基矛电磁波的低流速测量中干扰因素分析研究

介绍了电磁渡测量流速的基本原理一多普勒效应．分析了影响低流速测量的主要干扰因素一发射泄漏干扰和旁瓣干扰。根据接收信号中发射泄漏干扰不变的特性,提出了去均值滤波的方法来消除干扰,对数据进行预处理;根据旁瓣干扰的信号特性,提出了通过频谱加窗和二次加权平均法构造频域带通滤波器来抑制干扰的方法,在仿真比较完各个窗函数的性能之后,选定布莱克曼窗来进行频谱加窗。仿真分析表明,旁瓣干扰经频域带通滤波后得到了很好的抑制。最后通过实验测试验证了这些方法在流速测量中的显著效果。     

基于混合卷积窗的激光多普勒信号处理研究

快速傅里叶变换是激光多普勒测速系统信号处理的一种常用方法，但在异步采样时存在频谱泄漏和栏栅效应，其处理精度偏低。为了提高检测精度，提出基于Nuttall窗函数和五项最大旁瓣衰减窗函数的混合卷积窗改进六谱线插值校正算法。混合卷积窗在保证良好的旁瓣特性的同时也能保证主瓣不过宽，改进六谱线插值可有效抑制栏栅效应在参数估计过程中的负面影响，提高分析精度。为了避免解高次方程，提出三次B样条插值来拟合插值系数，并推导出改进六谱线插值的频率校正公式。搭建了双光束后向散射差动式激光多普勒测速平台，利用仿真数据和实测信号验证了本文算法在低信噪比环境下有较好的频率和速度测量精度。     

基于阻塞滤波器的抗主瓣干扰方法

当干扰从雷达的主瓣方向进入时,传统的自适应旁瓣相消算法会导致波束变形、主瓣指向偏移等问题。为了克服传统抗干扰方法遇到的问题,提出了基于相位编码的抗干扰方法,根据发射信号的特性设计出匹配滤波和阻塞滤波器,将接收到的回波信号分别通过两滤波器得到两路信号,然后利用旁瓣对消算法将辅路的干扰滤除。这种方法会导致目标所在多普勒单元的距离旁瓣升高,为了进一步降低目标信号所在多普勒单元的距离旁瓣,提出了将目标所在距离 多普勒频率单元去除后,再进行旁瓣对消的方法。通过仿真表明,本文提出的算法能有效抑制从主瓣进入的干扰,且目标所在的多普勒单元的距离旁瓣有所降低。     

强相干干扰下基于二阶锥规划的圆弧阵宽带二维成像

该文针对水下目标2维成像在强相干干扰情况下,目标亮点容易被淹没的问题,以及圆弧阵波束的高旁瓣给图像检测带来较多虚警的缺陷,提出基于二阶锥规划的宽带2维成像优化方法。该方法在对相干干扰抑制的同时,很好地控制了波束的旁瓣。分析了2维成像算法流程中由于时域滑窗导致阵列的接收信号矢量与阵列流形不同,造成二阶锥规划设计的权值与阵列的接收信号矢量失配,旁瓣控制和零陷设计无法满足设计的要求。针对该问题提出利用计算出的滑窗理论阵列的接收信号矢量代替阵列流形来进行二阶锥权值设计的方法,通过改进的二阶锥权值,将波束优化与圆弧阵的2维成像优化相结合。计算机仿真和水池实验都验证了该方法的有效性。     

基于窗函数的非均匀步进频信号设计

针对均匀步进频连续波信号脉冲压缩处理过程中加窗处理抑制旁瓣导致信噪比损失的问题,提出了一种基于窗函数的非均匀步进频信号设计方法。首先根据分辨率和最大作用距离要求设计了步进信号总带宽和步进脉冲数,然后根据旁瓣要求和选择的窗函数设计了非均匀频率步进,最后根据雷达作用范围设计了频率步进量化间隔。该步进频信号呈现中间脉冲步进频率间隔小,两边脉冲步进频率间隔大的特点,在非均匀傅里叶逆变换脉冲压缩处理过程中无须加窗处理即可获得较低旁瓣,避免了加窗处理导致的信噪比损失。点目标仿真结果和实测数据处理结果验证了该非均匀步进频信号设计方法的有效性。      

