数字式时间鉴别器电路的新设计

在雷达数字测距器中,实现时间鉴别器的数字化是一个关键课题.利用双时钟可逆计数器而设计的“计数相减”方案的数字式时间鉴别器,克服了一般经典方案电路的固有缺点.该电路结构简单,可以很好地满足距离跟踪系统跟踪惯性小、跟踪精度高的性能指标要求.     

Galileo L1F信号载波跟踪环中鉴别器组合研究

为了更好地进行载波相位跟踪,Galileo L1F信号相比于GPS信号增加了没有导航数据的导频信道,使数据信道能够使用不受导航数据限制的鉴别器。但是Galileo L1F信号载波相位跟踪环中传统的鉴别器组合方式仍有不足。基于适用于单一导频信道的鉴别器性能优于适用于单一数据信道的鉴别器的原理,提出了新的鉴别器组合方式,并通过仿真实验对比在不同热噪声环境下传统组合方式的两种鉴别器组合和新组合方式的两种鉴别器组合的性能。研究结果表明新的鉴别器组合在Galileo L1F接收信号的抑制噪声和防止失锁控制方面比传统鉴别器组合有明显优势。     

多径干扰下GPS/INS跟踪环路的一种高斯码相位鉴别器

针对载体在多径信号的影响下,传统码相位鉴别器不能实时有效鉴别出码相位误差,提出一种高斯码相位鉴别器构建方法。在GPS/INS深组合模式中,接收机码相位鉴别器的构建将改变传统设计方法。INS系统利用GPS接收机产生的即时码相位信息,建立INS系统码相位鉴别器,该INS码相位鉴别器用于辅助GPS接收机码相位鉴别器,构建高斯码相位鉴别器,有效降低码相位跟踪误差。仿真结果表明,与传统的码鉴相器相比,高斯码相位鉴别器减小了噪声方差,能有效提高鉴相精度,从而在多径干扰下提高定位精度。     

锁相接收机方案设计初探

锁相接收机有灵敏度高、自适应能力强、窄带跟踪特性良好、能从噪声中提取微弱信号等一系列优点。丈中讨论了常规兵器无线电遥测锁相接收机的方案及其研制问题。采用锁中频方案、并示出原理框图。接收机由电调高频头、中频锁相环、混频器、窄带跟踪滤波器、晶体振荡器、调幅解调通道、调频解调输出、自动搜索和AGC电路等部分组成。该机兼容FM和AM两种体制。最后指出该机的特点和环路参数的选择原则。实验表明,方案可行。但使用窄带会加长信号的捕捉时间,今后拟采用变带宽法以增加其适应性,保证能在窄带条件下工作。     

一种鲁棒的毫米波雷达人体呼吸心跳测量方法

提出一种基于毫米波雷达的人体呼吸心跳测量方法，可用于检测航天员的呼吸心跳。通过发射57.5~63.5 GHz频段的线性调频连续波，采集人体胸腔表面反射的雷达回波，经过混频和低通滤波后采样，得到包含呼吸心跳微动信息的中频采样数据。通过对中频采样数据做快速傅里叶变换，确定人体胸腔相对雷达的径向距离，进一步提取胸腔位置对应的相位信号。然后采用一种改进的相位差分增强方法，抑制相位信号中呼吸谐波对心跳信号提取的干扰和低频噪声对呼吸信号提取的干扰。最后采用高斯平滑滤波方法从相位信号中提取无波形失真的呼吸信号，并采用低阶有限冲激响应(FIR)滤波器从相位信号中提取无速率失真的心跳信号。此外，对呼吸、心跳信号采用时域寻峰算法计算呼吸率和心率。实验结果表明:此方法对人体呼吸信号和心跳信号测量的准确性高、鲁棒性强。     

一种新的雷达距离数据递推滤波器

许多关于最小二乘递推滤波器的文章已发表,但这些论文的成果只适用于无耦合的雷达测量系统。在现代雷达中,得到广泛应用的线性调频脉冲压缩信号的雷达距离数据递推器公式还未建立。在本文中,建立了雷达距离数据递推滤波器通用公式,它是根据递推滤波平滑转移矩阵的概念和文献[8]推导的。这个公式适用于所有的雷达和声纳测量系统。 此外,分析了线性调频脉冲压缩雷达距离数据α-β-γ跟踪滤波器的性能和利用仿真的方法验证了最小二乘递推滤波器理论的正确性。这些结果证明这个理论具有许多优点,如较高的稳定性,可靠性和较快地收敛,所以比文献所提出的方法好。这种滤波器是一个新的有用的最优估计递推滤波器。     

