激光网络目标加密信号同步传输方法研究

针对激光网络目标加密信号同步传输效率较低、运算量过大的问题,提出了一种激光网络目标加密信号同步传输方法。结合同步过程会受相位及波频幅值因素影响,建立双阶同步模型,提取两个相同相位的线性调频信号,排列组合形成一组同步频域,计算一致性较强的同步权重因子。构建信号发送和接收模型,提取信号的带宽、频域及时延量等影响传输效率的参数,得到该参数调频处理的最优解。通过正常信号及混沌信号同步传输的周期特点,计算同步信号发送端到接收端之间误差时间变量,分析得出传输误差随周期变化的关系,完成加密信号的同步传输。实验结果表明,所提方法同步性能较好,具有极强的抗噪性,且结构简单运算量较低、传输效率较高。     

端到端语音加密通信的同步信号设计

在语音加密通信过程中,接收方需要通过信号同步来实现精确的解密并恢复出语音信号,而现有方法精确度低且运算量大。为了解决端到端语音加密、解密过程中的同步问题,设计了一种新的基于线性调频信号的同步信号结构。该同步信号是基于带宽经过筛选的线性调频信号产生,避免了因为添加同步信号而使带宽扩展的问题。同步信号结构由两种不同长度的线性调频信号组合而成,不同的组合形式又会产生不同的同步效果。这种结构设计大大提高了同步的精确度和减少了同步运算量。理论和实验证明：该方法可以实现对接收信号帧起始位置进行精确地定位;不会展宽和影响语音信号的频谱;可以透过语音编解码器传输;具有一定的抗噪声性能;运算量比原始结构的同步信号大大减少。     

基于FRFT的非均匀转动目标ISAR自聚焦算法

在ISAR成像中,目标的非均匀转动会引入与散射点位置有关的相位误差,无法用统一的相位误差函数表示,而散射点子回波的相位精度对于ISAR自聚焦的相位校正非常重要.针对加速转动的目标,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT:fractional Fourier transform)的自聚焦算法.在预先选定的距离单元上,利用分数阶傅里叶变换提取最大功率散射点对应的调频信号,并以该信号为参考信号消除目标平动引起的相位误差.利用同样的方法,在多个距离单元上提取最强散射点对应的调频信号,并对调频信号的估计值加权平均,得到非均匀转动参数的最优估计,进而对信号非均匀采样,消除非均匀转动的相位误差.仿真结果验证了该算法能够很好地消除相位误差.     

一种非均匀转动目标的ISAR自聚焦算法

在ISAR成像中,目标的非均匀转动会引入与散射点位置有关相位误差,无法用统一的相位误差函数表示,因此通常的自聚焦方法难以消除。针对加速转动目标,本文提出了一种基于离散调频傅立叶变换(discrete chirp-Fourier trans- form)的自聚焦算法。在预先选定的距离单元上,利用离散调频傅立叶变换提取最大功率散射点对应的调频信号,并以之为参考信号消除目标平动引起的相位误差。然后,利用同样的方法,在多个距离单元上提取最大功率散射点对应的调频信号,根据该散射点信号估计目标非均匀转动的参数,并进行非均匀采样,去除非均匀转动的相位误差。将该算法应用于仿真试验和实测数据的ISAR成像中,都得到了较好的聚焦结果。     

提高混沌同步通信系统传输效率的方法

本文讨论了混沌同步数字通信系统的传 输效率,考察了驱动信号取样周期对同步性能的影响,适当选取取样周期,可减少驱动信号的数据量。由于传输效率与系统设计有关,本文提出一种利用时空混沌同步的加密通信方案,该方案将时空混沌信号用作加密密钥,每个驱动信号样本可使时空系统同时产生多个密钥, 对多个消息数据进行加密,从而有效地提高了数据传输效率,为实现语音信号在计算机网上的加密实时传输提供了一条新的途径。     

基于抽取滤波器多相分解的盲自适应符号同步算法

针对软件无线电系统中接收信号采样时钟独立于发送信号时钟的特点,提出了在抽取操作过程中实现符号同步,避免了在基带阶段进行内插操作,以得到多相位信息的做法．利用过抽样信号固有的多相位信息,通过最大似然相位误差捡测算法,调整延时机构,使信号传输延时匹配于延时分枝索引值,实现后续信号抽取输出为最佳采样值．利用级联积分梳状(CIC)滤波器和半带滤波器(HBF)作为抽取滤波器,应用滤波器多相分解算法,降低了系统实现的复杂性和运算量．仿真结果表明,当信号传输延时匹配于延时分枝索引值时,相位误差和延时分枝索引值将趋于稳定．     

