Doppler estimating and compensating method based on phase

According to the Doppler sensitive of the phase coded pulse compression signal, a Doppler estimating and compensating method based on phase is put forward to restrain the Doppler sidelobes, raise the signal-to-noise ratio and improve measuring resolution. The compensation method is used to decompose the echo to amplitude and phase, and then compose the new compensated echo by the amplitude and the nonlinear component of the phase. Furthermore the linear component of the phase can be used to estimate the Doppler frequency shift. The computer simulation and the real data processing show that the method has accurately estimated the Doppler frequency shift, successfully restrained the energy leakage on spectrum, greatly increased the echo signal-to-noise ratio and improved the detection performance of the radio system in both time domain and frequency domain.

一种适用于水声通信的Doppler估计算法

在水下声通信中 ,收发双方相对运动产生的 Doppler效应会导致信号的伸缩 ,引起信噪比的降级 ,需要采用 Doppler补偿措施。在补偿前需要得到 Doppler估计。文中提出了一种利用 DFT进行 Doppler估计的有效算法 ,该算法通过估计频率偏移来计算 Doppler率。仿真结果验证了该算法的有效性。

Method for compensating translational motion of rotationally symmetric target based on local symmetry cancellation

The micro-Doppler effect of moving targets may suffer from aliasing and Doppler migration due to the translational motion, which affects the application in real-time target identification. A new compensating method for the rotationally symmetric target is proposed and demonstrated. By utilizing the micro-Doppler symmetry cancellation effect, the method can accurately compensate the translation effect, meanwhile, it behaves well in noise restraint. Computer simulations verify the high accuracy and efficiency of this method.

STUDY OF PULSED DOPPLER SIGNAL PROCESSING AND VELOCITY TRACKING TECHNIQUE

This paper describes a signal processing system in a Pulsed Doppler (PD) radar. It mainly consists of a velocity tracking loop and a digital signal processing auxiliary channel. With many signal processing techniques, the system successfully solves the signal detection and tracking at low SNR and the interference identification and rejection. The idea of system design is introduced in detail. Finally, some simulation and experimental results are presented.

多角度探测模式下结合Hough变换与SVR的墙后目标定位算法

多普勒穿墙雷达在定位墙后目标时,存在以下两个难点:(1)准确获取频率混叠区域目标瞬时频率;(2)通过获取精确的墙体参数来减小墙体对定位造成的影响。针对以上问题该文提出了一种结合Hough变换和支持向量回归-BP神经网络的目标定位算法。该文首先设计了一种多视角融合穿墙目标探测模型框架,通过获取不同视角下的目标位置来提供辅助估计墙体参数信息;其次,结合差分进化算法和切比雪夫插值多项式提出了一种目标瞬时频率曲线的高精度提取和估计算法;最后,利用估计的墙体参数信息,提出了一种基于BP神经网络的目标运动轨迹补偿算法,抑制了障碍物对目标定位结果的扭曲影响,实现了对墙后目标的精确定位。实验结果表明,相较于传统的短时傅里叶方法,该文所述方法可以准确提取时频混叠区域的目标瞬时频率曲线并减小墙体造成的影响,从而实现墙后多目标的准确定位,整体定位精度提升了约85%。

多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法

为解决6自由度运动误差存在情形下的多子阵合成孔径声呐快速运动补偿与成像问题,本文提出一种多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法。在考虑6自由度运动误差随方位时间6阶空变特性的基础上,对双根号形式距离历程进行泰勒级数展开并保留至6阶项,进而推导得到严格解析的点目标响应二维谱,通过对传统四阶模型的距离多普勒算法进行改进,同时实现了6自由度运动误差的快速补偿和图像重建。仿真分析和实测数据成像结果表明了所提算法的有效性和高效率,可为大场景宽测绘带多子阵合成孔径声呐快速运动补偿和高分辨成像提供理论依据。

OFDM水声通信多普勒估计与跟踪方法

水声通信中传统宽带多普勒估计方法难以准确跟踪时变多普勒因子,从而导致正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)在变速运动通信场景中补偿性能不佳。针对该问题,文章提出了一种基于空载波的多普勒估计与跟踪算法。首先对三频信号做线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)得到多普勒先验值,然后利用OFDM符号中的空载波结合载波频偏(Carrier Frequency Offset,CFO)搜索补偿技术,把估计的最优CFO值转换为宽带多普勒因子,进而计算当前符号的加速度并预测下一符号的速度。通过更新加速度对预测值进行修正,实现每个OFDM符号的多普勒估计。数值仿真和湖试结果表明,文中算法不仅能有效跟踪多普勒的变化,在匀速和变速条件下都有较好的补偿性能,而且对帧结构设计要求低,对先验误差不敏感,有利于水声通信系统的工程实现。

