提高线性调频连续波雷达测距精度的ZFFT算法

线性调频连续波(LFMCW)雷达在理论上有很高的测距精度,然而在实际系统中,由于FFT变换的栅栏效应,使得其距离分辨力和测距精度处于同一数量级,满足不了近距离测距时高精度的要求。在传统的FFT处理的基础上,采用ZFFT算法,在运算量增加不多的情况下,完成对中频回波主瓣的局部细化,大大提高了LFMCW雷达的测距精度,以满足高精度测距的要求。     

中频软件无线电接收机的设计与实现

文章通过对软件无线电基本理论的研究,得出一种多相滤波数字正交变换的中频软件无线电结构,A/D的采样频率只有原采样频率的一半,这样就降低了对采样器件的要求。为了降低后续DSP处理速度需求压力,文中利用FPGA实现了多相滤波数字正交变换结构的延迟滤波,证明了这种结构的正确性和可行性。     

无人机集群组网高精度测距技术研究

针对无人机组网系统机间测距精度受限于时域采样周期时延估计的问题，本文提出一种联合正交频分复用（OFDM）前导序列和导频序列进行高精度测距估计的方法，利用最大似然估计和双向测距法将参与计算的序列测距估计结果按比例进行加权平均。同时，仿真分析了联合测距估计方法性能。结果表明：联合估计方法的前导与导频序列差分自相关间隔长度取典型值时测距精度能达到0.1 m以下，可在较低信噪比下实现厘米级测距精度，提升了集群组网测距的稳定性。     

频域重叠加窗抗干扰对中频信号测距精度的影响

针对扩频测距接收机所处的环境中存在很多噪声和干扰,而它们会对测距产生不利的影响,所以,一般要在接收机中采取抗干扰措施来提高测距精度。文章主要分析了在扩频测距接收机中采取频域重叠加窗抗干扰措施后对中频信号测距精度产生的影响。根据测距误差的来源,分析了采取上述抗干扰算法后是否会在测距值中引入系统误差。具体从外界环境中存在干扰和不存在干扰这两种情况来分析它是否会在测距值中引入系统误差。理论分析和仿真结果表明,当外界环境中不存在干扰时,此算法不会对中频信号的测距引入系统误差;而当外界环境中存在干扰时,此算法会引入系统误差。     

利用瞬时频率提取雷达辐射源特征的新算法

介绍了一种新的雷达辐射源特征提取算法,该算法首先通过伪维纳分布寻找一个随时间变化的最佳窗,基于该窗精确估计信号的瞬时频率,从瞬时频率估计中,可以识别出相位编码信号,然后对于不同的编码类型,利用所估计的瞬时频率,提取瞬时频率的自相关的主瓣峰值和最大旁瓣值的比值作为识别特征.仿真实验证明该算法提取的特征值可有效识别不同体制的雷达信号.     

雷达信号相参脉冲串频率测量方法研究

探讨了相参脉冲中频采样条件,研究了雷达信号相参脉冲串高精度频率估计算法,进行了频率测量半实物仿真实验,针对盲采数据中相位突变的情况进行了算法修正,验证了利用相参性进行频率高精度估计的算法可实现性,为工程实现奠定了一定的技术基础。     

一种多速率OFDM测控系统的测距方法

在多速率OFDM测控系统中,提出一种基于FIR实现结构、联合时域与频域定时估计的高精度测距方法。首先,在时域对接收信号自相关,利用FIR滤波器计算定时度量并获得采样定时估计;在频域对包含残留定时偏差的信号消调制,通过FIR滤波进一步提高估计精度。然后,联合时域与频域定时估计进行精确测距计算。最后,给出该测距方法的理论性能表达式和克拉美罗限。方法利用基于FIR结构的相关计算方法进行测距,实现复杂度较低,其中L_0参数可根据性能指标取值。分析结果表明,方法的性能可以达到理论性能限,在高信噪比下的测距精度可达厘米级。     

单音干扰下扩频测控信号伪码跟踪性能研究

扩频测控信号的伪码跟踪性能直接关系到测控系统的测距精度。以伪码跟踪环中鉴相曲线平衡点的过零偏移为研究对象,推导了音频干扰条件下扩频测控信号伪码跟踪的干扰最大误差;并针对干扰最大误差需考虑具体鉴相算法的特点,提出基于相关曲线主瓣的二阶中心矩扩展因子的性能评价方法。该方法利用伪码相关曲线主瓣在干扰前后的畸变情况,反映干扰对伪码跟踪性能的影响。仿真分析表明,干扰最大误差的理论及仿真结果和二阶中心矩扩展因子所得结论一致,从而验证了干扰最大误差理论的正确性以及所提性能指标的有效性。     

深空测距信号短稳对测距精度的影响

文章用时域法简要分析了测距信号短稳对测距精度的影响,给出了数学表达式,并用频域法分析了采样平滑滤波对测距精度的影响。分析结果说明,短稳对测距精度的影响随测距距离的加长而加大。     

雷达图像幅值空间变迹算法

针对旁瓣抑制，给出了一种幅值空间变迹算法。该算法与一般空间变迹法不同，主要通过每一像素点幅值与相邻两个Nyquist采样点幅值之和做比较来判别该点处于主瓣还是旁瓣，来加以不同处理。在整数倍Nyquist采样的情况下，这种算法不仅压低旁瓣还使主瓣变窄，能得到比传统SVA更高的分辨率，在非整数倍Nyquist采样的情况下也比SVA具有更好的稳健性。对此进行了实验研究，结果证实了该算法的有效性。     

