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。

基于变分非线性调频模式分解的直驱式波浪发电系统控制

海浪的非平稳特性会影响直驱式波浪发电系统能量捕获,为此提出基于脊线检测与变分非线性调频模式分解的控制方案。采用短时傅里叶变换方法分析波浪激励力,结合脊线检测设定初始频率;应用变分非线性调频模式分解法分离波浪激励力,获得若干模式分量并提取其瞬时频率;通过计算各模式分量的能量含量确定主导分量,根据其瞬时频率动态调整动力输出装置阻尼,搭建直驱式波浪发电系统模型。仿真结果表明,所提方案能量吸收性能好、输出平均功率高,可有效改善直驱式波浪发电装置性能。

基于星载气象雷达的非线性调频信号优化设计

随着天气观测、研究和规划的进展,气象雷达技术的开发工作取得了重大进展。脉冲压缩使新一代低成本、紧凑型星载天气雷达系统成为可能。为了抑制脉压带来的距离旁瓣,目标探测雷达通常采用基于幅度调制和失配滤波的方法,但由于其存在主瓣扩展和功率损失等缺点,不适用于气象观测。非线性调频(NLFM)信号可以调整其功率谱密度,在明显不降低信噪比的情况下提供较低的旁瓣输出。本文设计了一种新的波形优化框架。该框架通过多目标粒子群优化算法(MOPOS)构造了一种针对气象粒子目标的非线性调频(NLFM)脉冲压缩波形,实现了极低的距离旁瓣电平和较高的多普勒容限,可以显著地缓解非常有限的卫星峰值功率的限制和卫星平台运动导致的多普勒对系统影响。仿真实验结果表明:改进的非线性调频波形具有良好的性能。

基于调频函数和遗传算法的非线性调频信号产生方法

在雷达领域中,利用非线性调频脉冲压缩可提高脉压系统的性能.本文根据我们已建立的调频函数模型,提出了一种利用多参量遗传算法来产生满足脉压系统要求的非线性调频信号的方法,给出一个用该方法设计非线性调频信号的实例.实验结果表明,这一方法能够快速灵活地设计出所需信号.

一种改进的非线性调频信号波形设计方法

研究非线性调频信号波形设计方法 .依据相位逗留原理 ,采用动态优选法 ,给出了一种改进的非线性调频信号波形设计方法 .该方法可以根据脉冲压缩输出波形峰值主副比或者主瓣宽度的具体要求设计出更加实用的非线性调频信号波形 .增加了波形设计的灵活性 ,运算量小 ,设计速度快 .采用该方法设计的波形脉压输出主副比低 .设计算例结果表明了该方法的有效性 .

调频连续波SAR非线性处理方法研究

合成孔径雷达系统畸变引入的幅相误差严重影响了雷达的成像效果,必须予以校正才能获得高质量的图像。该文针对调频连续波SAR系统频率响应非理想特性引入的幅相误差以及信号扫频非线性误差对系统性能的影响,分析建立了存在系统误差的调频连续波SAR系统回波信号模型,研究了系统误差估计与校正的问题,并考虑小型化调频连续波SAR实时成像处理的需求,提出了一种改进的适合实时成像处理的调频连续波SAR的高精度非线性距离-多普勒成像处理算法。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和有效性。

扫频非线性对线性调频连续波雷达测距精度和距离分辨力的影响

线性调频连续波（ Ｌ Ｆ Ｍ Ｃ Ｗ） 雷达在理论上具有很高的测距精度和距离分辨力，但实际的 Ｌ Ｆ Ｍ Ｃ Ｗ 雷达由于其固有的扫频非线性而使其实际的测距精度和距离分辨力下降．本文根据 Ｌ Ｆ Ｍ Ｃ Ｗ 雷达回波功率谱的特性，从理论上分析了扫频非线性对 Ｌ Ｆ Ｍ Ｃ Ｗ 雷达测距精度和距离分辨力的影响，为实际 Ｌ Ｆ Ｍ Ｃ Ｗ 雷达扫频非线性的外部校正提供一个精确的理论依据．

