一种基于聚类分析的跳频信号自动分选方法

为了从复杂电磁环境中分选出跳频信号,提出了一种基于聚类分析的自动分选方法。该方法首先将信号特征参数估计等效成聚类分析问题,估计测量集中所包含的信号个数及各信号的特征参数,包括载频、带宽和入射方向。然后根据跳频信号的跳速范围,通过对各截获信号的特征参数进行序贯聚类,剔除干扰,获得期望的跳频信号。仿真实验表明,所提出的方法能够从复杂环境中正确地分选出跳频信号。     

跳频信号的时频分析

时频分析是跳频信号检测的重要工具之一,获得清晰的时频图是跳频信号参数估计和信号分选的前提.使用各种时频分析工具,包括线性时频表示、二次时频分布、重排类二次时频分布、不同时频分布组合方法对跳频信号进行仿真,在时频聚焦性和抑制交义项干扰两个方面综合比较各分布之性能,寻找适合针对多个跳频信号同时存在的时频分布,并给出了各分布性能的定量评价.仿真结果表明,谱图、平衡伪wigner-Ville 分布(SP-WVD)、重排类时频分布以及线性与非线性时频分布组合方法能获得较清晰的时频图.     

高动态跳频信号时钟同步设计与实现

由于跳频信号各跳之间的符号速率和符号数量不一致,特别是低速跳只含少量符号,导致时钟误差提取困难。针对高动态下的跳频信号时钟同步难题,提出基于频偏估计的钟偏反馈调整方法。该方法通过同步序列进行频率估计和钟偏估计,并结合反馈方法调整钟偏和时钟跟踪,实现了高精度时钟同步。仿真结果表明：该方法适应飞行速度7.9 km/s、加速度0.2 km/s²的超高动态,定时同步性能优越,定时精度满足高速跳频信号解调要求,且解调损失小于0.1 dB。     

基于逐点扫描FFT法的跳频信号参数估计

针对时频分析方法估计跳频信号参数存在时频分辨率受限、交叉项干扰、实时性差等缺点,通过分析跳频信号的时频特性,提出一种新的跳频信号参数估计方法。该方法从未知信号的时域分析出发,采用逐点步进的方法进行多次FFT计算,通过分析其频谱特性判断跳频信号的跳变时刻,将跳频信号序列按跳频频率分割为多个单频率信号分量,最后再综合提取跳频信号的时频参数。仿真结果表明,该方法针对跳频参数的估计精度高,运算速度较快,且没有干扰频率。     

基于功率估计的方位数据关联算法

将功率信息与电波传播相关理论引入到测向交叉定位的数据关联问题中,提出一种基于功率估计的方位数据关联算法。推导了阵列协方差矩阵中信号功率与阵列流型之间的关系,利用空间协方差逆矩阵高阶幂逼近噪声子空间的方法,在已知阵列流型的基础上准确获取各目标的功率参数,避免了幅值特征类关联算法易受噪声与信号波形影响的问题;根据功率和传播路径的衰减关系,构造方位组合与功率信息的关联置信度函数,挑选出正确的关联组合。仿真结果表明了算法的有效性和优越性。     

跳频信号检测和参数估计技术研究

文章总结了跳频扩频信号检测和参数估计的方法,并比较各个方法的优缺点。理论分析表明,跳频信号检测、参数估计方法的性能不仅与信噪比有关,而且与观察时间、样本数目、跳频带宽、跳频速率等因素相关。     

卫星跳频通信的跟踪干扰技术

讨论了跟踪式干扰机干扰卫星跳频通信的设计极限条件 (即跳频通信抗跟踪干扰的几何地理保护条件等 )。跟踪式干扰机使用“测频器”电路来确定跳频信号的驻留频率 ,然后再产生包含有该跳频频率在内的窄带干扰来干扰之。对几何地理保护条件的分析结果表明 ,这种跟踪干扰受到空间条件的限制而难以实现。跟踪式干扰机的最小测频时间和正确测量的概率Phc都是接收SNR及测频器分辨力的函数。分析了快跳频 (指的是一跳或多跳每信息字符 )和慢跳频这两种情况 ,还讨论了使用跟踪式干扰机干扰卫星通信FDMA系统的性能 ,给出了最基本的干扰机设计诀窍     

