基于级数反演的弹载SAR下降段CZT成像算法

导弹下降段飞行速度快、飞行轨迹复杂,并且弹上成像实时性要求较高,给弹载SAR成像算法提出了新的要求。针对上述问题,该文提出了基于级数反演的CZT成像算法。文中首先给出了下降段点目标斜距表达式,并用泰勒级数对斜距进行高阶展开,接着用级数反演法得到了信号2维频谱高阶近似表达式,然后详细分析了频谱中各项的空变性对成像的影响,并在此基础上推导了改进的CZT成像算法并分析了其运算量。该算法能够精确校正空变的距离徙动,所有操作都由快速傅里叶变换和相位点乘完成,具有较高的效率。仿真结果证明,该文算法能够在下降段实现全孔径高精度成像。

基于CZT算法的水声扩频多普勒匹配方法

阐述了基于DS/SS(直接序列扩频)的高分辨率扩频自导声纳系统的一种多普勒匹配方法。通过理论分析和仿真计算,证明基于CZT多普勒频偏匹配算法可以在极低信噪比条件下有效估计多普勒频偏和目标速度。

一种电力系统测频方法——CZT算法

电力系统的频率测量关系到电力系统的安全运行和正常调节。通常的FFT变换方法测量频率,难以满足现场实时计算分析的要求。文中提出了采用基于FFT的CZT算法———线性调频Z变换,目的是解决电力系统的频率测量过程中所遇到的噪声、谐波和随机干扰对进行测量的电压信号造成污染以及外界扰动和操作等导致的信号相位跃变等问题。CZT算法的主要内容是对工频附近(50±5%Hz)的基波及其三次、五次谐波进行线性调频Z变换,沿不同的单位圆,或更一般的路径对Z变换取样,灵活地分析FFT和频谱。此方法适用于高采样频率的频率测频,计算中可以调整频率的分辨率,增加了FFT和频谱分析的灵活性。从文中仿真和实测结果来看,自适应CZT算法测量精度较高,能满足电网频率的测量要求。

基于抗混叠CZT变换的宽带相关副本快速算法

信号处理过程中,系统常预先存储相关副本。但对于目标速度较高且对速度估计精度要求高时,则需要存储较多不同尺度的副本信号。副本存储会给系统带来较大的负担,因此寻求实时的副本快速算法是必要的。针对多速率采样难以实现宽带相关处理副本求解的问题,提出了通过CZT变换求解宽带相关副本FFT的计算方法。针对目标回波尺度大于1时造成的副本FFT混叠问题,提出了基于抗混叠CZT变换的宽带相关副本快速算法,并完成了算法的仿真与验证。仿真结果表明,基于抗混叠CZT变换的副本快速算法能准确高效地求取宽带相关副本FFT变换的结果。

基于DSP的LFMCW雷达信号处理技术研究

调频连续波(FMCW)雷达在目标测量系统中有着广泛的应用,而雷达信号的处理是决定测量精确度的关键。本研究设计了一款基于DSP的线性调频连续波(LFMCW)雷达信号处理系统,采用经过三角波调制的LFMCW雷达信号作为发射信号,来实现目标距离及速度的测量。介绍了LFMCW雷达的基本结构,分析了实现目标测量的原理,解决了在信号处理过程中,仅采用快速傅里叶变换(FFT)算法而存在的频率分辨率与计算时间的矛盾,提高系统的测量效率。重点研究了雷达信号处理系统的处理算法——FFT和线性调频Z变换(CZT)的联合算法(FFT/CZT联合算法),同时对FFT/CZT联合算法也进行了MATLAB仿真分析。分析结果表明,FFT/CZT联合算法可以显著地提高雷达信号处理的效率和精度。

汽车防撞毫米波雷达系统参数优化设计

通过分析汽车间相对速度和安全距离的关系,提出线性调频连续波(LFMCW)雷达距离和速度测量指标。根据测量范围及分辨率要求,制定了信号处理指标。分析了雷达前端工作参数与测量指标及信号处理技术参数间的制约关系。通过分析差拍频率和多普勒频率的范围及耦合关系,讨论了前端中心频率和调频频率应满足的关系。通过时频分析研究了测量分辨率指标与频域分辨率间的关系。协调修订关键参数,采用CZT算法优化信号处理过程。给出了系统参数制定的方法和步骤,该方法可准确快速制定LFMCW雷达系统工作参数。

