Polynomials for narrowband signal processing

A novel window function series in the form of two-term polynomials suitable for narrow mainlobe width applications is described. The mainlobe width of the polynomial series can assume values between /spl plusmn/1/T to /spl plusmn/1.5/T, where T is the window duration and the asymptotic decay can be either 6dB/octave or 12dB/octave depending on the criterion imposed. The polynomial series has the narrowest mainlobe width of all the windows reported so far, with 12 dB/octave decay of sidelobes. It is shown that, theoretically, the series achieves the mainlobe width of a rectangular window while maintaining the higher decay of sidelobes.     

谱修正旁瓣抑制技术的研究与应用

小时宽带宽积脉冲压缩信号经加权后,主副比仍不能满足实际雷达工作需求。采用谱修正技术对线性调频信号和非线性调频信号进行旁瓣抑制,并与直接匹配滤波和频域加权的方法进行对比。仿真结果显示,该方法能够使脉冲压缩的主旁瓣比提高,且主瓣展宽和信噪比损失较小。实测数据表明该方法可有效应用于工程实践。     

基于椭圆球面波函数的最佳窗函数分析

针对椭圆球面波函数在窗函数中的应用问题,从能量聚集性角度理论证明了椭圆球面波函数（PSWF）是最佳窗函数,采用基于特征值分解的数值算法求解椭圆球面波函数,筒化了求解过程,算法简便,易于实现。通过仿真分析,与现有的窗函数相比,在相同持续时间和边瓣峰值条件下,椭圆球面波窗函数主瓣最窄、能量聚集性最好,频谱分辨率最高。     

S型非线性调频信号的谱修正脉压研究

首先阐述了非线性调频信号的设计原理,介绍了S型非线性调频信号的波形设计方法。针对匹配后脉压主副比还不满足雷达工作的实际要求,对匹配后输出波形采用谱修正技术,对一组不同BT值的信号进行了仿真,与频域加窗方法进行了对比。仿真数据表明此方法提高了脉压后的主副比,且SNR损失和主瓣展宽小,有一定的实用性,并对其数字脉压的工程实现有一定的指导意义。     

一种改进的非线性调频信号设计

 在窗函数法的基础上提出一种改进的非线性调频信号方法.该方法采用凸优化求解窗函数法设计非线性调频信号的最小峰值旁瓣抑制相关器,并基于此构造一种新的非线性调频信号,通过多次迭代可进一步降低其距离旁瓣.改进的设计方法在给定的主瓣宽度条件下可以获得较低的距离旁瓣,而且适用于小时宽带宽积的非线性调频信号设计.和已有方法相比,所提方法具有设计灵活和收敛性好的优点.仿真数据结果验证了方法的有效性.     

线性调频信号主瓣不展宽旁瓣抑制方法

以汉明窗为代表的加权方法在抑制线性调频信号的匹配滤波输出峰值旁瓣的同时展宽主瓣,致使距离分辨力下降。为兼顾旁瓣抑制和高距离分辨力的需求,该文提出一种新的主瓣不展宽旁瓣抑制方法。该方法首先将匹配滤波和加权处理的输出幅度进行归一化处理,然后逐点进行比较,再取各点对应的最小值作为最终的输出数据。该方法兼取了匹配滤波和加权处理的优点,其-3 dB主瓣展宽系数与匹配滤波相比仅为1,而旁瓣抑制性能和对应的加权处理相当。仿真结果和湖上试验验证了该方法的有效性。     

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。     

一种数字脉压旁瓣抑制滤波器设计方法

本文使用迭代加权最小二乘法设计脉冲压缩滤波器,适用于二相码和多相码,LFM和NLFM等各种信号。由于重新定义了目标函数和约束条件,本文方法较之常用的频域加窗法性能有很大提高。多普勒频移fd=0时,在保持4dB主瓣展宽系数为1,且压缩比较低、滤波器抽头数有限条件下,峰值旁瓣电平低于-40dB。     

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30~55dB,为了测量雨水强度,要求旁瓣电平小于60dB。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-40dB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-73dB的主副瓣比,但也会引入一定的信噪比(SNR)损失。     

Discrete time window functions with arbitrarily low sidelobe level

The most common approach to establish a set of window coefficients, representing the discrete time window (data window), is to select a suitable one from the well-known collections of continuous time window functions by simply sampling techniques. The simplicity of this approach has its price in certain complications which become more and more obvious as the number N of window coefficients decreases to small values (N about 20 or less). It can be shown, that the DFT-even sampling technique as proposed by Harris [1] is not the most suitable one. Since both the aliasing effects as well as the relative position of the sampling raster gain influence on the resulting window magnitude spectrum in such a way that they must be checked individually, it turns out to be better to change the whole design strategy. The design of discrete windows is changed into an optimization problem within the set of all potential window coefficient vectors of given dimension. We apply the optimization criterion of Landau and Pollak [9]. One important advantage of this approach is that the optimization of the window coefficients is reduced to the proper selection of one single parameter which in a monotonic manner controls the trade-off between the two relevant window features mainlobe width and sidelobe level.     

