基于激光雷达回波信号的雾天船舶航线快速辨识

激光雷达所处环境噪声较大,船舶航线辨识困难,为解决该问题,提出基于激光雷达回波信号的雾天船舶航线快速辨识方法。采用信号累积增强算法增强雾天激光雷达回波信号,利用改进经验模态分解算法去噪处理增强后的回波信号,结合回波信号通过最小类内方差获取得到船舶航线和水面最佳分割阈值,提取船舶航线特征点。利用最小二乘法拟合法拟合船舶航线特征点,完成雾天船舶航线辨识。实验结果表明,所提方法应用后激光雷达回波信号更平滑,输出信噪比更高,均方根误差更低,船舶航线辨识准确率更理想。

基于自适应多尺度形态滤波与EMD的激光雷达回波信号去噪方法

在使用经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)对激光雷达回波信号进行去噪处理时,由于信号含有脉冲及间歇等间断事件而产生模态混叠,导致不能很好地分解出有用信号成分,影响去噪效果。针对这一问题,提出了一种形态滤波与EMD相结合的组合算法。首先,使用自适应多尺度形态滤波器作为前置单元,对信号进行初步处理,剔除信号中的间断事件干扰。之后,应用EMD对处理过的信号去噪。采用仿真数据及真实激光雷达回波数据进行了去噪实验。实验结果表明,文中算法相比于直接EMD去噪,在仿真试验中信噪比提高了8.89 d B,均方根误差降低了0.0514;在真实回波数据去噪实验中,6 km以后平均信噪比提高了3.356 4 d B。该组合算法有效地抑制了模态混叠现象,具有良好的去噪效果及应用前景。

天气多普勒雷达回波信号处理的模拟试验

给出了改进的ＦＦＴ方法和ＰＰＰ方法，以减少白噪声对谱参数估值的影响，从而可在弱信号、大谱宽条件下获得精度较高的谱参数的估值。试验表明，它比直接用ＦＦＴ方法和ＰＰＰ方法获得的结果好得多。

探地雷达回波信号预处理方法的研究与应用

探地雷达以宽频带记录回波信号, 在记录各种有效信号的同时, 不可避免地记录下各种干扰噪声, 能否有效去除干扰噪声将直接影响到探地雷达对地下目标体的识别能力。探地雷达回波信号属于非平稳信号, FFT只适用于平稳信号的滤波, 而小波变换对非平稳信号却能取得良好的滤波效果。为此, 文中提出了采用小波阈值萎缩进行数据预处理的方法, 以去除雷达回波噪声, 并给出了基于DSP的电路和软件实现方法。

基于PCI9820的雷达回波信号实时采集系统

精确的雷达回波信号采集存储是完成目标识别和雷达成像的必要前提,随着A/D采样率和计算机总线技术的高速发展,已经可以在中频直接对雷达回波信号进行实时采集。本文介绍了一种ADLINK公司的基于PCI总线的高速高分辨率数据采集卡PCI9820的硬件结构及相关逻辑模块功能,基于它的双缓冲模式思想并利用板卡的相关驱动函数编写了实时采集程序,并说明了存储文件格式及数据格式。实验结果表明,此实时采集程序能够很好的控制数据采集卡PCI9820完成对雷达回波信号的高速高分辨率实时采集和存储,为信号处理提供了良好的数据基础。

基于时频重排-霍夫变换的雷达回波信号检测

提出了将时频分布进行时频重排再利用Hough变换,对多目标雷达回波信号的检测与参数估计方法,解决了WVD-Hough方法中交叉项引起伪尖峰所造成的误检测以及QTFD-Hough的时频聚集性下降引起的参数估计精度降低和运行时间增大的问题。仿真实验表明,该方法能有效地检测多目标雷达回波信号并准确地估计其参数,而且有较好的抗噪声性能。