一种改进的非线性调频信号设计

在窗函数法的基础上提出一种改进的非线性调频信号方法.该方法采用凸优化求解窗函数法设计非线性调频信号的最小峰值旁瓣抑制相关器,并基于此构造一种新的非线性调频信号,通过多次迭代可进一步降低其距离旁瓣.改进的设计方法在给定的主瓣宽度条件下可以获得较低的距离旁瓣,而且适用于小时宽带宽积的非线性调频信号设计.和已有方法相比,所提方法具有设计灵活和收敛性好的优点.仿真数据结果验证了方法的有效性.

大时带积非线性调频脉压信号及其性能分析

采用多种频域窗函数综合出了一组大时带积非线性调频脉冲压缩信号，其中一些窗函数的应用尚未见类似的研究报道。本文模拟分析了这类信号的分辨力和多普勒响应性能，并与实验结果进行分析比较，总结了设计大时带积非线性调频脉压信号窗函数的选择原则。该组信号应用于远程警戒雷达可收到增加检测目标动态范围而不降低作用距离的实效。

非线性调频模态分解-同步提取变换方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

传统同步提取变换(SET)方法在处理多分量非平稳复杂信号时,各相邻分量的瞬时频率差要大于窗函数频率支撑范围的2倍,否则时频结果易发生频率混叠,而工程信号常常难以满足。此外,在处理高噪的复杂信号时,其时频分辨率往往不理想。针对此不足,将非线性调频模态分解(VNCMD)引入SET中,提出一种VNCMD-SET的故障诊断方法。利用VNCMD通过结合解调手段以及变分模态分解的联合优化方案来有效处理频率临近甚至交叉的非平稳信号,对故障信号进行分解重构,对该重构信号进行SET处理。将所提方法与传统SET方法进行对比研究,并进行实验验证。仿真和实验结果表明:VNCMD-SET方法明显优于传统SET方法,克服了传统SET方法的不足;VNCMD-SET方法能有效提取出故障信号的频率特征,且不发生混叠,同时具有一定的抗噪性能。

MIMO雷达正交频分非线性调频波形设计

正交波形是多输入多输出雷达应用最广泛的波形,评价波形正交性好坏的重要指标是波形的自相关和互相关性能.针对正交频分线性调频信号的自相关存在主副比低且加窗抑制旁瓣会带来主瓣展宽和失配损失的问题,本文提出了正交频分非线性调频信号的模型和设计方法.仿真分析证明了该种波形比正交线性调频信号具有更好的相关性能.

改进的非线性调频脉冲压缩方法在空气耦合超声检测中的应用

为解决空气耦合超声检测中信号微弱、信噪比低的问题,在应用线性调频脉冲压缩方法的基础上,研究非线性调频脉冲压缩方法及改进后的方法在空气耦合超声检测中应用。介绍非线性调频脉冲压缩方法的基本原理,针对超声检测中实际应用的特殊性,分析换能器频带特性对脉冲压缩效果的影响,试验研究改进的非线性脉冲压缩方法对空气耦合超声换能器接收信号的影响以及脉冲压缩方法对提高信噪比的实际效果,通过空气耦合超声C扫描检测系统,对玻璃纤维复合材料试样进行成像检测试验。试验结果表明,改进的非线性调频脉冲压缩方法可有效提高脉冲压缩效果,有利于改善空气耦合超声检测的效果。

一种调频连续波SAR的非线性距离-多普勒算法

频率非线性是制约调频连续波雷达距离分辨率的一个关键因素。针对系统非线性误差对调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像处理的影响以及雷达系统实时成像处理的需求,对存在频率非线性误差的调频连续波SAR回波信号进行了建模,分析了调频连续波去斜接收模式下的回波特性,深入研究了系统非线性误差校正的问题,提出了一种改进的调频连续波SAR的非线性距离-多普勒成像处理算法。该算法通过非线性误差滤波器校正距离向非线性误差,具有计算量小,处理精度高的特点,适合实时成像处理。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和正确性。

