基于双通道DFRFT互谱法的Chirp信号时延估计

针对脉冲Chirp类信号的时延估计问题,理论推导了基于离散分数阶Fourier变换的脉冲Chirp信号的特性,分析了当时延参量等效的分数阶Fourier域的频率大于采样率时,脉冲Chirp信号的分数阶Fourier域谱产生混叠,造成时延估计模糊的问题,并提出基于离散分数阶Fourier变换（DFRFT）双通道互谱法进行时延估计,给出两个通道采样率选取的原则及算法的性能分析,实验结果表明,在一定的采样率下,算法能够快速精确地估计脉冲Chirp信号的时延参数.     

基于抛物线插值的分数时延估计算法

时延估计技术在通信、雷达、声呐、定位、盲信号分离、超声波测距、生物医学工程等许多领域都有着广泛的应用,这些系统的精度与时延估计的精度息息相关。但时延精度受限于采样间隔,不可避免会引入分数倍时延。在众多分数时延估计算法中,三点插值法是一种非常简单高效的方法。针对基于三点插值的分数时延算法估计精度受限问题,提出基于五点平滑的三点插值法,提高分数时延估计精度;该方法利用相关峰及相关峰前后两点,对相关峰进行五点平滑后,再进行二次抛物线插值来估计分数时延。仿真结果表明,文章所提改进算法的分数时延估计误差优于传统三点抛物线插值法,验证了该方法的有效性。     

基于频域时延-多普勒二维聚焦的欠采样雷达信号参数估方法

针对欠采样脉冲多普勒雷达信号参数估计中已有方法抗噪性差、顺序参数估计方法中后续参数估计受前面参数估计精度影响严重等问题，该文提出一种基于有限新息率(Finite Rate of Innovation, FRI)采样的频域时延-多普勒2维聚焦(FD2TF)算法。在该算法中，利用FRI采样结构能够以低于奈奎斯特采样频率的速率获得信号的一系列傅里叶系数，通过频域2维聚焦过程能够同时估计时延和多普勒参数，避免了参数顺序估计中误差累积的问题，理论分析证明了该算法能够大幅提升采样信号的信噪比，提高算法抗噪性和鲁棒性。在2维聚焦算法的基础上该文还提出了基于逆傅里叶变换的2维聚焦简化算法，在提高参数估计网格密度的同时，大大减低了2维聚焦算法的计算量。仿真和对比实验结果证明了该方法的有效性和良好的抗噪性。     

基于频域时延-多普勒二维聚焦的欠采样雷达信号参数估方法

针对欠采样脉冲多普勒雷达信号参数估计中已有方法抗噪性差、顺序参数估计方法中后续参数估计受前面参数估计精度影响严重等问题,该文提出一种基于有限新息率(Finite Rate of Innovation,FRI)采样的频域时延-多普勒2维聚焦(FD2TF)算法.在该算法中,利用FRI采样结构能够以低于奈奎斯特采样频率的速率获得信号的一系列傅里叶系数,通过频域2维聚焦过程能够同时估计时延和多普勒参数,避免了参数顺序估计中误差累积的问题,理论分析证明了该算法能够大幅提升采样信号的信噪比,提高算法抗噪性和鲁棒性.在2维聚焦算法的基础上该文还提出了基于逆傅里叶变换的2维聚焦简化算法,在提高参数估计网格密度的同时,大大减低了2维聚焦算法的计算量.仿真和对比实验结果证明了该方法的有效性和良好的抗噪性.     

