自适应杂波抑制并改善目标检测性能.

基于联合优化松弛交替投影的组网雷达恒模波形设计

针对组网雷达工作频段拥塞、高自相关距离旁瓣及节点雷达间波形互干扰等问题,该文在恒模约束下引入联合优化松弛交替投影算法来设计稀疏频谱波形,使其同时具有低自相关旁瓣或低节点雷达间波形互扰特性。该算法利用功率谱与非周期相关函数的傅里叶变换关系将原优化问题转化为谱逼近问题,并通过多目标联合优化机制综合考虑各设计要求,引入松弛因子和加速因子扩展交替投影框架来优化收敛投影区,最终凭借快速傅里叶变换及加速交替投影机制实现迭代优化。仿真结果表明,该算法无需求解梯度,运算效率高且能够有效避免局部优化停滞,与当前流行投影算法及循环算法相比更适合工程实现。

基于迭代凸优化的恒模波形合成方法

针对认知雷达合成的时域恒模波形能量谱误差大的问题,该文提出了一种基于迭代凸优化的恒模波形合成方法。该方法首先将波形合成过程转化成峰均功率比(PAPR)约束下的优化问题,克服了常规波形合成过程中时域和频域独立优化导致的整体收敛速度慢,局部最优值能量谱误差大的问题。其次通过最小化加权误差矢量值(WEVM)降低阻带功率水平,提高干扰及强杂波抑制能力。最后通过一系列变换操作将优化问题转化成二阶锥规划(SOCP)问题求解。计算机仿真验证了所提算法的有效性。

抗间歇采样转发干扰的认知恒模波形设计方法

间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming,ISRJ)是一种相干干扰,对雷达信号的干扰效果表现为欺骗性。针对ISRJ匹配滤波后形成的高栅瓣问题,研究了低集成旁瓣电平(integrated sidelobe level,ISL)的波形设计方法。考虑到雷达发射信号的恒模约束,以最小化ISL为目标函数建立优化问题,由于该问题包含非凸四阶目标函数和非凸约束,难以得到闭式解,因此设计了一种加速优化极小化(majorization-minimization,MM)方法进行求解。最后,通过仿真实验和已有算法进行对比,验证了所设计的波形能降低干扰栅瓣,有效对抗ISRJ。

色噪声背景下的自适应恒模波形设计

针对色噪声背景下的雷达发射波形设计问题,提出了一种基于驻定相位原理的恒模波形设计方法。在已知色噪声功率谱密度先验信息的条件下,以最大化输出信噪比为准则,推导出了最优发射波形的能量谱与色噪声功率谱密度的关系;并由最优波形的能量谱,应用基于驻定相位原理的波形设计方法,实现了色噪声背景下的自适应恒模波形设计。与已有算法相比,文章算法所设计的波形,具有良好的恒模特性,可以更好地匹配最优波形能量谱,同时可以获得更高的输出信噪比,仿真结果验证了所提算法的有效性。

快速变化的电能信号波形模态对直流电能表误差影响分析

针对直流非线性负载导致电压和电流波形的骤升或骤降、电流振荡或阶梯变化等的快速变化波形模态,文中采用机理建模的方法,首先建立直流电能表信号预处理单元、信号转换单元、功率测量单元和电能测量单元的数学模型;建立8种典型电流和电压单一波形模态的数学模型,及其3种典型电流和电压组合波形模态的数学模型;仿真分析11种动态电能信号波形模态对直流电能表动态误差的影响;给出了对电能表动态误差的影响最大的波形模态:单一波形模态中,尖顶骤升波形模态输入时电能表动态误差最大,达到-5.16×10^(-2),组合波形模态中,编号9组合波形模态动态误差最大,达到-1.05×10^(-3),以及对动态误差影响最大的功率滤波器类型;文中结论可为制定直流电能表动态误差的测试评价试验条件与改进电能表提供理论依据。

模糊函数约束下的高多普勒容忍性波形设计方法

本文研究了模糊函数约束下的波形设计方法,针对所设计波形多普勒容忍性差的问题,构造了满足多普勒容忍性和低旁瓣的期望模糊函数,并利用对角加载技术使得相关矩阵保持正定性,将设计波形模糊函数与期望模糊函数的二维差异作为代价函数,使得波形设计问题转化为优化问题,通过循环算法求取恒模优化波形。仿真结果表明,基于本文算法设计的波形在零多普勒旁瓣损失较小的前提下,具有较好的多普勒容忍性和较低的二维旁瓣功率水平,并具有较快的收敛速度。