基于CPCI总线的通用雷达回波信号模拟器

为了在实验室环境下对雷达信号处理系统进行调试和工作效能测试,设计了一种基于紧凑型外部设备互联总线(CPCI)和现场可编程门阵列技术的通用雷达回波信号模拟器,利用MATLAB的强大仿真功能,模拟产生各种体制雷达的回波信号数据,通过CPCI总线把它们写入该信号模拟器的同步动态随机存储器中,雷达信号处理模块再从该模拟器中反复读出数据进行处理,从而调试和检测雷达信号处理模块在各种杂波及无源干扰条件下对目标的处理。结果证明,该模拟器具有良好的通用性和精确度,并且运行可靠。

多窗口时频重排-Hough变换在雷达回波信号中的应用

针对时频重排变换在处理相距很近的线性调频雷达回波信号时存在重排振荡,易形成伪尖峰导致误检测的问题,提出了将时频重排和多窗口方法相结合的多窗口时频重排算法以降低重排振荡提高时频聚集性,然后再结合二值积累和Hough变换对能量相差较大的多分量雷达回波信号进行检测。仿真结果表明,该方法可以有效的检测出相距很近的雷达回波信号,同时抗噪声能力强,检测精度较高。

采用半解析蒙特卡洛技术模拟星载海洋激光雷达回波信号的软件

采用半解析蒙特卡洛方法,开发了一套星载海洋激光雷达回波信号的仿真系统。通过输入激光雷达系统参数和仿真的环境参数,该系统能够模拟具有不同光学特性的大气和海洋的激光雷达回波信号。同时该仿真系统设计了用户友好的软件界面方便用户对输入参数进行操作,并直观地看到输出结果。利用该系统进行了多种仿真,例如不同类型水体以及不同散射相函数的情况,并将仿真结果与理论的激光雷达信号做了对比,具有较高的一致性。该系统对星载海洋激光雷达探测机理的研究有一定的指导意义。

改进的激光雷达回波信号去噪方法

激光雷达回波信号的强度随距离的平方衰减,当探测距离较大时,信号将淹没在较强的噪声之中。因此,如何有效地从强背景噪声中提取出有用信号至关重要。利用经验模态分解将激光雷达回波信号进行分解,根据本征模态函数与回波信号之间的相关性,结合软阈值与粗糙惩罚技术,有效地提高了激光雷达回波信号去噪的效果。实验结果表明,当加入5 dB高斯白噪声时,该方法的输出信噪比为16.67 dB,均方根误差为1.49×10^(-11)。相比于其他去噪方法,该方法具有较高的信噪比及较低的均方根误差,从而证明了此方法的有效性。

基于PCI总线雷达回波信号的模拟与采集

针对某毫米波探测器研制的需求,介绍了所设计的ADPCI2002,实现了对雷达回波信号模拟与采集。着重讨论了大容量数据缓存的实现、模拟外触发电路的实现、用突发方式来实现PCI总线的高速数据传送、信号模拟时的滤波问题以及板级的信号完整性设计等问题。实测结果表明,该设计工作稳定正常,能够实现对步进频率、调频步进、脉冲多普勒等雷达信号的模拟与数据采集。

船用雷达回波信号模拟器软件的研究与开发

提出船用雷达回波视频信号模拟器上位机软件中的核心部分,即雷达回波视频数字序列的产生方法。该方法根据雷达分辨率模型、雷达回波信号模型、海杂波和噪声模型,以极坐标扫描模拟海图的方式生成雷达回波视频数字序列。通过将算法相关模型加入到MATLAB中仿真、画图并对实验结果进行比较和分析,验证了以上述方法生成雷达回波视频数字序列是可行的。通过将数字序列下载到船用雷达回波信号模拟器板卡后输出较逼真的雷达回波视频信号,验证了船用雷达回波信号模拟器可以完成对于船用雷达回波信号的模拟。验证结果表明,船用雷达回波模拟器系统有助于雷达系统对雷达回波信号特征进行分析研究,有助于雷达后级系统设计的参数优化研究,对改善雷达系统系能具有重要的参考价值。

