用分段累加相关法实现数字相敏检测

提出了一种数字化相敏检测新算法——分段相关累加法，给出了算法的频率响应公式，分析了不同分段数时该算法对谐波和噪声的抑制作用。最后还给出了实现该方法的微处理器结构。

利用部分相关法扩展多普勒容限的方法

由于发射机和接收机的相对运动,在扩频通信系统中会产生多普勒频移,影响伪码和载波的捕获。传统的叉—点积法进行频率估计时,其鉴频范围仅为数据速率的1/4,多普勒容限较小。当多普勒频移超过数据率的1/4时,传统方法估计的频率将发生符号反转,从而输出错误的频率估计。为了提高叉—点积法的鉴频范围,提出了一种利用部分相关法提高多普勒容限的方法,即将相关累加时间变为数据周期的一半,从而将数据解调支路多普勒容限扩大1倍。

基于FPGA可重构技术的信号检测系统设计

基于现场可编程门阵列(FPGA)可重构技术,设计了一种具有资源共享、可灵活重构特征的信号检测系统。基于MicroBlaze设计了重构控制模块用于控制FPGA内的局部动态重构。利用可重构的数字滤波器对采样信号进行滤波,提高FPGA器件的硬件资源利用率。采用幅度自相关累加技术提高信号检测准确率,同时信号检测模块可以选择不同的自相关累加数进行重构。设计的可重构信号检测系统能够满足不同的信号检测需求。

窄带干扰及动态环境BOC调制信号多通道并行捕获

针对窄带干扰及动态环境二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)调制信号捕获困难、捕获效率低的问题,提出利用奇异值分解(singular value decomposition,SVD)结合最小描述长度(minimum description length,MDL)准则对窄带干扰进行抑制。在部分匹配滤波器结合分数阶傅里叶变换(partially matched filter-fractional Fourier transform,PMF-FRFT)捕获算法的基础上提出结合伪码复合以及异步伪码相关累加的多通道并行捕获算法。该算法首先对接收到的含窄带干扰信号做SVD,利用MDL准则自适应估计出干扰信号的个数并完成干扰抑制;然后,将信号伪码相加形成新的伪码序列,由PMF-FRFT结合异步伪码相关累加算法实现对多个信号的精确捕获。仿真结果表明,SVD窄带干扰抑制算法在较好保留原信号特征的基础上能够有效抑制干扰信号,且性能稳定。提出的伪码复合结合异步伪码相关累加多通道捕获的算法可同时完成多个信号的捕获,有效提升信号捕获概率、减少捕获时间。

多脉冲远距离激光测距系统研究

激光测距是一种非接触式的精密测量技术,其具有测量距离远、方向性强、实时性高、精度高等优势,是测量领域不可或缺的一部分。由于远距离传输,部分微弱的脉冲信号提取存在困难,笔者采用AD高速采样,以1 GHz作为采样频率,并对高速采集后的回波信号进行数字化处理。根据噪声的非相关性,采用多脉冲互相关累加均值算法进行改进,能够较好地提升信号的强度,改善信号的信噪比。同时,采用小波奇异值滤波的方法,将累积信号的奇异点滤掉,能更精准地捕捉信号的上升沿,时钟计时更精准,降低误码率,提高测量精度,测量精度可保证在±20 cm以内,测量范围可达3 km。通过FPGA等硬件电路实现控制系统,提高测量精度和系统稳定性。该多脉冲远距离激光测距系统可广泛应用于工程和军事领域。

宽带数字信道化接收机自适应门限检测算法实现

在现代电子侦察中,信号检测依然是最受关注的课题。传统的固定门限的检测方法已经不适用于现在复杂信号环境。为了解决宽带数字信道化接收机等多通道信号检测的应用场景,提出了一种基于自相关能量比值与恒虚警率相结合的方法。基于自相关能量比值,智能判断信号的起始时刻,再通过恒虚警率方法来确定自适应检测门限,进一步提高信号的检测性能。该方法通过现场可编程门阵列(FPGA)硬件实现验证,检测性能好,实时性高,表明该算法在工程应用中具有一定的可行性。

2FSK扩频系统中多普勒频移容限扩展的一种方法

在高动态扩频通信系统中,多普勒频移会导致匹配滤波器输出相关峰值降低而影响伪码的捕获。在分析相关峰所受多普勒频移影响的基础上,提出了一种扩展2FSK扩频通信系统的多普勒频移容限的方法,即适当缩短相关累加时间,伪码捕获和数据解调时采用相关累加与非相关累加相结合的方法。该方法可有效降低FSK扩频系统中相关峰对多普勒频移的敏感性,使多普勒频移容限得到较好的扩展。

一种估计主动声纳回波扩展时间的有效方法

针对主动声纳探测中目标回波扩展时间实时测量的难点,提出将累积和检验算法用于估计回波扩展时间.设计了算法流程,研究了累积和检验算法非线性量的计算方法.在验证估计精度时,和传统的搜索最大检验统计量法进行了对比,并利用仿真和海试数据进行了验证,结果表明:传统方法搜索速度慢,易出现误判,而累积和检验算法在完成检测的同时,能有效平滑混响,能以较高精度和效率确定回波扩展时间,并且可以实现在线处理.