双基地声呐中匹配滤波旁瓣抑制的优化方法

对于双基地声呐而言,回波信号经常会被淹没在强直达波信号的脉冲压缩旁瓣干扰中。提出了一种匹配滤波输出的旁瓣抑制方法。该方法的思想是在匹配滤波输出端设计一个FIR滤波器,使得输出的积分旁瓣电平最小,同时保持主峰输出不变。利用二阶锥凸优化算法获得了旁瓣抑制滤波器的最优解。利用数值仿真,比较了旁瓣抑制方法与常规的汉明加窗方法,结果表明,该方法可在保持输出不变的情况下,提高30 d B的旁瓣抑制性能。利用该方法设计的近中心旁瓣抑制滤波器,局部的抑制性能可达-80 d B。     

基于GASA算法和调频函数的NLFM波形设计

与线性调频信号相比,非线性调频信号无需加权就可以获得很低的距离旁瓣,而且没有信噪比损失,在脉压雷达中得到广泛的应用。一般地,设计非线性调频信号都采用基于相位逗留原理的窗函数法,但是设计的波形有很高的距离旁瓣。在分析了窗函数法设计非线性调频信号的基础上,根据一种新的调频函数数学模型,提出了一种用GASA算法来产生非线性调频信号的新方法,并给出了仿真实例,仿真验证了该算法的有效性。通过该方法获得了脉压后低副瓣的非线性调频信号,可以提高脉冲压缩性能。     

线性调频信号低旁瓣脉压窗函数的优化设计

由于线性调频(LFM)信号的幅度谱不是标准的矩形形状,常用的窗函数有时无法将脉压旁瓣降得足够低,因此提出了LFM 信号低旁瓣脉压窗函数的优化设计方法。首先,将频域窗函数的求解表示为一个最优化问题,即在保证设计窗函数下的脉压主瓣与期望主瓣的差别小于给定值的条件下,使设计窗函数下的脉压旁瓣尽可能低;然后,将问题表示为标准二阶锥规划形式并求解。仿真实例表明,设计窗的脉压旁瓣显著低于海明窗的脉压旁瓣,设计窗脉压主瓣的无约束部分有所展宽,两个窗函数下脉压信噪比相同。     

基于滑窗滤波器的LFM-BC雷达脉冲压缩信号旁瓣抑制

研究了一种由线性调频与二相码组合而成的雷达脉冲压缩信号，给出了这类信号的表达式。文中提出了5点滑窗法线性调频旁瓣抑制滤波器，同时，针对LFM-BC雷达信号旁瓣抑制中需要进行双加权的问题，设计了一种基于5点滑窗法的旁瓣抑制加权网络。仿真实验证明，这种新的旁瓣抑制方法可以完成LFM-BC雷达信号的旁瓣抑制，同时降低了LFM-BC雷达信号脉压系统中加权滤波网络设计的复杂性。     

二次雷达系统询问旁瓣抑制新方案

分析了二次雷达系统中采用的询问旁瓣抑制(ISLS)技术,针对其不能完全消除询问旁瓣干扰、无法调节询问方位覆盖范围的不足,提出了一种新的设计方案,采用和(Σ)、差(Δ)、全向(Ω)三通道发射询问信号的方法来消除旁瓣干扰,并通过采用询问信号传递波束调节因子的方法实现系统询问有效方位波束宽度的自动调节。该方案提高了系统的询问旁瓣抑制能力、抗干扰能力和平台适应性,已成功应用于某工程。     

相位编码信号在雷达中的应用

相位编码信号具有优良的抗干扰和低截获概率特性,在雷达波形产生中广泛使用。给出了相位编码信号的时域和频域特点,运用模糊函数对该信号的性能进行分析,发现该信号具有高的距离、速度分辨率,分析了此类信号经匹配滤波压缩处理的过程和结果,对大时宽带宽积相位编码信号的时域副瓣抑制滤波器设计问题进行了探讨,给出了其工程实现方法。     

