一种改善NLFM信号多普勒性能问题的研究方法

由于NLFM信号脉压时无需进行加权滤波就能获得较低的旁瓣电平,近年来广泛受到关注。同时,NLFM信号的多普勒性能较差,且随着发射信号时宽的增大,多普勒敏感性加剧。本文利用谱修正滤波器对NLFM信号的多普勒性能进行改善,降低了多普勒频移下NLFM信号的旁瓣电平,并通过对正负调频函数下的脉压结果峰值时间求均值,解决了脉压波形峰值的时延问题。

基于相位函数构造法的低旁瓣NLFM波形设计

波形设计是信号处理领域的重要课题,降低旁瓣是雷达波形设计的研究重点。一般设计NLFM信号都采用基于驻定相位原理的窗函数法,但是设计的波形有很高的旁瓣。为降低旁瓣,通过对比不同窗函数生成的相位函数总结出低旁瓣NLFM信号相位函数的规律,进而提出一种相位函数构造法用于设计低旁瓣NLFM信号,使相位函数有显式表达式,摆脱了传统NLFM信号依赖窗函数生成而导致的计算公式复杂、拟合误差大和旁瓣高等限制。最后通过仿真与多种改进NLFM信号设计方法进行对比,分析其主副瓣比与对多普勒效应的容忍性。仿真结果表明,此方法设计的NLFM信号可在不损失SNR的条件下使主副瓣比达到-60dB以下,且对多普勒效应的容忍性较好。

基于组合窗的OFDM-NLFM信号设计

高主副瓣比、窄主瓣宽度以及良好的正交特性是多输入多输出雷达波形设计的研究重点。利用组合窗法对非线性调频信号主副瓣比以及主瓣宽度进行了优化,分析了组合参数对信号的影响;在此基础上,提出了基于组合窗优化的正交频分非线性调频信号的设计方法,并对点目标正交频分回波信号进行了匹配滤波。仿真结果表明,优化后的雷达信号具有良好的正交性能。

OFD-NLFM雷达信号的优化设计及射频隐身性能分析

具有高主副瓣比的雷达信号可以降低无源探测系统的截获概率,从而具有一定的射频隐身特性。利用窗函数反求法设计了非线性调频信号,并利用组合窗法优化非线性调频信号,分析信号的自相关主副瓣比和主瓣宽度。由于多输入多输出雷达具备较好的射频隐身能力,基于单一窗和组合窗设计了正交频分非线性调频信号,给出了不同类型、不同组合系数时信号的自相关主副瓣比、主瓣宽度及互相关峰值电平。研究表明,正交频分非线性调频信号具备较强的射频隐身能力,有较广泛的应用前景。

基于ERWT的NLFM信号检测及参数估计

提出了扩展Randon-Wigner变换(ERWT)算法原理,并结合非线性调频(NLFM)雷达信号时频特征,将回波信号的时延及多普勒频移对应到ERWT参量空间,基于参量空间的分布特征实现NLFM检测及参数估计.该方法对常规时频方法存在的交叉项不敏感,时延估计精度较高.计算机仿真试验验证了该方法的有效性.

基于NLFM Barker编码的板材焊缝缺陷超声检测方法研究

针对编码超声检测中,回波信号经脉冲压缩后存在主瓣持续时间长和旁瓣水平高的问题,提出了一种基于非线性调频(NLFM)Barker复合编码的超声波激励方法,用于板材焊缝缺陷检测。给出了该复合码的产生方法,并推导出了其函数表达式。通过仿真对比分析了其与Barker码、非线性调频信号、以及线性调频Barker码这3种编码激励方法产生的超声波的时频特性、传感器响应特性以及回波脉冲压缩特性。试验结果表明,该复合编码超声回波信号经脉冲压缩后,其主旁瓣功率比较非线性调频信号和线性调频Barker码分别提高了约11和5 dB,峰值旁瓣水平较Barker码、非线性调频信号、以及线性调频Barker码分别降低了约7.8、7和3.6 dB,并能有效检测出焊缝中预设的5种常见缺陷。