多相码信号数字脉压滤波器设计

对较小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研究。在约束主瓣输出为常数时使积分副瓣电平最小化，利用最小二乘算法和加权迭代方法，适当放宽主瓣宽度，以使主副比达到最优。仿真结果表明，该方法的设计结果在一定多普勒频率范围内，与匹配滤波相比，能达到10dB以上的主副比改善，且主瓣宽度展宽不大，信噪比损失小于0．5dB。     

机载双基地雷达杂波调谐方法研究

首先,建立了任意机载双基地雷达配置情况下的杂波回波模型;然后,分析了双基地机载雷达主杂波多普勒频率展宽与发射和接收平台配置的定量关系,推导了在不同情况下使主杂波频谱展宽最小需要满足的数学条件,并给出了具体的数学表达式;最后,通过仿真验证了文中对主杂波频谱宽度与双基地配置关系分析的正确性。     

基于主瓣保形的低旁瓣MIMO雷达发射方向图优化设计方法

当发射天线的个数和结构固定且发射方向图所需要的3 dB主瓣宽度较宽时,绝大多数的发射方向图优化设计方法综合得到的发射方向图都会产生主瓣分裂的现象.针对于此,本文提出一种基于主瓣保形的低旁瓣MIMO雷达发射方向图设计方法.该方法通过约束主波束区域内任意两点之间的线段总是在主波束区域的内部来有效地避免主瓣分裂现象,以及利用...     

Performance of the SMLR deconvolution algorithm

A performance analysis is presented for false alarms, correct detections, and the resolution of the suboptimal maximum-likelihood deconvolution (MLD) algorithm, called the single most likely replacement (SMLR) algorithm. It is assumed that the source wavelet and statistical parameters are given a priori. It is shown analytically that the performance improves as the signal-to-noise ratio (SNR) increases and as the mainlobe width of the normalized autocorrelation function of the source wavelet decreases. For the same performance, a higher SNR is required as the mainlobe width of the normalized autocorrelation function increases. Some simulation results which are consistent with the analytic results are presented     

线性伸缩波形的雷达距离模糊特性及旁瓣抑制

该文提出了任意信号的时域线性伸缩表达式,给出了一类新的雷达波形,并对这类波形的压缩形式(匹配滤波输出)在时域进行旁瓣抑制数字滤波。仿真结果表明,这类波形的距离模糊函数的峰值旁瓣电平可达-18~-20 dB,而4dB主瓣宽度仅为相同参数的线性调频(LFM)压缩信号主瓣宽度的54%~70%;对这类波形的匹配滤波输出用该文改进的数字旁瓣抑制滤波器滤波后,其峰值旁瓣电平可低达-50dB,且主瓣宽度仅为单位采样符号长度。     

机载雷达主瓣杂波抑制的投影矩阵方法

在机载单通道雷达的运动目标检测中,若雷达相干处理的Dopp ler分辨能力差于主瓣杂波Dopp ler谱宽,在Dopp ler域主瓣杂波无法与慢速目标有效区分,这给运动目标检测带来了很大的困难。文中提出的投影矩阵方法首先在时域将主瓣杂波滤除,然后进行多普勒滤波,由于主瓣杂波被有效抑制,系统对慢速目标的检测能力大大提高。理论推导和仿真实验证明,投影矩阵方法在主杂波之外信噪比损失性能比三脉冲相消方法有明显的改善。     

基于凸优化的共形阵二维波束优化算法研究

传统波束优化手段应用于共形阵二维波束优化时,存在旁瓣水平高的问题.文中基于凸优化理论,提出了两种适用于共形阵列二维波束旁瓣优化的二阶锥规划方法.第一种是设定主瓣宽度下的最低旁瓣波束形成,第二种是设定期望旁瓣级的高增益等旁瓣波束形成.仿真结果表明相比于常规波束形成和其它波束优化方法,第一种方法在相同主瓣宽度约束条件下可以...     

稀疏阵列天线综合的遗传算法优化

通过遗传算法优化选择常规满阵中一定比例的工作单元,使阵列在欠饱和状态下达到窄波束低副瓣的要求。以单元的工作状态和激励幅度为优化参量,波束宽度和副瓣电平为适值函数,通过适值缩放和多种群进化竞争使遗传进化稳定地收敛到全局最优。详细分析了稀疏阵的单元布局、稀疏率及单元激励对优化阵列特性的影响。     

LFM信号的部分相关数字脉压分析

线性调频脉冲是现代雷达系统中常用的一种重要的大时宽-带宽积信号。文中对LFM信号在部分相关情况下的数字脉冲压缩进行了理论推导,并将其与完全相关数字脉压的情况进行对比,分析了时延特性、压缩比、主副瓣比和主瓣宽度等压缩性能参数。在基于实用的情况下,提出了两种解决方法,其中一种通过硬件时序设计完成,另一种则是进行软件拼接。通过在实际雷达系统中的应用表明这两种方法都是切实可行的。     

极化-空域联合抗机载雷达欺骗式主瓣干扰

机载雷达欺骗式主瓣干扰不仅会引起大量虚警,还会污染空时自适应处理(STAP)器的训练样本,引起自适应方向图畸变,导致期望信号相消和杂波抑制性能下降。针对此问题,利用目标信号与干扰信号极化特性的差异,该文提出一种极化-空域联合自适应波束形成的方法来抑制欺骗式主瓣干扰。该方法首先在多普勒清晰区挑选干扰样本,并采用特征融合技术估计干扰协方差矩阵,然后采用重叠滑窗的子阵合成方式进行极化-空域联合自适应波束形成,在抑制主瓣干扰的同时为后续杂波抑制保留了空域自由度,最后通过STAP抑制剩余的杂波。该算法可以有效滤除密集欺骗式干扰,减少由其引起的虚警,改善机载STAP雷达的杂波抑制性能。仿真结果验证了该方法的有效性。