基于时频稀疏性的跳频信号时频图修正方法

为了获取清晰的时频图,提出了一种基于时频稀疏性的跳频信号时频图修正方法。该方法根据跳频信号时频图的时频稀疏性,建立了修正时频图的最优化求解模型,然后利用匹配搜索的方法进行求解得到修正后清晰的时频图。仿真结果表明本文方法能够在低信噪比下获取精确的时频图,且用修正后的时频图估计跳周期,估计性能明显优于现有方法。     

重频抖动脉冲信号分选研究

针对累积差值直方图法、序列差值直方图法对重频抖动脉冲信号的分选能力差,基于PRI变换的重复间隔估计算法计算量比较大难以做到实时处理的问题,对序列差值直方图法进行改进。利用交叠小箱法进行直方图统计,很好地兼顾了处理速度和重频估计的准确性,可有效分选重频抖动的雷达脉冲信号;在脉冲串检测时,将脉宽用作抖动重复间隔序列抽取的第二判决参数,增加脉冲检测的可靠性。仿真结果表明,在不明显增加运算量的情况下,序列差值直方图改进算法能很好地分选脉冲重复间隔抖动量10%以内的脉冲信号。     

基于解调分选的时分多址信号时/频差参数联合估计方法

针对TDMA多时隙信号不连续,通信时隙外噪声以及其它用户信号影响时/频差参数估计的问题,首先证明了多时隙多普勒频差信号具有相参性,指出多时隙信号在相关处理中能量是可以积累的;在此基础上,根据通信时隙外噪声、其它用户信号与特定用户信号在时域上的可分离特性,提出基于解调分选的TDMA时/频差参数估计方法,并推导分析了该方法的处理性能。试验结果表明,提出的方法可以实现TDMA信号中多用户信号的时/频差参数联合估计,可以有效降低通信时隙外噪声与其它用户信号对参数估计精度的影响。     

集中式多输入多输出雷达信号盲分离算法研究

在电子对抗领域,对集中式多输入多输出（Multiple Input Multiple Output, MIMO）雷达的信号侦察和分选是一个难点。提出采用盲分离（Blind Source Separation, BSS）算法中的非圆复信号快速独立分量分析（Noncircular Complex Fast ICA, NC FastICA）对MIMO雷达进行信号分选。为了满足盲分离算法的应用条件,提出一种在多视角观测位置采集雷达信号的侦察方法来构建可分离的满秩混合矩阵。仿真结果表明,对相位编码、离散频率编码等典型正交波形进行等角度间隔采样和盲分离时,无论是否存在幅度起伏,在信噪比为10dB时均可以达到低于-14dB的正交波形分离度,对分离后的波形进行相关性对比和时频分析的结果也验证了本文方法的有效性。     

多载波相位编码新体制雷达研究与实现

针对传统相位编码雷达存在的多普勒敏感性,提出了一种基于正交多载波调制技术的相位编码新体制雷达。在该雷达体制中,调制码字对多路子载波信号同时进行调制,决定了发射信号的频谱结构。目标径向运动引起的多普勒频移表现为码元在频域的移位,从而保证了调制码字结构的完整性。目标回波信号解调得到的码字与参考码字进行相关处理得到目标速度信息,有效避免了多普勒敏感问题。文章讨论了该雷达体制的系统原理、波形综合和信号处理方法,提出了频域信号处理流程,分析了信号参数设计与系统性能。系统仿真和雷达外场试验表明了正交多载波相位编码新体制雷达的可行性。
     

基于网格密度聚类的雷达信号在线分选算法

提出了一种采用滑动窗口机制的雷达辐射源信号在线分选算法,该算法基于网格密度聚类的思想,能在线地向用户提供分选结果,动态地检测雷达信号的分选情况。仿真实验结果表明,该方法具有快速在线分选的能力,且分选效果较好。     

DBF\|SAR系统1比特量化设计

为解决DBF\|SAR系统数据率巨大和星上处理复杂的问题,提出了一种将各通道回波和距离向匹配滤波器都1比特量化的处理方法。首先证明当回波信噪比较低时,符号位已包含了目标的幅度信息,从而为1比特量化提供了可能;在此基础上,利用各通道间信号相关性强而噪声相关性弱的特点,通过数字波束成形技术,提高了系统信噪比。接着探讨了该方法的硬件实现结构和资源消耗情况。最后,仿真结果表明了方法的有效性。该方法在不明显降低成像质量的前提下,简化了系统电路设计和减小了数据率,对DBF\|SAR系统的工程实现有一定参考价值。     