激光相位共轭波信号同步传输的仿真研究

研究了激光相位共轭波信号的同步传输问题。对激光相位共轭波的特性进行了理论分析。进一步通过耦合使两个激光相位共轭波系统建立关联。采用计算耦合系统的Lyapunov指数的方法,确定了信号达到同步传输时耦合强度的取值范围。结果显示,在Lyapunov指数小于零的区域任取耦合强度值,两个激光相位共轭波系统的同步输出均可以实现。     

基于信号重构和最小二乘的线性调频信号估计

通过多延时离散多项相位变换重构出具有较高信噪比的信号,随后解出瞬时相位曲线,利用最小二乘法估计出线性调频信号的一阶、二阶相位参数.在低信噪比时,估计量均方误差仍达到CRB.另外,该方法信噪比门限低且可调,运算量小,易于实现.仿真验证了其有效性.     

一种基于钟摆模型的舰船目标成像方法

舰船目标受海浪的影响而呈现多倍周期和随机性的摆动。针对这种情况,提出了一种基于钟摆模型的成像方法。该方法利用每个距离单元的相位历程中所含大幅度的线性调频分量进行成像。为了补偿实际目标转动过程中因不完全符合钟摆转动模型而引起的三阶及更高阶的相位误差,在一阶相位误差估计算法的基础上得出了二阶相位误差估计方法,并结合Radon-Wigner算法以及CLEAN法得出了比较稳健的相位自聚焦方法。实测数据处理结果证实了该方法的有效性。     

稀疏阵列时间反演脉冲信号空间功率合成方法

时间反演电磁波具有时空二维同步聚焦特性.基于时间反演电磁波原理建立了稀疏阵列脉冲信号相干合成的数学模型, 通过理论分析与蒙特卡洛实验相结合的方法研究了合成信号幅度最大时刻目标点合成效率值的统计特征与相位误差及阵元数的关系.分析表明, 在工程实践中, 除尽可能提高相控精度外, 可以通过增加阵列的阵元数来减小目标点合成效率的方差, 以降低相控误差的影响.利用仿真计算研究了相位误差及信号形式对时间反演脉冲信号合成效果的影响, 证实了稀疏阵列时间反演脉冲信号空间功率合成的可行性; 分析方法和结果可以为工程实践中如何折衷需求与条件确定相位误差的控制精度提供理论依据.     

基于多重分数阶傅里叶变换ISAR快速成像算法

关于机动目标的逆合成孔径雷达成像技术在诸多应用领域扮演着重要的角色,但其应用一直存在一个严重问题——时变多普勒频率,它会在信号回波中引入高阶相位项,如调频率项,如果不对其进行精确补偿,最终获得的ISAR图像质量会出现明显恶化。针对上述问题,大量算法相继被提出用以实现调频率的估计,但是这些算法往往存在运算量大以及传递误差影响等问题。针对这些问题,本文提出了一种基于多重FRFT变换的ISAR快速成像算法。首先将ISAR回波信号用二次调频(QFM)信号模型进行建模,再利用相干积累广义立方相位函数(CIGCPF)对信号中的线性项与三次项进行估计补偿,随后提出了最小二乘分数阶傅里叶变换(LS-FRFT)的方法,通过多次LS-FRFT联合估计即可独立估计出调频项,这一处理能够有效降低运算量并消除传递误差的影响。考虑到测量误差以及低信噪比的影响可能降低误差的估计精度,在此前LS-FRFT的基础上,我们又提出了加权最小二乘分数阶傅里叶变换(WLS-FRFT)方法来进一步改善参数估计的精度与稳定性。最终通过实测数据验证了所提算法的有效性。     

基于广义周期性的单通道多分量正弦调频信号分离和参数估计

针对噪声条件下的单通道多分量正弦调频(SFM)信号,该文提出一种信号分离和参数提取方法。利用正弦调频信号的广义周期性进行奇异值分解,以求出分量信号的调制频率;通过离散点搜索,估计出分量信号的调频(FM)初始相位、调制指数及载频,并对这些估计值利用信赖域算法进行优化,减小误差;利用内积计算,估计分量信号的幅度和初始相位。此外,还利用自相关矩阵特征值分解估计混合信号的信噪比(SNR),并根据信噪比确定停止分解的阈值。在仿真与分析中,针对具体的信号详细说明了该方法的各步骤,并在不同信噪比条件下分析了该方法的参数估计精确度。     

影响CO2激光准相位匹配倍频效率的理论研究

对影响CO2激光准相位匹配倍频效率的因素进行了研究, 利用非线性耦合波动方程, 分析了在不同基频光功率密度条件下, 倍频过程中晶体吸收、界面损耗、周期长度误差和温度变化对倍频效率的影响; 对制备高效率CO2激光倍频晶体的误差容限参数进行了计算。当基频光强度为25 MW/cm2, 晶体键合层数为60层时, 必须将每层界面损耗控制在0.5%以下, 周期长度误差控制在1 μm以内, 能保证理论倍频效率40%, 为准相位匹配晶体的制备参数的确定提供理论依据。     

