任意频谱结构的连续混沌调频雷达波形设计

 连续混沌调频雷达的发射信号采用连续混沌信号实现信号调频,其性能逼近噪声调频信号,避免了离散调频设计中存在的前提限制(如:脉冲持续时间长、频率跳变等).基于混沌动力学理论,提出了连续混沌调频雷达的波形设计方法.该方法根据连续混沌调频信号的动力学模型,设定时间尺度变换函数,调制处于正弦振荡的Colpitts电路频率,可实现任意频谱结构的目标波形输出.该文结合设计实例给出了具体的设计步骤,并分析了设计性能,仿真结果表明该方法是有效可行的.     

利用RPLS算法实现电力系统频率跟踪

针对在电力系统频率跟踪算法中推导过程复杂、计算量大等问题,提出了一种利用递推偏最小二乘法(RPLS)实现电力系统频率跟踪的新算法。该方法在递推过程中,采用滑动窗法更新数据,同时引入了适当的遗忘因子。仿真结果表明,该算法在电力系统频率跟踪中具有计算复杂度小,推导过程简单,频率跟踪收敛速度快,测量精度高的特点,其是电力系统频率跟踪中的一种新方法。     

混沌调频雷达成像仿真

混沌调频信号类似随机信号,具有较强的抗干扰性能(ECCM)。为了提高成像雷达的抗干扰性能,该文把混沌调频信号用于成像雷达系统,使用n-Way Bernoulli映射产生混沌序列,用该混沌序列进行频率调制得到的信号具有良好的自相关特性,不但可以获得高分辨率雷达图像,还使雷达波形难于辨识。该文分析了信号模型,对点目标进行了仿真,分析了脉冲压缩波形的旁瓣特性。结果表明,混沌调频信号用于成像雷达系统可获得比较理想的点目标图像,在成像雷达系统中有良好的应用前景。     

DDS技术在线性调频连续波雷达中的应用

直接数字式频率合成(DDS)作为一种新的频率合成技术，它可以实现从信号参数到信号波形的转换。在传统的线性调频连续波雷达测距系统中，通过三角波发生器对压控振荡源(VCO)进行调制，输出线性调频连续波雷达(LFM-CW)信号，但是压控振荡源的扫频非线性以及很低的频率分辨率对LFM-CW雷达的测距精度产生很大的影响。文中将直接数字式频率合成技术引入LFM-CW雷达，代替压控振荡源，很好的解决了该问题。FFT频谱分析用DSP实现，系统控制用单片机完成，终端采用液晶显示。     

一类混沌序列调频数字合成信号模糊特性分析

提出运用直接数字合成技术的混沌调频信号生成方案,并对信号的模糊特性进行分析.以随机过程理论为基础,分析了有限字长条件下混沌序列的随机特性,得出满足应用要求的字长条件.以直接数字合成技术和混沌序列复本相关技术为基础,将混沌序列作为频率控制字生成混沌调频信号.用宽带模糊度函数统计平均方法研究了信号的模糊特性,并对信号的抗干扰性能进行了分析.     

一种Ku波段低相噪宽带线性调频源的产生方法

釆用直接数字合成器(DDS)做参考基准,经锁相环(PLL)锁相跟踪,再与锁相介质振荡器(PDRO)上变频方法,实现Ku波段最大线性调频1Ghz,单边带相位噪声-98dBc/Hz/1KHz。该方法具有频率点设置、调频帶宽设置的灵活性,且宽带调频信号具有线性度高,相位噪声低优点。     

基于锁相跟踪技术的宽带线性调频产生方法研究

为满足脉冲压缩体制高分辨率雷达对宽带线性调频信号的需求,解决基于数模转换、压控振荡器、变频(或倍频)等传统技术产生方法带来的带宽有限、线性度差、新调制信号产生(杂散恶化)等问题,提出了一种新型的宽带线性调频信号的产生方法,并通过电路设计和实现验证了该调频源的性能指标。应用该方法研制的宽带线性调频源工作在C 波段,频率带宽优于2. 5 GHz,相对带宽优于46. 3%,调频源获得了8. 8×10-4 良好的频率线性度,同时该调频源具有小型化和低功耗特点。     

FM-DCSK混沌通信系统的原型设计与研究

文中设计了一个基于调频差分混沌键控通信系统的原型,并实现了部分关键电路。系统发射部分由Lorenz混沌电路和调频电路产生混沌调频载波信号,经采样后在FPGA中实现差分延时和调制;接收部分基于非相干相关法,位同步模块采用相关值与能量比值作为定时测度,通过设置门限和滑动搜索窗口寻找初始同步,而后引入数字锁相环进行相关峰值跟踪和位同步调整。建模验证结果表明,系统非相干解调的误码率指标接近理论分析值,仅相差0.2 dB。     

