基于线性调频连续波的合作式通信辐射源测距

针对加速运动目标参数估计中,离散多项式变换方法无法进行非整数估计的问题,本文提出基于瑞夫算法的离散多项式变换法和基于Chirp-Z变换的离散多项式变换法2种新型离散多项式变换算法,对加速运动目标速度和加速度进行估计,并对2种算法的估计误差和计算量进行了分析比较。结果表明:2种算法在信噪比-20 dB时均方误差开始接近克拉美罗界。基于瑞夫算法的离散多项式变换法与3次迭代基于Chirp-Z变换的离散多项式变换法均可在较低信噪比下可实现任意频率的有效估计且性能接近,二者均可实现低信噪比下速度、加速度的有效估计,但基于瑞夫算法的离散多项式变换法计算量远小于3次迭代基于Chirp-Z变换的离散多项式变换法。

复杂海洋环境下线性调频信号多目标探测研究

将不同长度线性调频(Linear Frequency Modulation, LFM)信号装入矢量信号源,其载波频率设置为中频,分别采样其输出的不同长度的LFM信号,对输出的LFM信号进行脉冲压缩Matlab仿真处理。实验表明,在采样频率及输出幅度相同的条件下,102.00μs脉冲内LFM信号仿真处理后的信噪比和旁瓣抑制比,相较3.00μs的指标提高了13.35 dB和4.61dB。进一步说明了由组合脉冲组成的LFM发射波形信号,其脉压体制雷达存在近距离回波比远距离回波差问题。提出了一种复杂海洋环境下多目标探测方法,对海用脉压体制雷达真实回波性能进行了改善和提升。

脉冲噪声下基于CNN-FRFT的线性调频信号参数估计方法

由于脉冲噪声破坏了线性调频(LFM)信号的分数谱特征,使得基于分数谱特征的参数估计方法无法有效估计参数。针对这个问题,提出一种脉冲噪声环境下基于CNN-FRFT的LFM信号参数估计方法。首先,利用α稳定分布拟合随机脉冲噪声,构建加性含噪信号,输入卷积神经网络(CNN)进行训练和测试;其次,利用训练好的CNN模型对信号进行去噪,并验证模型的去噪能力和泛化能力;最后,利用分数阶傅里叶变换(FRFT)建立去噪信号的分数谱,通过峰值点位置来估计LFM信号的参数。实验结果表明,相比于传统的基于非线性函数的方法,该方法在强脉冲噪声环境下具有更好的精度和噪声鲁棒性,CNN的应用使其具有更强的泛化能力,在实测脉冲噪声下仍可以准确估计参数。

利用线性调频声呐及波束角调节技术的海底管缆探测

针对海底管缆铺设及掩埋情况复杂、细小掩埋管缆定位及埋深探测困难等情况,本文介绍了线性调频声呐及波束角调节技术在海底管缆探测中的优势,结合EdgeTech3400 OTS浅地层剖面仪在海上风电场小管径电缆探测和沿海航道掩埋输气管探测中的应用案例,针对浅地层剖面仪在海底埋深管缆探测识别中的技术难点,分析了管缆探测影响因素与优化措施,对航道通航安全管理、港航工程项目建设及海上风电场建设运维等具有积极意义。

一种类线性调频雷达波型自动识别方法

随着电子技术的发展,雷达信号调制方式趋于复杂化,对雷达信号波形进行可靠的识别是雷达侦察系统面临的一个难题。其中,类线性调频雷达信号(LFM、Frank码、P1~P4码)是识别难度较大的一类信号。针对该问题,论文提出了一种基于深度学习的雷达波形自动识别方法,首先计算类线性调频雷达的基于S-method的时频分布,在此基础上计算信号时频分布的Zernike矩,然后通过卷积神经网络进行分类识别。实验表明,在-2dB信噪比下,信号的整体识别率达到94.33%,能够有效识别雷达波形。

线性调频和MSK雷达通信一体化波形设计

在通信领域,许多物联网设备对于信息传输速率的要求越来越高,导致无线通信相关的电子产品所使用的带宽越来越高,进而使得无线通信在工作频段上与雷达的使用频率出现了重叠。无线通信类的电子产品越来越多,因而未来电磁频谱会越来越紧张。对此,设计出一个一体化波形,使该波形同时具有雷达探测和无线通信功能是非常有价值的研究。文章将线性调频信号与最小频移键控(Minimum Shift Keying,MSK)调制相结合设计一体化波数学模型,通过研究其模糊函数和相干解调验证了一体化波形具有雷达和通信的良好工作性能。

基于长短期记忆网络的线性调频信号识别技术研究

针对线性调频等大带宽侦察信号在传统识别模型中运算复杂,识别准确率有限的问题,本文在传统信号识别技术的基础上提出了一种基于长短期记忆网络的深度学习信号分类方法,通过建立不同带宽参数下线性调频信号构建的仿真数据集,搭建深度学习网络模型,将带标签的数据集输入网络模型,对仿真的侦测目标线性调频信号数据进行持续性学习,实现了对复杂信号目标的识别分类,通过与传统识别方法的对比,发现提高了准确率,是一种可行的线性调频信号识别技术。