一种低信噪比TDMA信号的载波同步算法

本文深入研究了基于FFT运算进行相位扩展的宽范围自相关函数法和宽范围L&R算法,分析了这两种载波频偏估计算法的性能。在此基础上,本文结合TDMA信号的前导字和CZT(chirp z-transform)算法的高频率分辨率特性,设计了适于低信噪比信号的宽范围载波同步改进算法。该算法利用TDMA信号的前导字进行数据辅助(DA)型载波同步,有效地缩小了低信噪比信号的频偏范围;再利用CZT算法进一步缩小频偏范围,最后利用非数据辅助型(NDA)自相关函数法得到精确的载波频偏。改进算法的计算复杂度略高于宽范围自相关函数法,而远低于宽范围L&R算法。通过仿真比较,改进算法对低信噪比(SNR)环境(3-6dB)中的信号具有良好且稳定的估计性能。

LFMCW雷达测距系统及其信号处理算法的设计

设计了一款基于ARM单片机的线性调频连续波(LFMCW)雷达测距系统,其采用三角波调制的LFMCW雷达实现目标距离测量。介绍了LFMCW雷达的基本结构和实现目标距离测量的原理,并重点研究了LFMCW雷达测距系统的信号处理算法——快速傅里叶变换(FFT)和线性调频Z变换(CZT)联合的测距算法(FFT/CZT联合算法)的实现。经理论计算和MATLAB仿真分析表明,FFT/CZT联合算法可以显著提高计算效率和精度。

高噪声背景下故障信号自适应检测

为尽早发现电厂锅炉潜在故障,以研究高噪音背景下故障自适应检测系统为途径,提出了高噪音背景下故障信号检测的算法。传统的倒谱分析是对信号基于FFT(Fast Fourier Transformation)变换,而该算法对其进行改进,基于CZT(Chirp Z-Transform)变换进行求逆,得到的故障特征曲线更稳定、更可靠。通过实验证明,该计算方法快速有效,故障报出的正确率在99%以上。

一种卫星信号载波频率精确估计算法

针对卫星载波频率高精度估计问题,阐述了现有的频率估计实时处理方法,结合类Rife频率修正算法,并考虑卫星信号特点,给出了适用于数字方法实现的卫星信号载波频率高精度估计算法流程。对其进行了仿真实现,其结果表明,该算法能有效提高卫星信号载频估计精度。

智能封堵器管内外双向通信系统设计与实现

智能封堵器管内外双向通信系统是封堵器实现智能化的关键。为了解决封堵器通信系统的通信难题,打破国外技术封锁,以ELF电磁波为通信载体,完成了智能封堵器管内外双向通信系统总体结构设计,并结合自行设计的智能封堵器样机,完成了通信码和整个通信系统管内外通信实现流程的设计。同时模拟智能封堵器真实作业过程搭建了试验平台。试验结果表明:所设计的智能封堵器管内外双向通信系统可以很好地实现对智能封堵器的通信,通信距离沿管线方向达到4.8 m,满足实际作业要求;ELF电磁信号的衰减与接收距离的三次方成反比,20 Hz的ELF电磁信号穿透能力比30 Hz的ELF电磁信号穿透能力强。所得结论可为智能封堵器管内外双向通信系统的设计和优化提供参考。

120GHz超宽带毫米级高精度雷达液位算法

总结近年来石油化工行业应用自动化测量液位计的现状和问题以及雷达液位计的优势。分析雷达液位算法中传统FFT变换算法的栅栏效应和泄漏效应对雷达液位计测量精度的影响,并提出面向120 GHz超宽带毫米波液位雷达的高精度Chirp-Z变换算法。经实验验证,笔者所提算法的液位测距精度可以达到0.5 mm以内。