用于北斗二代RTK的多径消减载波相位解算方法

北斗二代RTK算法以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,在测绘、定位导航等领域有广泛的应用。当移动站的使用环境存在多径干扰时,由于载波相位的测量存在误差,传统的RTK算法将会导致移动站的整周模糊度不能成功解算。从数学模型入手,分析了多径信号的影响,提出一种基于软件的抗多径算法,该算法利用多组相关累加器构造一种载波相位测量方法,根据实际北斗二代B1频点信号的特点,构造了抗多径载波相位测量方案,并在卫星导航平台上进行了硬件实现和验证。结果表明,该算法在不同信噪比下相位误差均优于传统载波相位测量算法,具有一定的应用价值。

低信噪比条件下正弦信号幅度盲估计

研究了电子侦察信号处理中正弦信号幅度盲估计问题。提出了一种基于相关累加及线性回归的正弦信号幅度盲估计算法。先对接收到的信号进行频率估计,建立参考信号,将接收信号与参考信号相关后变换到基带并作累加,后将相关累加曲线进行最小二乘线性回归,以回归得到的直线斜率值作为信号幅度的估计值。仿真结果表明,当信噪比大于-3 dB时,方法的估计均方根误差小于1.1倍克拉美罗限,可在低信噪比条件下,实现正弦信号幅度的盲估计。

基于Bootstrap的正弦波频率估计可信性评估

研究了正弦波频率估计结果的可信性评估问题,提出一种基于Bootstrap非经典统计分析的评估算法。根据频率估计结果构造参考信号,并与观测信号作相关累加。以全长度相关累加模值与半长度相关累加模值的比作为检验统计量,基于Bootstrap方法确定相应的判决门限,完成对单次正弦波频率估计的可信性校验。仿真结果表明,本算法可在较低信噪比条件下对单次正弦波频率估计结果是否可靠进行评估和判决。

再生伪码测距中的码跟踪环实现

在再生伪码测距中,码跟踪环的设计是伪码测距系统的关键设计环节。根据CCSDS发布的伪码测距绿皮书,介绍了一种新型的码跟踪环的实现方式。通过对环路参数的分析,详细阐述了码片跟踪环中关键功能模块和关键参数的设计方法。以T2B码为例给出了仿真测试结果,验证了分析和设计的有效性,可用于深空探测应答机和高灵敏通信机。

STFT数字信道化的雷达脉冲参数测量改进算法

数字信道化技术是现代雷达侦测系统的重要组成部分,短时傅里叶变换(STFT)算法是实现数字信道化常用的一种算法。该算法所构建的数字滤波器组具有滤波特性一致、运算量少的优点,通过测量滤波器组的输出可以确定输入脉冲信号的参数,然而该算法对于接收机截取的脉冲信号与实际脉冲信号不匹配所测量的参数误差较大。为改善参数测量精度,提出了一种基于STFT信道化的雷达脉冲参数测量的改进算法,该方法在信道化基础上引进Haar小波变换对脉冲到达时间精确提取,通过相关累加对脉冲信号幅度精确测量。通过仿真分析验证了算法的有效性。

空间太阳望远镜的图象预处理系统研制

空间太阳望远镜太阳磁场测量要求图象的信噪比为104.受CCD满阱电荷的限制,必须对CCD采集到的图象,在预处理单元进行图象积分以提高信噪比;为了减小CCD引入的噪声,还采用了CCD图象改正技术;对于宁静态的长时间太阳观测,为了克服图象漂移导致无法进行图象积分的难题,提出了图象相关内插累加技术,来进一步提高信噪比;预处理单元还担负着偏振测量中的Stokes参数归一计算、CCD控制、调焦控制和图象格式化等任务.文中分析了预处理系统的处理功能需求,确定了系统设计方案;采用FPGA加DSP的硬件结构,制作了地面原理样机,开发了系统软件.在地面支持设备上对系统功能进行了仿真和测试.

高灵敏度GPS软件接收机捕获算法

针对传统方法难以实现室内环境下GPS信号的捕获以及传统弱信号捕获算法的一系列弊端,介绍了一种新的捕获算法。由于数据段通过"先累加后相关"的方式进行相干积分可以减少运算量,以此方法改进的半位捕获法进行数据段选择可以避免导航数据位翻转,并且改进后的差分相干积分能够减小非相干积分造成的"平方损失"和改善信噪比。融合上述优点,提出了一种新的算法,为高灵敏度GPS软件接收机的实现提供了保证。仿真结果表明,此算法极大的提高了接收机的捕获性能,并且能够快速捕获到载噪比低至25dB/Hz的微弱信号。

基于虚拟仪器LabView的数字相敏检波算法仿真研究

微弱信号检测在现在科技发展中起着至关重要的作用,它的检测精度直接影响着天文,生化,物理等科技的发展进度。该文介绍了基于虚拟仪器技术和分段累加相关数字相敏检波算法对于微弱方波信号的检测,用于检测微弱直流信号。通过仿真此方法能有效地检测到微弱方波信号的幅值,进而可以用于检测微弱直流信号的幅值。