调频线性度对chirp信号的距离分辨力影响仿真分析

线性调频脉冲压缩信号(chirp信号)存在调频非线性时会导致距离分辨力下降,相位项上的噪声调制是调频非线性的主要表现形式,此时很难得到脉冲压缩后信号的解析形式,因此其距离分辨力也难于用解析形式表示出。针对这一难点,采用蒙特卡罗方法对chirp信号的这一特性进行计算机仿真分析,得出了一系列具有较高工程实用价值的结论。

改进多尺度Chirplet路径追踪算法在非线性调频信号估计中的应用

针对在低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)下雷达非线性调频信号(Non-linear Frequency Modulation,NLFM)瞬时频率估计精度不足的问题,提出一种基于多尺度线调频小波路径追踪算法(Multi-scale Chirplet Path Pursuit,MCPP)的拟合方法估计信号的瞬时频率。首先,该方法将时频平面分成二进制动态时间支撑区并形成多尺度线调频(Chirp)原子函数库;然后在每一个时间支撑区选择一个投影系数最大的Chirp原子,按照连接原则进行最佳路径连接;最后按时间支撑区顺序提取每个Chirp原子的起始和终止频率,采用最小二乘法进行瞬时频率拟合。仿真表明该方法在低信噪比下可以提高信号瞬时频率估计的精度。

OFDM外辐射源雷达线性调频干扰抑制

随着外辐射源雷达技术的快速发展和逐步应用,干扰问题日渐受到关注。本文以对OFDM外辐射源雷达工作性能带来极大影响的线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)干扰为研究对象,根据线性调频干扰信号模型,从理论上分析了多周期线性调频干扰对OFDM外辐射源雷达的干扰形态和特性,并推导了干扰带宽与相关时延宽度的关系,进而提出了一种自适应多周期线性调频干扰抑制方法。所提干扰抑制方法首先在频域进行干扰检测并估计线性调频干扰带宽,然后根据干扰带宽在距离多普勒谱上选取慢时间维序列构造干扰子空间,最后通过干扰子空间正交投影实现对多周期线性调频干扰的抑制。在不同干扰强度、干扰带宽以及线性调频周期条件下,以基底改善因子作为评估指标,仿真验证了所提方法的有效性和鲁棒性。

基于离散ChirpFourier变换的线性调频信号的Wiener滤波

针对白噪声中线性调频信号的滤波问题 ,提出了一种基于Chirp Fourier变换的Wiener滤波算法 ,根据线性变换等效Wiener滤波的原理 ,利用最小二乘法导出了Chirp Fourier域上的Wiener滤波算子。理论分析及仿真结果表明 ,该算法不仅能够给出信号波形的最小均方误差估计 ,还可利用FFT实现 ,且实现较为简便。

可调谐激光器调频线性度测试技术研究

文章介绍了可调谐激光器调频线性度测试系统组成和测试理论模型,搭建了基于MZI的全光纤调频线性度测试系统,开发了测试软件,详细介绍了可调谐激光器调频线性度的测试过程,对可调谐激光器的研制和测试有一定的意义。

基于线性突变调频信号调制的仿鲸声伪装通信信号的识别方法

近年来,仿生伪装水声通信技术引起了广泛的关注。然而,在反侦察技术中,目前还没有发现相关的方法和文献来识别仿生伪装水声通信信号。为实现对这类仿生伪装水声通信信号准确识别,提出了一种基于鲸类哨声时频轮廓多种特征统计的识别方法来识别基于线性调频信号调制的仿鲸类哨声伪装水声通信信号。首先,分析真实时频轮廓与仿生时频轮廓的分布特征可知,真实哨声信号为扫频信号,其时频轮廓连续分布。根据编码原理,仿哨声通信信号使用不同时长的分段线性调频信号模拟真实时频轮廓传递信息。通过对接收非合作信号的频率突变点筛选,短时频率曲线线性相关性检测及时宽数据分组统计,综合分析多种特征,实现仿鲸类哨声伪装水声通信信号的识别。仿真实验结果表明,该识别方法在不同信噪比、编码时间、编码量和水声信道条件下均可实现80%的识别正确率。因而,该方法可实现哨声信号及其时频轮廓的简单快速提取,对识别其他编码方式的仿鲸声伪装通信信号具有参考意义。

计及风力发电机转速安全约束的DFIG一次调频模型预测控制策略

针对传统方法控制双馈感应发电机(DFIG)的调频效果过于依赖参数整定的问题,该文提出了一种基于模型预测控制(MPC),计及转速安全约束的风力发电机参与一次调频控制策略。该方法结合风力发电机动力学模型与频率响应模型建立预测模型,通过线性回归方法变参考值将风力发电机转速的稳定性纳入考虑。相较于虚拟惯性控制等方法将系统频率偏差与转子动能直接关联,该文方法通过建立全新的预测模型,实时统筹考虑整个系统的状态信息,无需反复调整参数,在考虑转速安全性的同时兼顾全局性能。最后,通过实际算例分析验证了该文调频策略的有效性以及相对现有方法的优越性。

