基于FPGA的超声导波信号发生器设计研究

为减少超声导波检测中频散现象给检测管道工作带来的不利影响,提出了一种针对管道的超声导波激励信号源的设计方法,采用直接数字合成(DDS)技术,基于现场可编程门阵列(FPGA)、高速数模转换器器件AD9708和运算放大器ADA4870等器件,设计出专门用于激励超声导波的汉宁窗调制单音频信号的窄带脉冲信号发生器,该信号发生器可实现汉宁窗的宽度可调,汉宁窗调制下的单音频信号频率可调的功能。实验结果表明该信号发生器的硬件与软件的设计合理,激励信号的各项参数符合要求,并且相比其他方法,操作方便,节约了操作时间,提高了检测的精度与效率。     

雷达的目标识别技术

对雷达自动目标识别技术和雷达目标识别过程进行了简要回顾。研究了相控阵雷达系统中多目标跟踪识别的重复检测问题。提出了角度相关区算法，分析了实现中的若干问题。通过在相控阵雷达地址系统中进汀的地址实验和结果分析表明，采用角度相关区算法对重复检测的回波数据进行处理时，将使识别的目标信息更精确，从而能更早地形成稳定的航迹，达到对目标的准确识别。     

基于有色载入技术的天基雷达信号处理方法

为了消除天基监视雷达非稳态杂波图景的影响,文中讨论一种利用有色载入（Colored-loading,CL）技术计算杂波协方差矩阵的空-时自适应处理（Space-time adaptive processing,STAP）方法。首先根据先前相干处理间隔（Coherent process interval,CPI）立体数据和先验知识,对杂波区域分块定位。并根据最大似然估计准则,估计各杂波块回波强度。对杂波回波强度进行归一化,并在多个CPI上取平均,得到杂波反射特性地图。结合该地图和先验知识,计算当前CPI的杂波协方差修正矩阵,将该修正矩阵有色载入当前CPI的杂波协方差矩阵,并对有色载入后的协方差矩阵进行主要特征值分析和重构。仿真结果表明,在天基雷达杂波环境中,该知识辅助CLSTAP算法远优于传统的滑窗处理（Sliding window processing,SWP）STAP算法性能,且与理想STAP算法的性能接近。     

整周模糊度动态快速求解

初始整周模糊度的求解是利用GPS载波相位进行测量时的关键问题，本文提出了一种初始整周模糊度在航快速解算方法，该方法由低阶Kalman滤波器和基线约束条件来实现，利用Kalman滤波器动态递推的特性可以实现模糊度的动态解算，由基线约束条件可以有效地剔除不合理模糊度组合，文中对所提出的算法进行了理论推导，并进行了计算机仿真和实测数据分析，仿真和实验结果表明，该算法计算量小，快速准确，适合整周模糊度的快速动态求解。     

直升机载火控雷达抗干扰捷变波形优化算法

针对直升机载火控雷达面向抗干扰的捷变波形优化问题,基于奇异值分解(Singular value decomposition,SVD)和循环算法提出了适用于多脉冲和短码长的捷变相位编码波形设计方法。本文首先通过构造具有目标区域低旁瓣模糊函数的带约束四次型优化问题,然后根据SVD分解将四次型转化为二次型,给出了迭代收敛的优化算法;同时在循环算法基础上给了一种四次型的循环迭代收敛算法。最后仿真结果表明,两种算法在设计捷变波形优化性能上接近,但SVD分解算法收敛速度更快,循环计算算法具有更高的运算速度。     

基于枝切截断的高质量相位解缠算法

针对传统枝切截断相位解缠算法受残差检测理论缺陷的影响,不能实现对相位完全正确解缠,在总结枝切截断法和质量图导向法的基础上,提出一种新的相位解缠算法。在残差检测理论的基础上,使用一种新的表征相位质量的可靠性导向图指导放置枝切阻断线,对低质量相位的界定使用一种自适应阈值的方法使残差检测达到最优,提高了相位解缠的质量。对于一些背景噪声严重的情况,调制度预处理的方法提高了相位解缠的鲁棒性。实验结果表明,该算法能自动避开相位不连续区域,得到较高质量的相位解缠结果。     