基于多组合窗函数的NLFM信号匹配滤波器设计

文章研究了在相位逗留原理的基础上采用由多种窗函数线性组合得到的组合窗设计NLFM信号的波形与脉冲压缩滤波器，重点分析了组合窗函数的组合参数及窗函数数量对NLFM信号脉冲压缩结果的影响。仿真结果表明，在一定条件下对基于三种窗函数线性组合的组合窗设计的NLFM信号进行谱修正滤波后，主副瓣比（RMS）可提高4．6～8．9dB，而主瓣展宽和主瓣损失变化较小。

一种NLFM脉压波形的优化设计方法

首先介绍了非线性调频（ＮＬＦＭ）脉压波形设计的一般原理，在此基础上提出了一种优化设计方法。用该方法设计的ＮＬＦＭ波形距离副瓣更低，且能得到调频函数和调相函数关于时间ｔ的显函数形式。最后分析了模拟目标回波经脉压滤波器的处理结果。

直接用调频函数设计NLFM信号的构想

针对非线性调频(NLFM)信号的脉压性能问题,对6种用驻留相位法设计的NLFM信号的脉压性能进行了分析,给出了相应的时频曲线和脉压处理结果,通过仿真验证,归纳出直接用调频函数设计NLFM信号的一般规律,提出了调频函数法设计NLFM信号的构想.

用于雷达波形设计的NLFM脉冲波形优化设计方法

在介绍非线性调频(NLFM)脉压波形设计一般原理的基础上,提出了一种优化设计方法,用该方法设计的NLFM波形具有很低的距离副瓣。开发了一个脉压波形优化设计程序,它具有友好的用户界面,能根据雷达参数很快设计出波形,能给出相应的线性调频(LFM)波形对比,并能分析模拟目标回波经脉压滤波器的处理结果。

正交频分非线性调频(OFD-NLFM)信号集设计及仿真分析

现有的MIMO类型雷达装置正交波形构建存在自关联旁瓣峰值以及互关联峰值结果大的状况,给出一种选取正交频分方式下的非线性调频方案OFD-NLFM。此方法采用OFD-NLFM方案能够最大限度地抑制自关联旁瓣和互关联旁瓣,得到自关联旁瓣和互关联旁瓣较好的正交波形集合。实验结果表明,此方法的自关联旁瓣和互关联旁瓣最高点结果均低于50 dB。

DPT和虚拟阵列相结合的相干NLFM信号的DOA估计

针对无线电通信领域中经常遇到多径传输和反射因素的现象,必须考虑宽带相干信号源的存在。提出一种离散多项式相位变换(DPT)与虚拟阵列变换法相结合的相干非线性调频(NLFM)信号的波达方向(DOA)估计方法,并对其中的算法做了对比、分析和改进。解决了常规MUSIC、ESPRIT算法不能估计宽带信号、相干信号的问题,不仅能更准确地进行DOA估计,而且不损失阵列的孔径,提高了阵元数的利用率。同时还提出了当两个信号源很近的情况下的角度估计算法。仿真实验证明了该算法的有效性。

基于NLFM的脉冲压缩雷达提高距离分辨率的仿真研究

基于逗留相位原理以及信号的自相关函数,设计了一种性能十分优越的非线性调频(NLFM)脉冲压缩雷达体制.该体制解决了作用距离和距离分辨率之间的矛盾.利用Matlab进行仿真,结果表明该方法设计的NLFM波形具有很低的距离副瓣,无需加权处理,从而避免了加权引起的失配损失.

一种NLFM-CPM雷达通信一体化信号设计

针对利用雷达信号调制通信信息提高雷达低占空比脉冲发射形式下的通信速率时,信号自相关旁瓣较高的问题,提出一种基于非线性调频(nonlinear frequency modulation,NLFM)信号的雷达通信一体化信号形式。首先,结合连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)建立了NLFM-CPM一体化信号模型。然后,根据雷达自相关性能准则与分辨性能准则,在匹配滤波的处理方案下,分析了一体化信号的调制参数对雷达探测性能的影响。最后,分析了调制参数对通信性能的影响。仿真结果表明,该信号在不损失雷达主瓣能量、距离与速度分辨率以及兼顾通信可靠性的前提下,可实现低于-35dB的自相关旁瓣。