Chirped AM激光雷达中线性调频信号的产生

线性调频强度调制(Chirped AM)激光雷达将微波雷达中调频测距原理巧妙地应用于激光雷达,用一个线性调频的射频副载波调制激光输出强度。介绍了FM测距的基本数学原理,及激光雷达系统的基本构成和工作原理。在分析对比本体制激光雷达中一项关键技术——线性调频信号产生几种实现方法的基础上,依据直接数字频率合成和正交调制技术,提出了一种宽带线性调频信号产生方案。介绍了信号发生系统的基本结构以及工作原理,探讨了系统实现的关键技术、技术难点及改进办法。

对步进线性调频成像雷达的间歇采样转发干扰方法

针对步进线性调频信号(stepped frequency-linear frequency modulation,SF-LFM)体制雷达对抗问题,提出了一种基于子脉冲间歇采样的干扰方法。通过对截获SF-LFM信号的子脉冲进行交替采样与转发,在雷达成像处理后可形成沿距离向延拓的逼真假目标。在此基础上对其干扰特性与参数设计问题进行了讨论,并分别通过一维理想散射点仿真与某型飞机二维成像数据仿真实验验证了所提方法有效性。

线性调频激光回馈粒度探测灵敏度提升方法

激光回馈(或激光自混合干涉)技术在位移、距离、速度、振动等传统物理量测量领域具有广泛的研究和应用.近20年来,这项技术在纳米粒度检测中也展示出了巨大的前景,其测量原理是:基于激光束与照射区域每个粒子相互作用的非相干叠加,粒子直径可以通过激光回馈信号功率谱的洛伦兹拟合而求出.激光回馈粒度检测一般使用恒流驱动的半导体激光器,其信号功率谱峰会位于零频附近,只呈现出右侧部分,有些使用固体激光器的粒度传感器通过一对声光调制器进行移频,将功率谱峰搬离零频位置,但是极大地增加了系统的复杂度和费用.本文用线性调制电流驱动半导体激光器,以产生近似线性调频,从而方便地把功率谱峰搬移到任意期望的频谱位置上.此外,适当的光反馈强度下,倾斜的回馈信号条纹会导致功率谱峰产生高次谐波,这些谐波峰的频谱展宽较主峰更为明显,可以有效提高纳米粒子检测的灵敏度.本文所提出的新技术方案通过数值仿真和实验验证,有望应用在低成本、结构紧凑、高灵敏度的激光回馈粒度传感器或相关仪器中.

改进Chirplet时频原子的非线性调频信号分解

针对Chirplet时频原子对正弦类型的非线性调频信号的分解性能较弱的问题,提出一种改进的Chirplet时频原子.首先从理论上分析Chirplet时频原子对正弦类型的时频分布的失配问题,其次在Chirplet时频原子中加入正弦调频因子,使原子的时频曲线产生类正弦形状的弯曲性能,最后使用遗传算法代替匹配追踪算法,提高原子搜索效率.仿真实验结果表明,改进的Chirplet原子对于非线性调频信号的分解性能与Gabor、Chirplet和FMmlet原子相比,有了较大的提升.

面向线性调频干扰的空频自适应处理算法

针对卫星导航应用中线性调频(linear frequency modulated,LFM)干扰统计特征时变引起的抗干扰性能下降问题,提出了一种基于数据空时频三维特征分组的空频自适应处理(space-frequency adaptive processing,SFAP)算法。首先通过时频分析方法获取采样数据的时域、频域联合分布,并利用空间相关系数分析相同频率干扰在不同时间的空间相关性,然后对SFAP的采样数据进行分组,将不同时间具有相同频率和到达角参数的采样点分到相同组,最后利用分组后的数据进行协方差矩阵估计、权值计算和自适应滤波,提高了干扰特征值、增加了零陷深度、提升了抗干扰能力。仿真结果表明,所提算法可有效提升卫星导航接收机对LFM干扰的抑制能力,且对存在单个和多个LFM干扰的场景均能适用。

用于调频连续波激光雷达的高重频调制DFB激光器的非线性频率校正技术

为获得调谐速率高至100 kHz、调制带宽5G以上、频率线性度较好的光源,从可调谐分布式反馈激光器的调谐原理出发,建立了以温度为主导的调谐模型,在该模型基础上采用基于拍频一致化的迭代仿真算法,显著降低了光源的非线性度。最后搭建了实验平台,采用该算法进行了两次迭代运算。实验结果显示,相比于未校正的波形,经过两次迭代后,下扫频与上扫频的非线性度分别从0.0500、0.0200降低到了0.0042与0.0026,分辨率改善明显。仿真与实验结果证明该方法能有效校正高频调制时DFB激光器调频连续波输出的频率非线性。