DS/FH扩频测控信号同步方案的捕获性能

针对航天测控信号的高动态以及由载频跳变引起的多普勒频率周期跳变的特点,提出了一种基于快速频率识别和辅助机制的直扩/跳频(DS/FH)混合扩频测控信号的一种同步方案。建立了跳频图案,伪码相位及多普勒频率的三维同步捕获状态转移过程的数学模型,推导出三维捕获的平均捕获时间表达式,及在伪码相位误差、多普勒频移和高斯白噪声条件下的检测概率和虚警概率表达式。仿真分析了在采用时域匹配滤波、频域多通道的直扩捕获方式下,信号和捕获系统参数对三维捕获性能的影响。理论推导与数值仿真结果表明了同步方案的有效性,并为信号设计及捕获系统参数选择提供了理论依据和实际参考。     

多径信道下OFDM信号和单载波信号的盲识别

针对非协作通信条件下OFDM(正交频分复用)信号和单载波调制信号的类间识别问题,提出一种在多径信道下基于信号循环自相关的调制识别算法。该算法不需要信号和噪声的先验知识,可以直接对中频信号进行处理,具有较强的实用性。通过对信号循环自相关函数进行分析,仅需进行时域的延时自相关运算和特定延时下的循环自相关运算,就可以从频域提取特征值来实现OFDM信号和单载波信号的盲识别。在估计OFDM信号周期时,提出一种基于极大值抽取的延时估计算法,能在多径衰落信道中不需要先验信息的情况下完成估计。仿真表明,本文提出算法的识别性能优于传统的四阶累积量算法。     

快船式飞行器参数化建模及高超声速气动计算

针对快船式飞行器概念研究和总体设计的需要,将已知几何构型截面划分为三个形状控制函数,并基于圆锥曲线拼接的思想将其封闭为统一的参数化截面形状函数。通过动态调整形状函数的少量控制参数,可获得一簇连续的形状截面,实现了飞行器几何外形的快速参数化建模。基于三角面元划分,进行了高超声速气动特性工程计算,并给出了数据的4阶多项式拟合公式。设计了一种中长航程任务,采用全数值预测校正再入制导算法对快船式飞行器和阿波罗飞船进行了相同条件的再入仿真。仿真表明,相比传统飞船,快船式飞行器升阻比增大,机动性增强,过载环境改善,着陆精度更高。     

QStrobe:一种高阶BOC卫星导航信号的无模糊多径抑制算法

二进制偏移子载波(BOC)技术是为解决有限导航频谱资源复用提出的调制技术,BOC信号相关峰的旁瓣导致传统超前减滞后延迟锁定环(DLL)出现跟踪模糊且不利于多径抑制。提出了一种将QBOC旁瓣消除技术与BPSK信号的Strobe抗多径技术相结合的QStrobe算法解决高子载波调制阶数的BOC信号无模糊抗多径问题。利用本地构造的QBOC信号去除相关峰旁瓣,再利用两组不同间隔超前/滞后码的线性组合构造仅有唯一稳定点,且控制延迟误差响应幅度的码跟踪鉴别曲线,实现无模糊的多径抑制。BOC(15, 2.5)与BOC(14, 2)信号的仿真试验结果表明,QStrobe算法消除了传统超前/滞后DLL的跟踪模糊,比QBOC超前/滞后DLL的6dB衰减多径误差包络面积分别改善51%和70%。     

基于压缩感知理论的合成孔径激光雷达成像算法

合成孔径激光雷达是一种主动式有源激光成像雷达,它具有远高于微波合成孔径雷达的成像分辨率,能够实现对远距离目标的精细成像。由于激光信号的带宽极大,普通的硬件设备难以满足奈奎斯特采样定理的要求。提出一种基于压缩感知理论的合成孔径激光雷达成像算法,该方法利用光外差方法探测回波信号,在此基础上通过对外差信号进行随机采样提取信号中的有效信息,使用正交匹配追踪算法实现对目标高分辨距离像图像的重构,最后结合频率变标算法得到目标的高分辨二维图像。仿真结果表明运用新算法对合成孔径激光雷达的回波信号进行采样,能使用远低于奈奎斯特定理所规定的采样率完成信号采样,并有效压低信号旁瓣,实现对目标的超高分辨成像。