基线比值法相位解模糊算法

研究了由N-1个等比值双基线系统组成的N基线测向系统的相位解模糊算法。对每个双基线系统（Pnλ0/2,Pn＋1λ0/2）在（-p/2,p/2）,（-q/2,q/2）范围内进行一维整数搜索,寻找出一组相位模糊解（k0n,l0n）,根据二元一次不定方程,得到该双基线系统的模糊解,解的组数为Pn,Pn＋1的最大公约数（Greatest common divisor,GCD）,然后寻找由（P1λ0/2,P2λ0/2,P3λ0/3）构成的三基线系统的相位模糊解,解的组数为P1,P2和P3的最大公约数。以此类推,可得N基线系统的相位模糊解,如P1,P2,…,PN的最大公约数为1,那么就可得到惟一解,实现相位无模糊。该算法的计算量小,便于工程实现,仿真结果表明了算法的有效性。     

基于PD算子的InSAR干涉图滤波研究

讨论了InSAR干涉图的滤波问题，提出了基于PD算子的干涉图滤波算法。算法首先对干涉图作分块处理，并假定其中各数据块上的相位值符合多项式模型，通过PD算子分别估计各数据块的模型系数，由此重构出近似干涉图。然后根据近似干涉图对原始干涉图进行‘解调’，降低原始干涉图的条纹密度，并使用滑窗作低通滤波处理。最后将滑窗处理后的干涉图与近似干涉图相乘得到滤波后的干涉图。为避免因分块处理而产生干涉相位图的马赛克效应，算法通过处理两组错位的干涉图分块数据，并对滤波后的两幅干涉相位图作加权处理，有效地降低相邻数据块间相位值的不连续性。对X＿SAR重复轨道数据产生的干涉图的处理结果表明，该算法能够对干涉图作很好的滤波处理，特别是在低信噪比区域，算法具有较突出的滤波性能。     

随机间隔脉冲串雷达信号的平均模糊函数研究

研究了随机间隔脉冲串雷达信号，给出了该随机序列的模糊函数数学表达式，对推导过程所采用的主要方法和思路作了详细叙述，并分析了调制参数变化对结果的影响。     

基于FPGA和DSP技术的雷达目标检测系统设计

雷达目标检测系统系统主要由FPGA和DSP两部分组成。FPGA芯片用来完成系统中各芯片之间的逻辑控制,DSP芯片用来实现雷达目标检测算法。该系统具有设计灵活、实时性能高、检测算法可配置、检测结果无丢失等优点。     

通过天线波束扫描扩大SAR区域成像范围

研究通过天线波束扫描扩大SAR区域成像范围的方法，以适应较大区域中等分辨率成像的要求。推导了天线扫描角速度、角度范围与所需成像范围和方位分辨率的关系。选择天线扫描角速度，使得在一个合成孔径时间内，波束恰好扫过3分贝波束宽度，而合成孔径长度由要求的方位分辨率、波长、斜距和斜视角决定。天线扫描角度范围由要求的成像区方位宽度、斜距、斜视角、载机速度和波束方位宽度决定。最后，介绍了某机载SAR试飞得到的成像结果。在运动补偿之后．采用线性距离多普勒算法成像。     

线性预测数据外推超分辨雷达成像

距离—多普勒成像雷达的距离分辨力和横分辨力分别取决于发射信号的有效带宽和目标相对于雷达视线(RLOS)在相于处理区间内的转角。本文研究线性预测数据外推离散傅里叶变换(LPDEDFT)超分辨成像方法,旨在突破普通的FFT距离多普勒处理的限制,提高距离—多普勒成像雷达的分辨力。LPDEDFT在概念上和计算上都比较简单,分两步进行,先用线性预测方法把观测数据外推到观测窗之外,然后对外推过的数据进行普通的离散傅里叶变换。文中给出了B—52飞机缩比金属模型微波暗室转台实测数据和飞行中的Boeing-727飞机外场实测数据的成像结果。LPDEDFT与普通的傅里叶方法相比,在相同信号带宽和目标总转角的条件下可以得到更高的图像分辨力,或者可以用较小的信号带宽和目标总转角获得相同质量的图像。     

一种新的整周模糊度快速求解算法

快速求解整周模糊度是利用GPS载波相位进行精确相对定位的关键技术.基于LAMBDA算法和FASF算法,提出了一种新的整周模糊度快速求解算法.该算法充分结合LAMBDA算法和FASF算法的优点,首先运用LAMBDA算法中的空间变换的思想,然后利用FASF算法的模糊度搜索技术,提高了模糊度求解效率.通过对1 km左右基线的相对定位实验表明:算法利用几个历元的数据可以正确地求解模糊度,使基线精度达到亚厘米级.     