强杂波背景下调频步进DBS技术研究

针对强地物杂波背景下弹载雷达目标检测与识别的技术难题,提出将高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)技术和多普勒波束锐化技术联合对地面进行二维高分辨成像,提高雷达在杂波下目标检测与识别的性能。该方法以线性调频步进频(linear frequency modulation stepped frequency,LFM-SF)信号为基本波形,首先对平台速度产生的多普勒效应等问题进行了详细讨论并校正;然后通过距离像抽取获得各帧对应的HRRP序列,并采用方位快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)实现方位高分辨;最后对实际飞行状态下平台造成的误差进行运动补偿,完成对波束内区域的二维分辨。实测数据的处理验证了所提算法的有效性与实用性。

基于ADCP“动底”测量的流量补偿算法

声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP)对河流进行流量测量时,ADCP一般采用底跟踪模式(以河底为参考系)获得流速、断面面积,进而获得当前流域的流量,但当河流存在大量走沙(“动底”)情况时,底跟踪速度缺少顺水流分量,致使底跟踪轨迹向上游偏移底跟踪速度偏小,进而导致流量偏小。文章通过对动底原理进行分析、对动底测量方法中的回路法进行研究,提出一种基于GGA的全球定位信息系统(Global Positioning System,GPS)模式下平均动底速度测量方法以及两种动底流量补偿方法,并利用实测数据进行分析验证,结果表明本文提出的动底速度测量方法及动底流量补偿方法对“动底”检测与补偿有显著的效果。

分布式移动水声传感网络地声参数反演

提出使用分布式移动水声传感网络以实现大面积海域地声参数的快速反演。将分布式网络节点投影合成不同阵元间距的水平线阵,采用频域相干目标函数,进行匹配场地声参数反演。同时,将定位误差视为一个参量进行反演,结合对水平波数修正的多普勒补偿,提高移动网络反演的鲁棒性。数值仿真和海试数据处理结果验证了分布式移动水声传感网络地声参数反演方法的有效性。

A Symbol-Based Passband Doppler Tracking and Compensation Algorithm for Underwater Acoustic DSSS Communications

In this paper,we consider the problem of Doppler tracking and compensation for a direct sequence spread spectrum(DSSS)signal in underwater acoustic(UWA)communication.Since the dynamic property of the UWA channel and the long duration of DSSS signals result in significant Doppler spread that severely distorts the propagated signal,Doppler tracking and compensation are required.Based on the ultra-wideband property of UWA signal,the Doppler spread not only results in the frequency shift,but also changes the signal duration.Therefore,the accurate estimation of the signal expansion/compression in the time domain can reflect the Doppler spread.Accordingly,we present a Doppler tracking and compensation algorithm for a DSSS signal operating on the correlation output of passband signal at a symbol-by-symbol basis.Note that the carrier frequency of UWA communication is around several kilohertz,and thus the time delay estimation can be performed on the passband to improve the accuracy.Furthermore,the prior information of Doppler limit is used to refine the resolution of delay estimation and achieve sequential estimation.To compensate the correlation magnitude distortion induced by the velocity variation,the local reference signal is selected adaptively based on the filtered Doppler factor.Simulation results demonstrate that the proposed passband Doppler tracking algorithm achieves a superior performance compared with the conventional receiver.

应用于5.8 GHz雷达传感器的中频信号滤波处理

针对5.8 GHz多普勒雷达传感器的应用需求,设计完成了雷达传感器的数字电路部分。整个数字电路分为两大部分功能,一是控制雷达传感器进入不同的工作模式,满足不同的功耗需求;二是对雷达传感器采样得到的中频信号进行滤波以及算法处理,使得能够在一定距离内感应人体移动。文中对其中的中频信号滤波处理展开详细论述,该部分采用陷波滤波器、低通滤波器、全通均衡器级联的IIR滤波结构,用较低的滤波器阶数实现了对工频干扰的46 dB衰减,在100 Hz处的衰减能够达到38 dB,并且通过全通均衡器对系统的群时延进行了一定的补偿。整个设计采用dongbu011rf工艺,在8 MHz和32 kHz的时钟频率约束下,版图面积约为475 200μm^(2),经流片测试,动态功耗约为0.41 mW,实现的功能与应用需求一致。