基于FPGA和DDS的LFMCW雷达波形产生器设计及实例

数字技术已经成为现代雷达普遍采用的波形合成方法，采用直接数字频率合成(DDS)产生线性调频信号及其他复杂信号的技术日益受到重视。对DDS性能及杂散分布规律进行了分析讨论，详细介绍了AD公司直接频率合成芯片AD9854的主要功能及其关键参数的设计方法，最后给出一种新颖的基于FPGA和双片DDS的应用实例设计——引入了雷达回波信号模拟模块的LFMCW雷达波形产生器，该系统可用于雷达内部功能模拟测试，最后对该系统进行了性能测试及结果分析。     

LFM-MPSK雷达通信一体化系统时频联合同步技术研究

相比于传统的单一的雷达或通信设备,雷达通信一体化系统具有易集成、小型化、高谱效等优势,其中基于线性调频的一体化信号的系统方案应用广泛。在一体化系统通信功能实现方案中,传统的同步技术会降低通信速率。针对这一问题,设计了一种包含两类线性调频载波的一体化信号,并利用线性调频良好的自相关特性,提出了一种基于Costas环的时间和载波频率联合同步技术。在该技术中,首先设计了基于线性调频的Costas环结构,实现对两类调频载波的跟踪,然后根据两类载波的频率信息反演出通信时延和载波频偏。仿真结果表明,该同步技术在不影响通信效率及雷达性能的情况下,可实现一体化信号的时频联合同步,且误码率与传统同步技术的性能相当。      

基于频率调制的随机共振系统研究

针对频率调制中存在的门限效应问题,提出了利用非线性科学领域的随机共振原理来降低门限值。首先将接收到的频率调制信号通过一低通滤波器,提取出其中的低频分量,然后输入非线性双稳态系统中,通过调节载波频率,使得系统发生随机共振,多次调节载波频率,可以有效的检测出有用信号的频率。理论分析和仿真结果表明该方法能有效降低频率调制的门限值,并且克服了随机共振不能检测大频率信号的缺点。     

基于代价参考粒子滤波器组的检测前跟踪算法

基于粒子滤波的检测前跟踪方法是检测和估计非线性调频信号的有效方法之一。但此类方法运算量大,难以并行执行。此外,由于粒子滤波算法收敛较慢,基于粒子滤波的检测前跟踪方法的检测和状态估计能力有待提高。针对上述问题,该文首先提出一种代价参考粒子滤波器组。该滤波器组收敛快速,具有完全的并行结构,可快速准确地估计非线性调频信号的瞬时频率。其次,提出基于代价参考滤波器组的检测前跟踪算法,可在给定虚警率下,在各个时刻检测目标和估计目标状态。两类非线性调频信号检测和估计的仿真结果表明,基于代价参考粒子滤波器组的检测前跟踪算法的检测性能、估计性能和运行速率均优于类似的方法,如基于粒子滤波的检测前跟踪方法,基于Rutten粒子滤波的检测前跟踪方法等。     

非线性调频信号的自适应时频滤波算法

针对传统的时域或频域滤波算法对非线性调频信号滤波去噪效果不好的问题,本文提出了一种时频域内非线性调频信号的自适应滤波去噪算法。首先对原信号进行广义S变换获得其时频分布,接下来利用有效信号时频分布特性选取时频通域,构造区域滤波算子并去除掉时频通域外的噪声分量的时频分布;然后利用有效信号分量的时频聚集性构造自适应时频滤波算子,对含有随机噪声的有效信号分量进行滤波处理,得到滤波去噪后的信号的时频分布;最后利用广义S逆变换将处理后的时频分布变换到时间域,得到滤波去噪后的信号。通过仿真实验的结果可知,本文提出的算法在非线性调频信号的滤波去噪和有效特性保持方面取得了较好的效果。      

一种新型混合并行粒子滤波频率估计方法

针对高动态、低信噪比环境下的载波频率信号跟踪问题,提出一种新的混合并行粒子滤波算法（ Multi-ple Extend Kalman Filter Independent Metropolis Hastings ,M-E-IMH）。该算法具有并行运算结构,实时性较基本粒子滤波有较大的提高。该算法直接利用同相支路（In-phase,I）和正交支路（Quadrature,Q）作为观测量,避免了传统方法中的鉴别器引入而引起的信噪比损耗。在高斯和非高斯环境下,与现有的载波跟踪方法如扩展卡尔曼滤波器（ EKF ）,粒子滤波器（ PF）,卡尔曼滤波器（ KF）等仿真对比表明,该方法在低信噪比下具有更高的跟踪精度。     

Frequency Counting Modulator

One modulation method called the frequency counting modulator (FCM), which can produce various constant envelope signals, is proposed. The FCM is materialized by only digital circuits and, therefore, is easily implemented in a large scale integrated circuit (LSI). From analytical study of the FCM, design formulas are derived for MSK-type modulation, and modulated signal performance features are clarified in terms of minimum signal distance, the effect of a Gaussian receiving filter, and spectral power concentration.     