基于相位差测量的脉冲星时间相对导航方法

针对传统脉冲星导航方法在相位估计时依赖脉冲星信号轮廓,存在整周模糊及不确定星历参数引起的系统共模误差问题,提出基于相位差测量的脉冲星时间相对导航方法。该方法通过对脉冲星光子到达时间序列进行相位估计,以相邻时刻的相位差作为观测量,建立航天器位置增量与相位差的关系,采用广义卡尔曼滤波器处理系统噪声相关问题进行导航,可有效减小系统误差,实现脉冲星导航的应用。通过对导航系统初始定位方法、可观性分析,及基于罗西X射线时变探测器（RXTE）观测的Crab脉冲星的在轨实测数据试验分析,证明了该方法的自主性与可行性。最后,对基于相位差测量的脉冲星时间相对导航系统进行导航滤波仿真,试验结果表明,导航系统完全可观,噪声不累积,位置估计精度可满足实际应用。     

在频域里具有有色测量噪声的连续时间卡尔曼跟踪滤波器的解析解

通过运用谱因式分解法，我们得到了关于具有位置测量的双态指数相关速度和三态指数相关加速度跟踪滤波器的稳态卡尔曼增益的解析解的新的表达式。测量有色噪声模型的特征可用相关时间１／λ来表示。系统模型中考虑了诸如风引起折弯的运载体振荡，该系统能产生最广义的状态转移矩阵。     

PD雷达导引头目标信号的射频仿真

介绍了脉冲多普勒 (PD)雷达导引头目标信号模拟器的实现原理及方案以及信号特征直接处理方法 ,一种新的应用于现代PD雷达的相参模拟手段 ,其原理是在雷达导引头的发射信号上直接引入时域、频域及空间的目标信号特征参量来产生目标回波信号。在论述比较各种实现途径的基础上 ,提出了模拟器的一种实现方案 ,该模拟器采用数字射频存储器(DRFM)技术产生目标距离延迟 ,通过大动态程控衰减器实现目标信号幅度处理 ,由直接式数字合成器 (DDS)模拟目标多普勒频率 ,利用天线阵列模拟目标信号的角位置     

基于光纤的雷达目标模拟器设计

光纤延迟线是用微波信号调制激光源而输出光信号 ,光源是激光二极管 ,其光输出能对微波频率进行调制。由于它是将雷达发射脉冲信号直接调制到光载波上 ,通过光纤延迟后再解调为雷达目标回波信号 ,故这种方法是完全相干的 ,且不引入系统的相位噪声。提出了一种用光纤延迟线实现雷达目标相干模拟的设计方法     

自适应接收机增益控制系统

介绍了一种自适应接收机增益控制系统。该系统可以实时检测雷达回波信号的大小，动态调整接收机增益系统参数，降低系统动态范围，降低A／D变换器的饱和噪声和量化噪声。该系统由时间灵敏度控制和自动增益控制两部分组成。时间灵敏度控制实时产生一个可变增益来补偿每个回波的幅度特性。自动增益控制产生一个附加增益用于调整时间灵敏度控制的最优工作点。     

估算转弯加速度的卡尔曼滤波器

近年来由于计算机的飞速发展，计算速度越来越快，所以用相控阵天线跟踪目标时采用卡尔曼滤波器已成为现实。对直线飞行的目标，卡尔曼滤波器能得到良好的跟踪精度，但若目标的加速度为高斯噪声，目标转弯时跟踪精度会降低。对处理转弯目标的跟踪精度曾提出两种方案，即估算输入的卡尔曼滤波器和二级卡尔曼滤波器。这些卡尔曼滤波器是在目标的运动模型上使位置和速度矢量与加速度矢量分离，利用预测误差估算加速度的。但由于对预测增减较大的目标的急转弯与目标运动模型不匹配，所以得不到良好的跟踪精度。为此提出了为处理目标的急转弯，不用预测误差而是通过卡尔曼滤波器估算的位置计算出形成飞行轨迹的转弯半径和角速度。还通过计算机仿真与原来的中方式进行比较，证明了其有效性。     

一种实用的解耦自适应跟踪滤波器

提出了一种适于在非线性测量环境下跟踪机动目标的解耦自适应跟踪滤波器，这种跟踪滤波器在视线直角坐标系下实现了改进的输入估计方法。由于所提出的滤波器具有解耦结构，因此，可以显著地减少计算量而不会降低性能。同时还证明，由于伪测量噪声间的小的互相关，因此提高了机动检测的准确度。     