基于矩阵分解的压缩感知算法研究

奈奎斯特采样定律是长久以来具有指导意义的经典信号处理技术,它提出信号在采样过程中,当且仅当采样率大于信号带宽的2倍时,才能精确重构信号。压缩感知理论突破了奈奎斯特采样定理对信号采样率的限制,以更低采样率采样信号,并通过适当的重构算法恢复信号。文中以压缩感知理论为基础,结合目前广泛采用的正交匹配追踪算法,基于矩阵分解思想,提出2种改进算法,在运算复杂度方面取得优化,并且满足信号处理时对重构精度的要求。     

低信噪比下互相关时延估计器的FPGA实现

在时延估计算法中,相关法是一种经典的算法。时域互相关法可用来进行整数倍和非整数倍采样周期的时延估计,即使是在极低的信噪比(SNR)条件下,利用较多的数据也能获得准确和稳定的估计结果。为提高时延估计分辨率,给出了一种采用sinc函数对信号进行非整数倍采样周期延时的相关估计算法,通过仿真比较了未插值、两倍插值法和sinc函数延时法的估计精度和计算量,证明sinc函数延时法性能最优。基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现的改进型互相关时延估计器能够实现在低信噪比下时延差的准确估计。     

基于低速采样的多正弦波信号频率估计

高频段信号由于受到A/D转换器和后续信号处理器件运算速度和成本的限制,其处理往往难以实现,为解决此问题,提出了一种新的基于低速采样的高频段多正弦波信号频率估计方法。首先将含有多个频率互异的多正弦波信号经过功分器分成两路信号,然后分别用不同的采样率对这两路信号进行低速采样,用傅立叶变换及基于改进的Rife算法与Quinn算法来估计两路信号低速采样后的频率,接下来利用中国余数定理对多个信号的频谱快速配对解模糊准确的估计出各个信号的频率。该方法在工程上易于实现,可同时实现低的采样速率与高精度估计,而且在较低信噪比的情况下仍可获得较高的估计精度。给出了该方法的具体步骤,通过计算机仿真试验验证了该方法的有效性。      

MC-CDMA系统中基于DFT的信道估计改进算法研究

LS信道估计算法运算量小,实现简单,但估计值对噪声影响敏感,算法精度低。为降低噪声对精度的影响,文章提出一种新的基于DFT的LS信道估计改进算法。该算法利用并行PN序列信号特性,通过时延点信息获取算法得到多径信道的时延点信息,并在改进的信道估计算法中利用此信息,最大程度地抑制噪声。仿真结果表明,与现有的基于DFT的LS改进算法相比,本算法可进一步提高估计精度,在低信噪比条件下性能更好。     

数字化脉冲激光引信探测系统设计与信号处理

针对以往模拟脉冲激光引信探测系统存在的测距误差较大的缺点,为进一步提高脉冲激光引信的测距精度,设计了一种数字化脉冲激光引信探测系统.该探测系统包括发射、接收和信号处理3部分,其中信号处理部分主要实现脉冲回波信号的高速实时采样与缓存、信噪比增强与时延估计.采用双通道ADC并行采样,实现了以200 MHz的等效采样频率对脉冲回波信号进行高速采样.当脉冲回波信号很微弱时,采用多脉冲相干平均算法提高了其信噪比,增强了对微弱回波信号的检测能力.通过最小二乘时延估计算法得到了回波时延,进而计算得到目标距离.测距实验结果表明:该探测系统测距精度较高,最大测距误差为0.25 m.     

宽带数字阵列雷达通道固定时延误差估计技术的研究

为解决宽带数字阵列雷达通道固定时延误差导致的数字波束成形性能下降问题，提出一种基于最大似然估计和抛物线插值的通道固定时延误差估计方法。该方法首先通过基带发射信号和包含未知时延参量的基带接收信号的相关积分后信号的峰值点估计通道固定时延整数部分；然后利用峰值点及其相邻两点进行抛物线插值完成通道固定时延小数部分估计；最后计算多通道固定时延误差，并完成各通道固定时延误差的补偿。仿真结果表明，该方法能够在赛灵思的xcku115平台下，实现宽带数字阵列雷达的多通道固定时延误差估计，并且在输入信号信噪比为10～30d B的情况下，估计精度能够达到0.001～0.014倍采样间隔，可以满足工程的实际应用要求，提高宽带数字阵列雷达中数字波束成形的性能。