基于点散射的风电机雷达回波信号仿真

风电机对邻近的雷达台站会产生严重的干扰,精确的风电机的雷达回波在风电机目标的检测与识别、风电场的杂波抑制等方面有重要的应用价值。基于点散射理论按照实际风电机的外形及尺寸建立仿真模型,给出了雷达在空间任意一点处的风电机雷达回波表达式及其求解方法,得到了风电机雷达回波的仿真曲线。仿真结果与传统简化的风电机雷达回波模型的求解结果进行了对比,从时域、频域及时频域对比分析了风电机的雷达回波信号。结合两者的对比结果可以得出,考虑风电机外形的雷达回波模型求解的风电机雷达回波更为准确,回波信号包含的目标信息更为齐全。结论在对风电机雷达回波的精确求解及信号分析上有重要意义。

基于目标电磁散射特征的雷达回波信号实时模拟系统的研制

结合SOPC(System on Programmable Chip)技术与虚拟仪器技术,采用能较真实地反映目标散射特征的三维多散射中心模型实时计算目标回波波形,实现了高分辨雷达接收系统反映目标散射特征及其动态变化的实时雷达信号回波模拟系统。重点介绍了基于目标电磁散射特征模拟的实时算法、模拟器的系统结构以及高速数模混合SOPC系统设计与实现的关键技术。SOPC系统采用V2p40,系统主频为300MHz可输出120MHz以下的中频信号。

基于抛物方程的雷达回波信号能域仿真研究及应用

通过分析海战场末制导雷达回波信号,利用抛物方程对回波信号中辐射信号和散射信号功率衰减进行计算,设计回波信号能域仿真显示模型,为指挥决策提供辅助参考。

基于AD9959的多路同步雷达回波信号源设计

提出了一种基于直接数字频率合成器芯片的相位差可调节多路雷达回波信号模拟信号源的设计方法,整个设计以AD9959芯片为核心,采用FPGA器件实现对系统的控制,并最多可同时产生4路中频信号,且每路的频率、相位、幅值均可调。该方案具有设计简单、低成本和便于升级等特点。

压缩感知改进探地雷达回波信号时延估计

针对探地雷达回波受环境及多径干扰而导致时延估计的精度和速度不满足应用需求的问题,提出了基于改进快速匹配追踪的时延估计算法,算法首先基于压缩感知理论对雷达探地回波进行稀疏分解和重构,以提高信号的信噪比,消除回波中强干扰信号对时延估计的影响,然后采用QR分解优化的快速正交匹配追踪对时延估计模型进行求解,降低基函数错选概率,提高模型收敛速度。仿真实验表明,算法能够有效均衡回波信号中强信号分量和弱信号分量,具有较高的回波时延估计精度。

雷达回波信号仿真中距离特性的模拟实现

通过对几种脉冲信号延迟电路的分析,提出了计数延迟与专用延迟线电路相结合的距离特性模拟方法,以适应大的雷达脉冲重复频率变化范围及产生各种宽度的延迟脉冲,满足多种雷达的仿真测试需求。

基于小波变换的雷达目标回波信号提取算法

随着雷达技术的快速发展,低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)条件下的雷达目标信号提取越来越重要。传统的脉冲压缩算法在低SNR条件下作用不明显。提出了一种新的在低SNR条件下的雷达目标回波信号提取算法。该算法在传统脉冲压缩算法的基础之上,采用小波变换对脉冲压缩后的信号进行分解,提取信号高频信息的小波系数。再用改进的小波变换模极大值算法对信号的高频信息进行去噪,然后重构信号的高频信息,最后再重构完整的雷达目标回波信号。仿真结果表明,该算法能够有效地去除噪声,提取出雷达目标的回波信号,相比于脉冲压缩算法及其他算法性能得到了很大的提升。