Phased-MIMO雷达恒模正交波形优化设计

由于受到发射机功率和波形能量的限制,现代雷达系统一般选择恒模波形来实现发射功率的最大化利用。针对Phased-MIMO雷达子阵单元之间的恒模正交波形优化设计问题,基于矩阵谱逼近的思想,本文提出了一种新的波形设计框架。首先假设输出信干比的需求得到划分的子阵数目,根据最大信噪比准则对子阵单元进行波束形成,提高了雷达系统的抗干扰性能,其次采用迭代矩阵谱逼近算法(iterative matrix spectral approximation algorithm,IMSAA)对子阵单元之间的正交波形进行优化设计,相对于multi-CAN算法,该算法能够获得更好的相关性能,而且运算效率较高,最终实现了恒模波形的优化设计。仿真结果证明了算法的有效性。

基于期望方向图匹配的MIMO雷达恒模发射波形设计算法研究

为提升MIMO雷达发射功率利用率,改善对目标的探测性能,研究了期望方向图匹配下的发射波形设计方法。建立了发射波形恒模约束下的方向图匹配加权优化模型;基于循环优化和majorization-minimization(MM)算法对原始非凸优化问题进行求解,通过构造合适的上界函数,可将原始问题松弛为等式约束下的序列线性规划问题,并能保证算法的收敛性;由于每一次迭代都能给出子问题的闭式解,因而所提方法的计算复杂度较低;仿真实验表明了所提方法的有效性。

恒模发射波形和非匹配滤波器的联合设计

为改善接收端的探测效果,提出一种恒模发射波形和非匹配滤波器的联合设计方法,应用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)对所构造的数学优化模型进行了求解。通过引入多个辅助变量解除非凸优化问题和复杂约束的耦合关系,结合分式优化技术并构造分段阶跃函数,对子问题加以处理得出最优解。此外,还将此类联合优化设计扩展用于已知雷达发射波形基础上的接收端非匹配滤波器设计。仿真实验表明,所提出的联合设计方法可有效降低脉压输出的旁瓣。

一种高多普勒容限的抗间歇采样转发干扰波形设计算法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是一种能有效欺骗相干雷达的有源干扰,尤其针对线性调频雷达,回波信号经过脉冲压缩能够产生一系列的虚假目标。为对抗这类干扰,同时考虑到动目标场景下对波形的高多普勒容限要求,文中首先提出了一种基于模糊函数理论的波形设计方法。然后,在提前认知干扰信号的基础上,以理想化设计波形的相关函数为目标建立了优化模型,并考虑了波形的恒模约束。由于所形成的问题是个非凸问题,因此提出了一种交替循环算法迭代求解该问题。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性,所设计波形具有较高的多普勒容限,同时能够有效对抗ISRJ干扰,当干扰认知存在一定偏差时文中方法具有稳健性。

莫尔信号正弦性误差补偿中的波形建模方法研究

针对光栅莫尔信号正弦性误差补偿过程中波形方程建立准确性影响误差补偿效果的问题,提出了一种根据实际细分倍数要求进行波形建模的方法。在基于粒子群算法(PSO)的光栅莫尔信号正弦性误差补偿原理的基础上,说明信号波形方程建立的重要性;针对波形方程建立时谐波选取问题,量化直流漂移及各次谐波含量带来的角度误差情况,为波形方程建立提供参考;利用仿真实验验证了模型建立的有效性,并在FPGA平台上实现PSO算法对信号波形参数的求解,对比波形方程在不同维数的情况下对资源占用的影响;最终搭建光栅系统平台对本文所提方法有效性进行验证,结果表明该补偿方法能够有效减小信号中的正弦性误差成分,细分误差由0.74″降低到0.30″。