一种PCM相参脉冲序列多普勒频率变化率估计算法

相位编码调制信号是一种典型的脉冲压缩信号,广泛应用于脉冲压缩体制的低截获概率雷达中。来波信号中多普勒频率变化率的高精度估计是基于质点运动学原理的单站无源定位与跟踪的一个关键技术。该文针对信号脉内相位调制和多普勒频率变化率信息非常微弱的特点,提出了一种快速高精度估计算法,通过相邻脉冲间的时域相关消除了相位调制对参数估计的影响,频域积累增强了信噪比,利用脉冲间的相参特性进行频谱相关消除了相位模糊,并放大了多普勒频率变化率信息。算法计算量小,为实际应用提供了良好条件。计算机仿真结果证明了算法的有效性。     

结合匈牙利指派和改进粒子滤波的多目标跟踪算法

使用汽车雷达进行多目标跟踪时,为了提高航迹关联效率并改善非线性场景跟踪效果,提出了结合匈牙利指派和卡尔曼重要性采样的粒子滤波(Particle Filter with Kalman Importance Sampling,PF-KIS)算法。首先,将航迹关联分解为聚类和指派,通过密度聚类筛选并整合有效目标,经过匈牙利指派得到目标和航迹的最佳匹配关系,避免产生多余联合事件,提高关联效率;其次,以卡尔曼滤波的结果作为粒子滤波的先验,使采样粒子分布更合理,提高估计精度,进而改善非线性跟踪能力。实验表明,算法平均航迹关联正确率约为95%;非线性场景误差约为卡尔曼滤波的1/2,有效地改善了非线性场景跟踪能力。     

基于自控蝙蝠算法智能优化粒子滤波的机动目标跟踪方法

标准粒子滤波重采样过程中对粒子的直接删除会导致粒子贫化,并且综合性价比不高,难以满足高频段精密跟踪雷达的需求.针对上述问题,本文提出了基于自控蝙蝠算法优化粒子滤波的机动目标跟踪方法.该方法首先在粒子滤波中引入蝙蝠算法,用粒子表征蝙蝠个体,模拟蝙蝠群体搜索猎物的过程,使粒子向高似然区域移动.同时,改进算法将粒子接受新状态的比例作为反馈量,设计了自适应闭环控制策略对算法的全局搜索能力和局部搜索能力进行全程动态控制,使得粒子分布更加合理,从而进一步提高了粒子滤波的精度.最后在分别在基础非线性滤波模型和强机动强干扰目标跟踪模型中对改进算法的性能进行了测试.实验结果表明,改进算法提高了目标跟踪的精度.     

Moving‐Target Tracking Based on Particle Filter with TDOA/FDOA Measurements

In this letter, we propose a moving‐target tracking algorithm based on a particle filter that uses the time difference of arrival (TDOA)/frequency difference of arrival (FDOA) measurements acquired by distributed sensors. It is shown that the performance of the proposed algorithm, based on the particle filter, outperforms the one based on the extended Kalman filter. The use of both the TDOA and FDOA measurements is shown to be effective in the moving‐target tracking. It is proven that the particle filter deals with the nonlinear nature of the moving‐target tracking problem successfully.     

Real-Time Estimation of Fundamental Frequency and Harmonics for Active Shunt Power Filters in Aircraft Electrical Systems

A novel algorithm for fundamental frequency and harmonic components detection is presented in this paper. The technique is based on a real-time implementation of discrete Fourier transform, and it allows fast and accurate estimation of fundamental frequency and harmonics of a distorted signal with variable fundamental frequency. It is suitable for active shunt filter applications, when fast and accurate tracking of the reference signal is required to achieve a good control performance. The main application for the algorithm is aircraft ac power systems, where the fundamental frequency can be either fixed on 400 Hz and its actual value fluctuates around the nominal value, or variable in the range 360–900 Hz. Hence, a real-time estimation of fundamental frequency is essential for active filter control. The proposed algorithm has been at first implemented in Matlab/Simulink for computer simulation, and it has been compared with a Phase Locked Loop (PLL) algorithm for frequency detection and the synchronous $dq$ reference method for harmonic detection. Experimental tests have been carried out in order to validate the simulation results. The distorted current absorbed by a nonlinear load is analyzed and processed by means of a digital implementation of the algorithm running on the active shunt power filter control DSP, in order to calculate the active filter compensating current.