星载激光测高仪回波信号仿真分析

为研究不同地形、地物对激光回波信号的变化状况和星载激光测高仪的实际测量精度等问题,文章采用计算机仿真技术建立了立体地物数字模型、激光脉冲数学模型和噪声信号模型;设计了针对光栅网格地形数据的激光回波近似算法,避免了三角面片的划分、面片间遮挡测试和消隐处理,简化了计算过程。对理想平面目标的激光回波仿真结果与理论结果一致。利用在Matlab环境下开发的仿真程序,对平面型、阶梯型和高斯起伏型3种典型地物模型进行了仿真实验,估算了星载激光测高仪对不同目标区域的实际测量精度。     

P波段SAR射频干扰信号分析及抑制方法研究

分析了实测P波段SAR静默接收数据,研究了模拟电视信号的频谱特性。针对P波段SAR回波中的模拟电视干扰信号,提出了一种新的干扰抑制方法。通过在时域拼接多个脉冲的回波数据增加模拟电视信号的观测时间以提高频率分辨率,进而在距离频域对其准确识别。根据模拟电视信号的频谱特征,在距离频域构造滤波器组滤除模拟电视信号的离散谱线,保留了谱线间SAR回波信号的频谱分量。实际回波数据的成像处理结果验证了方法的有效性。     

基于卡尔曼滤波器的高动态GPS载波跟踪环

为解决传统锁相环( PLL)在高动态环境下对全球定位系统(GPS)信号的跟踪精度问题,将自适应渐消滤波和二级卡尔曼滤波相结合研究了一种新的自适应二级卡尔曼滤波算法,并且提出了一种利用新息协方差计算渐消因子的方法,通过自适应渐消因子在线调节误差协方差矩阵补偿不完整信息的影响,使滤波器在系统模型不完整或者噪声统计特性不准确时仍接近最优.基于自适应二级卡尔曼滤波算法提出了一种高动态GPS载波跟踪环的设计方案.仿真结果表明,提出的方案较传统PLL的跟踪精度有显著提高,频率跟踪精度提高到9.28Hz.     

巡航导弹地形跟踪的预见控制器设计

一种新的地形跟踪控制方法，即利用已知未来地形信号的预见控制算法设计巡航导弹地形跟踪控制器。针对巡航导弹这个复杂的高阶非最小相位系统，设计前馈与反馈控制器，反愤控制器保证了系统的稳定性与鲁棒性，而前馈控制器则使系统实现精确跟踪。采用上述方案设计的地形跟踪系统具有良好的跟踪特性，对各种千扰和噪声及系统的未建模特性均具有很好的抑制。     

一种用于机动目标的线性调频脉冲估计和逆合成孔径雷达成像的自适应滤波方法

在逆合成孔径雷达（ISAR）成像中，由于机动目标的非合作运动，散射器的多普勒频移随时间变化，而雷达回波信号通常为线性调频脉冲。线性调频脉冲会计对ISAR成像的性能起着重要作用。Li和Stoica最近提出了一种自适应FIR滤波方法，用来估计正弦信号的振幅和相位，并将这种方法应用于采用正弦信号模型的合成孔径雷达（SAR）成像。本文推广Li和Stoica的算法，用来估计线性调频脉冲信号并将其用于机动目标的ISAR成像。该推广算法已由仿真数据验证。     

基于卡尔曼滤波的成像旋转弹跟踪系统设计

针对采用捷联稳定方案的旋转弹,为实现用数字计算方法提取比例导引所需的弹目惯性视线角速率信号,对一种基于卡尔曼滤波的成像旋转弹跟踪系统设计进行了研究。将目标的随机加速机动视作修正的瑞利-马尔科夫过程,与视线运动方程联立,建立了机动目标跟踪系统数学模型。由稳定平台的惯性测量元件实现对弹体姿态角的计算,另通过大视场捕获目标,获取目标相对光轴的误差角,综合两者可得目标相对惯性空间的视线角,对视线角进行数字微分获得视线角速度。其中,为避免放大测量噪声,采用自适应卡尔曼滤波法估计视线角速度。闭环仿真结果表明:与低通滤波算法相比,自适应卡尔曼滤波算法的精度高,对测量噪声抑制好,可获得比例导引所需的惯性视线角速率和跟踪角误差的滤波值,从而实现高精度控制。     

基于相位扰动的抗有源加性复合干扰技术

针对有源加性复合干扰,研究了基于相位扰动原理的干扰抑制方法。在结合LFM信号特征的基础上,对雷达发射信号的前后脉冲分别附加近似正交的扰动相位,再通过与前一脉冲重复周期相应的匹配滤波器将复合干扰中的欺骗干扰成分加强,并对脉冲压缩结果加以"惩罚",最后采用匹配滤波逆运算恢复出目标回波信号。