机载高速内存映射异构平台波形建模方法

针对大规模系统中内存映射通信机制空间划分复杂、缺乏规范化建模和管配方法的问题,分析基于航空机载高速内存映射异构平台的波形建模应用需求,提出一种基于E*MOCB硬件抽象层的底层通信机制封装方法,实现波形组件与异构平台的逻辑解耦;制定一种标准化的波形组件以及波形建模描述方法,实现波形的规范化设计与开发,通过系统的综合调度和对E*MOCB的配置实现波形的灵活动态部署及运行。以实例验证了该方法的有效性。

鄂尔多斯盆地苏里格气田苏5区块盒8段-山1段波形约束建模反演及模拟

为解决鄂尔多斯盆地苏里格气田苏5区块盒8段-山1段强非均质薄储层预测问题,提出了波形约束建模反演及模拟方法。寻找地震波形与沉积相、测井相之间的对应关系;建立测井曲线-地震波形间的井震关联数据库,在地震波形约束下构建初始模型;以此为基础开展速度反演、伽马模拟。波形约束建模应用于地震反演可以起到良好的相控作用,提高了反演分辨率和预测精度,可更好适应强非均质薄砂体预测需求。

电光开关对被动锁模激光器输出脉冲的影响

介绍了在被动锁模激光器谐振腔中引入电光开关对输出脉冲的影响．初步探讨了由于引入电光开关而引起输出光波形变差的机理．对输出能量稳定性和平均输出能量提高的原因进行了分析。实验结果表明。引入电光开关后。谐振腔输出能量稳定性由16．8％提高到5．1％．输出能量平均值提高了25．8％。在改善输出光波形方面进行了一些尝试。

基于相位域乘子法的MIMO雷达抗干扰波形设计快速优化方法

研究了在相似性约束下的多输入多输出(MIMO)雷达恒模波形设计问题。在存在信号依赖性干扰和高斯白噪声条件下,以最大化信干噪比为目标函数,以恒模和相似性为约束构建了数学优化模型,并采用迭代方式对发射波形和接收滤波器进行更新。在对波形序列优化过程中,由于恒模约束是非凸的,该数学优化模型为一非凸数学优化问题,计算难度较大。文中提出了相位域乘子法对MIMO雷达恒模波形优化问题进行快速求解。该算法将对恒模波形序列的直接优化问题转化为对波形相位序列的优化问题,降低计算复杂度。通过数值仿真手段将该算法与现有方法进行比较,结果证明了该算法能够有效获得具有低自相关积分旁瓣水平的波形,且具有较低的计算复杂度。

一种相位域低积分旁瓣雷达波形优化方法

雷达波形优化作为雷达领域中最重要的课题之一,受到广泛关注。雷达探测波形不仅要有恒定的幅度,还要有低的自相关副瓣。由于恒模约束是非凸的,所以针对低自相关旁瓣恒模波形优化问题复杂度很高。已有算法通常将包含波形幅度和相位信息的多维向量空间作为优化问题的可行解集合,计算过程需要恒模约束条件参与,导致寻优难度和计算量较大。该文提出了一种相位域低积分旁瓣恒模雷达波形优化方法,将对恒模波形寻优的可行解空间压缩至波形相位域的向量集合,对恒模波形向量中各元素相位与其他元素之间的关系进行深入分析并进行解析表示,进而基于坐标下降法的迭代优化思想对波形向量各元素依次更新。通过压缩可行集规模和采用闭式解更新变量的方法,获得了自相关积分旁瓣性能更优的波形序列,并有效降低了计算复杂度,提升了优化效率。最后该文通过数值仿真的方法验证所提方法的有效性。

基于主优化算法的雷达波形设计

为满足雷达复杂工作场景任务需求,提出一种基于主优化(MM)算法的低相关旁瓣、稀疏频谱波形设计方法;该方法首先建立最小化积分旁瓣电平准则下的恒模发射信号模型,并考虑工作频段拥塞情况下波形稀疏频谱特性,进而建立低相关旁瓣和稀疏频谱任务需求下的主优化(MM)目标函数表达式,最后利用主优化(MM)思想构造最小化积分旁瓣电平或稀疏频谱的算法框架。仿真结果表明,该算法能够有效降低积分旁瓣电平,并能够在干扰频段形成频带陷波,且在码长较长时仍具有较佳效果。

用模糊模式识别法诊断柴油机燃油系统故障

本文介绍模糊模式识别——模糊数学与模式识别相结合方法的推理过程,及其在柴油机燃油系统故障诊断上的应用。