基于相位拼接的调频连续波激光雷达跳模影响消除方法

为了消除激光跳模对调频连续波激光测距的影响,提出了一种基于重采样信号相位拼接的跳模影响消除方法.该方法利用重采样信号相位展开求导的结果来定位激光跳模发生的时间,并对重采样信号跳模处两端的峰值进行相位拼接来去除跳模段的重采样信号.通过对相位拼接后的重采样信号进行Chirp-Z变换可以得到不受激光跳模影响的目标距离谱.系统对光程约为21.16 m的延时光纤进行多次测量,实验效果证明此方法可以消除调频激光跳模对距离测量的影响,并实现了 12 μm的测距标准差.     

机载高分辨力SAR实时运动补偿的实现

本文详细地分析了载机运动误差与回波相位的关系,提出了基于G4DSP信号处理板的机载SAR实时运动补偿方法,该方法利用G4DSP的四个CPU构成流水线处理器,采用子孔径方法分段提取回波的多普勒调频斜率,然后利用调频斜率的变化计算载机的运动误差,通过相位误差函数与方位数据的时域相乘补偿运动误差。实时信号处理机的实验表明,本文方法能实时和有效的实现机载SAR运动补偿,获得满意的成像质量。     

一种基于低成本软件无线电的二维测向系统设计

为解决现有测向系统体积大、运算量高、成本高、同步采集困难等问题,设计了一种低成本高精度二维测向系统,由五阵元十字型天线阵列及HackRF One同步采集子系统组成。该测向系统通过外接频率源、引入时间同步信号以及初始相位校准分别实现了接收设备间频率同步、时间同步、相位同步,然后将同步的采集信号采用多重信号分类（Multiple Signal Classification,MUSIC）算法进行处理,估计出二维波达方向。实验结果表明,系统的同步误差可控制在一个采样周期内,定位误差小于2°,可广泛应用于雷达、声呐、室内定位等多种领域。     

一种用于双基地雷达的光纤相位同步技术

针对收发分置雷达发射站和接收站之间频率基准的相位同步问题,理论分析了收发站之间的相位误差对雷达的性能影响,并提出一种基于光纤链路的相位同步技术。该技术提取往返光纤链路中引入的相位误差,并通过移相器对输出频率信号进行相位误差预补偿,实现了发射站和接收站的高精度的相位同步。20 km 往返光纤链路的实验结果表明该技术显著抑制了收发站之间的相位误差和噪声,可以有效减少相位误差带来的目标探测偏差。     

太阳能电池光载流子辐射复合的红外特性仿真与试验

激光诱发硅太阳能电池产生载流子,由于少数载流子的复合而发射红外辐射.基于一维载流子传输方程,建立了调制激光诱发PN结少数载流子密度模型,利用该模型仿真分析了载流子寿命、扩散率、表面复合率及光电压对辐射复合产生红外辐射信号的影响.利用InGaAs红外探测器(0.9~1.7μm)记录激光诱发载流子辐射复合的红外辐射信号,用数字锁相放大器提取了幅值与相位.通过频率扫描试验获得了多晶硅太阳能电池载流子传输参数.     

雷达目标微多普勒特征提取的频率稳定度约束

微多普勒特征的准确提取对于雷达目标识别具有重要意义.提出了调频闪烁噪声产生方法;给出了频率源相位噪声综合的参数化模型.在此基础上,结合相位噪声对微多普勒特征提取的影响分析,建立了以载频信号相位噪声为主要干扰源的全相参脉冲雷达微多普勒特征提取仿真系统.引入逆拉东(Radon)变换,定量分析了相位噪声对雷达目标微多普勒特征提取的影响,得出现有的晶振技术指标可支撑中段弹头目标微多普勒特征提取的明确结论.     

大气湍流影响星地相干激光通信的数值仿真

由于解析法在研究相干光通信的相位补偿等问题中存在困难,采用多层相位屏分步传输的数值仿真方法研究大气湍流对星地相干光通信下行传输的影响。首先建立了卫星地面之间的大气湍流中激光传输的仿真模型,可以实现不同天顶角和不同湍流条件下的光传输仿真计算。然后用其进行地球同步轨道(GEO)卫星下行光通信的数值仿真分析,并通过与理论值的对比来检验算法的可靠性。最后结合二进制相移键控(binary phase shift keying, BPSK)相干激光通信系统的误码率（bit error rate, BER）模型,计算分析了下行激光通信信号的衰落系数和BER。