基于NLFM的超低旁瓣脉冲压缩方法研究

在新型的天气雷达中，由于地面杂波反射强度能达到30～55 dB，为了测量雨水强度，要求旁瓣电平小于60 dB。相对于线性调频信号通过幅度加权得到低旁瓣输出，非线性调频信号（NLFM）无需加权就可以得到很低的主副瓣比，因此没有加权引起的信噪比损失和主瓣展宽等问题。但是对非线性调频信号直接匹配滤波只能获得-40 dB左右的主副瓣比，无法满足天气雷达实际应用的需要，因此文中提出一种基于非线性调频信号的改进设计方法，仿真结果表明，该方法可以有效降低旁瓣电平，获得-73 dB的主副瓣比，但也会引入一定的信噪比（SNR）损失。

基于窗函数频谱设计NLFM信号波形的方法性能分析

本文基于相位逗留原理,利用常见的几种窗函数频谱分别实现了对NLFM信号波形的设计。首先,验证了NLFM信号匹配脉压波形具有低旁瓣电平的特点,并将其与经过谱修正滤波之后的NLFM信号脉压性能在主瓣展宽、主副瓣比方面进行了对比分析,实验结果表明,随着信号时带积的增加,谱修正后信号的脉压性能越来越好。同时,对所设计NLFM信号的多普勒容限进行了仿真,验证了NLFM信号对多普勒频移敏感。

基于Hamming窗NLFM信号抗有源噪声干扰分析

为了研究NLFM信号的抗干扰问题,基于Hamming窗NLFM信号,建立雷达脉压系统仿真模型.通过仿真实验,比较了在不同的有源噪声干扰样式下该NLFM脉冲压缩滤波器的抗干扰性能,分析了噪声干扰对脉压输出主瓣宽度的影响,得出了相应结论.

NLFM脉冲压缩及其FPGA时域实现

介绍非线性调频(NLFM)信号的产生原理和设计匹配滤波器实现脉冲压缩技术的方法.使用MATLAB工具产生NLFM脉冲及雷达回波信号,基于FPGA器件EP2C35F672C8设计分布式FIR结构的匹配滤波器,实现脉冲压缩技术,对采样、量化后的回波信号进行脉冲压缩处理,最后使用Modelsim对脉冲压缩后的回波信号进行波形仿真,检测匹配滤波器的设计效果.整个电路设计采用全流水线并行执行的结构,占用硬件资源:2 468个逻辑单元、2 073个寄存器、25 KB的RAM.利用FPGA芯片丰富的BRAM和LAB代替乘法器IP,打破硬件资源对滤波器长度的限制.

基于FPGA的NLFM信号参数化产生方法

首先介绍分段线性逼近的原理,在等分法的基础上提出了两种改良算法,并对其逼近误差进行了评估。随后阐述了基于FPGA的实现流程,分别以基于正弦和正切NLFM信号的实际脉压效果为标准对算法进行了考察。结果表明虽然单调法在逼近误差上并无明显优势,但规避了旁瓣畸变的问题,分段数为31时已与理论脉压结果几乎一致,能够在仅消耗少量查找表资源的情况下实时产生NLFM信号。

小孔径超视距目标探测中的OFD-NLFM发射波形设计

针对小孔径超视距目标探测时阵列孔径减小空域滤波性能下降的问题,提出了一种正交频分非线性调频(OFD-NLFM)的发射波形设计方法。首先以正切调频函数为频率函数对发射信号进行建模,详细说明了影响脉压性能的正切函数时间副瓣电平控制因子的选择方法,重点提出一种基于凸优化的脉压信号峰值旁瓣抑制算法,建立了脉压输出噪声功率最小的优化模型并进行求解。仿真表明,提出的正交频分非线性调频信号具有较好的正交性,采用凸优化加权算法后脉压主瓣宽度比传统线性调频信号降低约1/3,峰值旁瓣为-31.22 d B,旁瓣电平平均值小于-100 d B,具备更低的抗噪声和干扰性能,从波形设计和脉压处理角度改善了空域滤波性能的不足。