一种前视SAR二维空变误差校正方法

前视阵列合成孔径雷达(SAR)成像可实现对前视盲区的二维分辨,在武器制导等军事领域极具应用价值。然而在特殊几何模型下,距离方位高度耦合且存在方位空变,这使得前视高分宽幅成像极具挑战。文中基于前视阵列SAR成像几何构型,推导了距离多普勒域的精确回波信号模型,通过解线性频调以及Keystone的方法实现距离方位二维解耦(RCM)校正。在此基础上,文中方法将目标多普勒频率在时间上进行一次以及二次分解,并通过重采样实现线性多普勒频率插值,消除每个距离单元中的方位空变残余相位误差,实现空变补偿。最后,通过方位聚焦以及波束形成获取了良好聚焦的前视阵列SAR无模糊图像,通过点目标以及面目标的仿真实验验证了所提方法能够有效实现前视阵列SAR解模糊成像。

基于GPS照射源的天地双基地雷达探测系统

研究了GPS卫星作为照射源 ,接收机在地面的天地收发分置的双基地雷达探测系统。该系统通过测量目标双基地距离和与目标双基地多普勒频率来实现对目标的探测。通过对回波信号进行多普勒补偿之后再进行相干积累和非相干积累 ,获得较大的处理增益 ,从而实现对微弱目标信号的检测。

加速度对微多普勒的影响及其补偿研究

微多普勒为雷达目标识别提供了一种新的特征,而目标的加速度会干扰微多普勒信息的提取。以锥体目标的摆动为例来研究加速度对微多普勒的影响,提出基于微多普勒时频谱的峰值法和基于微多普勒频谱的模板法用于加速度补偿,并对这两种方法进行了比较。仿真结果表明这两种方法能有效地补偿加速度。

OFDM SAR多普勒补偿方法研究

基于正交频分复用(OFDM)调制的合成孔径雷达(SAR)信号是一种新兴的宽带雷达信号形式。该文先从模糊函数的角度出发,分析了多普勒偏移对OFDM SAR信号的影响。多普勒偏移不仅会降低OFDM信号的距离向脉冲压缩系数,还会影响SAR系统的方位向聚焦效果。为了突破多普勒偏移对OFDM SAR系统的限制,该文设计了一种基于距离多普勒域的多普勒偏移补偿方案,并利用仿真实验验证了该补偿方案的有效性。

机载双基雷达杂波分析及其距离模糊杂波的抑制

分析了各种机载双基雷达构型的几何关系,采用以方位角和双基距离为变量的杂波建模方法,推导出了在任意双基构型下接收杂波多普勒频率的计算公式.为分析双基杂波特性,提供了有效工具.然后针对具有距离模糊的杂波,提出了对各次模糊距离的主杂波分别做角度多普勒补偿的空时自适应处理(STAP)方法,有效地解决了双基雷达各次距离模糊杂波的抑制问题.

时延-多普勒频移对伪码捕获影响的性能分析

在扩频信号处理中 ,伪码的捕获一般通过相关来实现。以 m 序列为研究对象 ,首先针对一种典型的相关过程分析了其时延、多普勒频移对相关的联合影响 ,结论表明两者耦合影响非常小 ,几乎可忽略不计。在此基础上提出另一种利用FFT进行能量积累的伪码捕获方法 ,该方法相对一般相关可对多普勒进行补偿 ,并可得到时延

相位编码信号的多普勒补偿

相位编码信号具有理想的接近图钉型的模糊函数,而在脉冲压缩处理中存在多普勒失配问题。本文在考虑脉内多普勒频移的情形下,建立了一种新的雷达测速-测距模型,并从二维图像重建的角度出发,推导了其多普勒补偿算法。理论分析和仿真试验表明:在考虑速度模糊和距离徙动的情况下,该方法能有效地解决因多普勒频移造成的失谐,得到接近理想情形的压缩效果。

中低轨卫星信号的多普勒频移估计与补偿

针对中低轨卫星信号的多普勒频移具有大范围快速时变的问题,基于航天动力学理论,计算出卫星和接收平台间的相对位置和速度,从而可预先估计卫星信号的多普勒频移。对频移估计的误差进行了分析,给出了一种多普勒频移的快速估计和实时补偿算法,同时也对卫星的可视时间段分情况进行讨论。计算机仿真和工程实践表明,该算法简单、实用,有利于对快变大频偏的卫星信号进行快速跟踪和解调。