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。

正弦型非线性调频键控及性能分析

以正弦型非线性调频信号为载波样本,提出一种非单频波带通调制方法——正弦型非线性调频键控(sine non-linear chirp keying,SNCK)。通过调整时间-带宽积和频率变化曲线频率等参数,SNCK可实现满足不同信道环境和服务质量需求的无线通信。同时,由于采用非单频波作为载波样本,SNCK具有较好的多普勒频移抑制能力。构建SNCK的数学模型,分析已调信号正交化设计方法、频域特征及信道适应能力等性能。理论分析和实验结果表明:相较于甚小线性调频键控,SNCK具有相近的高白噪声抑制能力和频域能量集中度;相较于最小频移键控,SNCK具有更强的多普勒频移抑制能力。SNCK可作为通信终端高速率运动场景下的变速率无线通信系统的带通调制方案。

近距离超宽带调频连续波雷达非线性校正研究

调频连续波雷达凭借其结构简单、造价低廉等优势在目标探测与识别等方面体现出重要的应用价值,然而系统的非线性调制问题成为制约其性能的重要因素。传统的非线性校正方法能够在一定程度上估计非线性,但估计过程中的误差传递问题导致校正效果并不理想。基于该问题,本文提出一种基于多项式回归的方法实现非线性的准确估计。所提算法首先将非线性相位建模为多项式函数,然后通过多项式回归实现参数的联合估计,以消除误差传递问题。基于估计出的参数,通过时域重采样操作实现非线性的校正。仿真结果表明,所提算法不仅能够准确估计出多项式参数,而且在一定信噪比下比传统算法更接近克拉美—罗界。X波段FMCW雷达实测数据处理结果显示,本文所提算法可以有效消除非线性误差。

基于多项式拟合的非线性调频波形设计

在非线性调频(NLFM)脉压波形设计的一般原理基础上,提出了一种基于多项式拟合的波形设计方法。用该设计方法设计出的NLFM波形具有低的距离旁瓣和好的多普勒性能,且不需要给出调频和调相显函数的表达式,设计更为灵活、简单,通过大量仿真实验分析了该方法所产生的波形性能与采样频率、多普勒的关系,并根据卷积定理仿真了信号的模糊函数。仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。

LFMCW SAR调频非线性的等效分析方法

针对LFMCW的调频非线性问题,结合LFMCW SAR成像系统特性,分析了非线性频率偏移的影响,讨论了选择不同参考信号进行混频情况下的边带效应,提出了一种将非线性频率误差通过相位误差转化为加性噪声的等效分析方法,并通过仿真分析了该等效噪声对LFMCW SAR距离分辨率的影响。结果表明,较低的线性度对差拍频率和信噪比影响很大。该方法可为基于信号处理消除非线性误差的影响提供新的思路。

LFM信号调频非线性测试技术

表面声波（SAW）器件所产生的大时宽大颁宽的线性调频信号在脉冲压缩雷达、逆合成孔径雷达（ISAR）等设备中得到广泛的应用，其调频线性度对设备性能有着重要的影响，因此测量SAW器件所产生线性调频信号的调频线性度就成为评价该器件性能的关键技术．信号频率是线性调制，其相位就是平方率调制，在调制时间（脉冲宽度）内，信号相位将变化几千个360°，在这么大的测量数据中，使测量精度为几度十分困难．本文利用HP8510B网络分析仪（其洲相精度为0．2°）的高精度和数字信号处理技术，解决了线性调频信号调频非线性的测量问题，并给出了测量结果．

S型非线性调频信号及其多普勒频率范围

给出了 S型非线性调频信号的传递函数 ,由传递函数算出了群延迟、频谱函数和模糊函数表达式 ,并根据模糊函数获得了 S型调频信号的各项基本性能研究表明 ,只有小时间宽度的 S型调频信号才能得到有实用价值的多普勒频移宽度 。