弹载SAR信号处理及其硬件实现

针对空对舰导弹的情况，研究一种将合成孔径雷达技术用于弹戴制导雷达的方案，以提高其横向分辩率，实现对舰船目标的成象。弹载ＳＡＲ采用的一是一种聚束照射成象模式，通过站偿，可以转化为转台成象。     

超高分辨率机载SAR成像算法及其GPU实现

雷达成像分辨率的不断提高,给SAR高精度实时成像处理带来了新的挑战。采用高效精确的成像算法以及对算法进行硬件加速是解决该问题的有效途径。本文提出了一种适用于超高分辨率机载SAR成像的精确高效成像处理方案,并利用并行化硬件平台GPU对该成像方案进行了硬件加速。实测数据处理结果充分验证了该处理方案的聚焦精度和处理效率。     

提高GPS单频相位模糊度解算成功率的新方法

相位模糊度的成功解算是应用单频接收机进行高精度快速定位的关键。为了提高整周模糊度解算成功率,本文提出了一种新的算法,包括两项措施：(1)针对仅由几个历元组成的双差法方程系数阵存在着较严重病态性的结构特性,合理设计正则化矩阵,并在此基础上运用截断奇异值法求解模糊度实数解,使模糊度实数解更稳定和可靠,接近真实值;(2)在用最小二乘降相关平差(Least—squares ambiguity decorrrelation adiustment,LAMB—DA)方法进行模糊度搜索时,在Ratio检验的基础上,应用2个分析和比较的准则,对输出的多组候选整数模糊度向量进行分析和比较,甄别出正确的整数模糊度向量。算例表明,新方法不但缩短了模糊度解算所需要的观测时间,提高了模糊度实数解的可靠性和精度,而且显著地提高了整周模糊度解算的成功率。本文为单频接收机在高精度快速动态定位甚至实时定位等方面的广泛应用,提供了新的研究思路。     

基于LOFC时间窗分割算法的航迹聚类研究

针对传统聚类算法在聚类过程中缺乏时间信息而仅考虑三维坐标点的聚类,同时未考虑航空器运行速度和航向变化对聚类结果的影响,以及由于二次雷达机载设备、地面设备和信号遮挡等原因造成的实测数据源中存在离群点异常数据,离群点很难被有效识别出来从而使得非正常航迹点的影响放大,得不到理想的聚类效果等问题。本文提出LOFC算法,引入时间窗分割概念,将航空器进场平均速度值和航向变化值作为确定聚类簇大小的影响因子对进场航空器航迹点数量进行分割,引入离群点检测以及离群点剔除率等概念对离群点进行识别和剔除。对进场二次雷达数据仿真分析,从仿真结果中可以看出,新算法能有效地对离群点进行识别和剔除,当影响因子α取值为0.7时,航迹的曲率最小,得到的中心航迹的平滑程度最佳,验证了新算法对于聚类和离群点识别与剔除具有可行性和优越性。     

Operational Mode Identification Based on Sliding Time Window Method and Eigensystem Realization Algorithm

The identification result of operational mode is eurychoric while operational mode identification is investigated under ambient excitation,which is influenced by the signal size and the time interval. The operational mode identification method,which is based on the sliding time window method and the eigensystem realization algorithm(ERA),is investigated to improve the identification accuracy and stability. Firstly,the theory of the ERA method is introduced. Secondly,the strategy for decomposition and implementation is put forward,including the sliding time window method and the filtration method of modes. At last,an example is studied,where the model of a cantilever beam is built and the white noise exciting is input. Results show that the operational mode identification method can realize the modes,and has high robustness to the signal to noise ratio and signal size.     

基于运动物体高阶多普勒效应的横向速度估计

目标与雷达存在相对径向运动时回波相位一次项发生变化,产生多普勒效应.多普勒效应广泛用于雷达信号处理.目标横向运动分量不会导致回波相位一次项变化,但会导致回波相位高次项的变化,据此本文提出横向运动物体的高阶多普勒效应及其横向速度的计算方法.高阶多普勒效应与常规多普勒效应配合可以计算任意向平稳运动物体的标量速度.文中给出了计算方法和仿真结果.当目标横向运动速度为900 km/h,且回波信号信噪比大于0 dB时,计算误差小于0.06 %.