扩频系统频域窄带干扰抑制算法加窗损耗研究

扩频系统频域抗干扰算法通常采用数据加窗降低截断引起的频谱泄漏,采用数据重叠降低加窗带来的信噪比损耗。该文分析了数据加窗带来的信噪比损耗,研究了采用数据重叠后的信号合成输出问题,在Capozza(2000)的重叠选择输出方法的基础上提出了一种重叠相加输出方法。理论分析和仿真结果表明,与重叠选择输出方法相比,重叠相加输出方法减小了数据加窗引入的信噪比损耗,代价是增加了少量的加法运算。     

一种新的SAR图像相干斑抑制算法

针对经典局域统计自适应滤波器的窗口大小问题,提出了一种新的用于抑制合成孔径雷达图像相干斑噪声的滤波算法.基于SAR图像的统计特性,窗口大小根据区域特征自动调整,尽可能将窗口调整为包含同一均匀区域,从而在保持细节的同时尽最大可能地抑制斑点噪声.实验结果表明,本算法不仅有效抑制了SAR图像的相干斑,保持图像的边缘细节.而且有着良好的图像视觉效果.     

解决频域干扰处理法能量泄露问题的方法研究

针对频域干扰处理法对窄带干扰进行处理时存在严重的能量泄露现象导致其对干扰的抑制能力大幅下降的问题研究对其的解决方案,采用时域和频域相结合的分析方法深入剖析能量泄露现象,以及加窗后有用信号的损失情况,在这个基础上利用加窗后进行重叠相加的方法同时完成对干扰能量泄漏现象的抑制和对有用信号的重构。仿真表明,这种方案可以大幅度地提高频域干扰处理法的干扰抑制效果。     

反加窗算法及其在扩频系统窄带干扰抑制中的应用

为了证明反加窗算法是一种完全重构算法,将完全不同的反加窗算法和重叠加窗算法合并为相同的信噪比数学模型,分析了反加窗算法;通过建立等效模型,用信号重构理论推导出等效模型的信噪比损失,证明了反加窗算法是一种完全重构算法,提出了反加窗算法只有在信号不完全重构的条件下才需要使用的观点。在直接序列扩频系统中,通过对布莱克曼窗和汉宁窗的对比,在窄带噪声干扰下仿真误码率,证明了该文结论的正确性,并提出了干扰抑制方案。     

线性调频信号和噪声调频信号性能对比分析

介绍了线性调频信号、噪声调频信号和匹配滤波的原理,对线性调频信号和噪声调频信号进行了时频域计算机仿真,并对两种信号加窗前后脉冲压缩的主副比、主瓣展宽等进行了对比分析,总结了两种调频信号的适用性。     

关于滑动DFT算法中的频谱泄漏问题的探讨

针对滑动DFT算法中的频谱泄漏效应的处理问题,提出用频域加窗的办法,避免了时域加窗中窗与输入信号的N次相乘,破坏滑动DFT实时计算的简捷性、可靠性,保证了滑动DFT算法的实现与优化。在硬件实现上,用3个结构简单的谐振器,将其谐振频率分别调到3个相邻的DFT频率单元,即可实现此处理过程。     

应用于卫星导航终端抗窄带干扰的信号加窗方法研究

卫星导航终端是通过对接收信号频谱进行干扰检测、判别置零,实现窄带干扰抑制。然而,在接收信号时域离散化过程中会对离散信号序列产生截断,这在时域上表现为离散信号加上一个矩形窗。该时域截断会导致信号频谱泄露,造成信号频谱检测和判别置零的有效性下降,降低终端抗窄带干扰能力。文中通过研究并选择合适的离散信号加窗函数,抑制信号旁瓣减少频谱泄露,提升系统抗窄带干扰能力。研究表明:不论是在大干信比(100 dB)条件还是小干信比(40 dB)条件下,凯撒窗性能都优于传统的矩形窗。     

发射分集OFDM系统中子载波频域均衡接收机设计

针对发射分集下的OFDM系统,提出了一种子载波频域均衡接收机设计方法。在保持子载波数恒定的条件下减少循环前缀的长度,并推导出最优分集合并系数。仿真结果表明,在发射分集条件下,本文提出的子载波频域均衡器有效地抑制了OFDM系统中由于循环前缀小于信道最大时延扩展所造成干扰和各个信道信号之间的互干扰,获得了较好的系统性能。