伪码调相与PAM复合测距系统研究

介绍了PAM伪随机码的构成原理,推导了PAM伪随机码的自相关函数和功率谱密度。结合图形分析了它们的性质特点。设计了伪码调相与PAM复合测距系统,并分析了在加性高斯白噪声信道中的各个阶段的信号形式。研究了复合测距系统的性能,详细推导了复合测距系统的信噪比增益。结果表明,与单纯的伪码测距系统相比,复合测距系统有更强的抗干扰性能和测距能力。     

基于迭代变加权最小二乘的宽带波束赋形方法

针对常规加权最小二乘宽带波束形成中存在较大主瓣增益损失和旁瓣电平偏高的问题,提出了一种基于迭代变加权最小二乘的宽带波束赋形方法。首先通过合理设计加权函数和参考波束同步迭代优化波束主瓣区域和旁瓣区域对应的加权函数值;然后对波束最小旁瓣电平进行调整并更新加权值,以获得低旁瓣宽带近似频率不变波束形成器。与常规加权最小二乘法相比,有效减小了波束主瓣增益损失,改善了波束的频率不变特性,并降低了宽带波束最高旁瓣电平。仿真结果表明该方法的有效性。     

适用于无人集群的通感一体化测距技术研究

空天地一体化多接入和通感一体化融合将是6G（第六代移动通信系统）的核心关键能力,针对通信辅助感知时基于通信波形的一体化波形发展需求,在无人机集群接入网中提出一种SC-FDE（单载波频域均衡）通感一体化波形的组帧方法,以及采用4倍过采样和2倍过采样时的高精度机间组网测距方法,用于提升集群组网的协同定位能力。通过仿真分析该通信波形的测距性能,结果表明：两种测距方法统计性能可以在信噪比为10 dB时达到根均方误差为0.1 m,且2倍过采样信号测距时比采用4倍过采样计算方法的性能更接近理论门限值。     

杂波对雷达型寻的制导导弹的影响

介绍一种半主动雷达寻的导弹杂波频谱的仿真方法,讨论和验证产生主瓣杂波掩蔽效应的条件,并列出了俯仰、等高、仰视和盘旋下降目标等情况下的仿真结果.仿真结果表明,导弹有效作战区域受主瓣杂波的影响极大.假若目标低于某个高度作横向加速机动飞行,那末主瓣杂波就会淹没有用目标信号.提出了躲避这种杂波影响的制导原理,证明采用带微机控制的数字化导弹导引头,预测并存贮杂波频谱和目标多普勒频率,并在制导段加以舱偏指令控制,能避开主瓣杂波作用区.     

CDAS测距中频接收机

总结了CAD测距中频接收机的研制、攻关情况,扼要介绍整机方案设计及各分机技术关键、研究成果,描述了整个接收机各部分的性能,并对未来发展作出评估。     

正交解调中频误差对脉间变频雷达成像结果的影响

针对采用固定中频正交解调方法的脉间变频雷达可能存在的中频误差进行分析,得到在中频上进行正交解调不会对成像造成影响的结论。推导存在中频频率误差条件下的成像公式,分析误差影响的主要表现。通过仿真对比不同中频频率误差对二维成像结果的影响,得出成像结果随频率误差变化的规律,给出可以忽略此误差的条件。     

基于伪码锁相技术的高精度测距修正方法

双向单程体制星间通信测距接收机中,基带负责通信测量的现场可编程门阵列(FPGA)工作时钟通常与外部时频单元送给接收机的10.23MHz时钟是异步关系,这样会导致FPGA内部产生的测距时刻与10.23MHz产生的测距时刻(即秒脉冲上升沿时刻)不完全同步,为了以时频单元输入的测距时刻为基准,需要对FPGA内部产生的测距时刻与时频单元产生的测距时刻进行同步处理。文章提出一种采用伪码锁相跟踪测量的测距修正方法,用FPGA的工作时钟去采样跟踪时频单元10.23MHz时钟,最终输出测距时刻脉冲和相位差,其中测距时刻脉冲用于采样测距信号,而相位差则转换为时间差用于对测距结果进行修正。经理论分析、仿真及FPGA验证,结果表明:此方法可以实现两个异步时钟测距时刻的高精度同步,测量精度高可达皮秒量级,且实现简单,占用FPGA资源较少。     

大气层外拦截器末段轨控方案分析

针对采用固体推进剂动力系统的大气层外拦截器,从动力学角度分析了其末段飞行的轨控方案。首先推导了实现给定精度拦截时视线转率的控制范围,之后从提高被动测距可观性的角度给出了轨控发动机控制方式。根据系统延迟和采样频率对控制进行了修正,并讨论了发动机喷嘴开关对轨控推力大小的影响。最后进行了仿真验证。     

USB系统多副载波调制对测距性能的影响

侧音测距是统一S频段(USB)系统中经常采用的测距方式。针对某型综合基带测试中出现的测距距离漂移过大的问题,首先对侧音测距的原理、多副载波调制信号的特性进行分析,然后通过实验测试论证,讨论在不同的调制度、调制数据、副载波频率和码速率组合情况下,多个副载波交叉调制产生的组合频率对测距主音的干扰,从而确定了问题产生的原因,最后根据理论分析和实验测试结果提出一些预防措施。     

一种卫星激光测高仪测距精度仿真计算方法

针对卫星激光测高仪在测绘应用中的测距精度计算问题,提出一种测距精度全链路仿真计算方法。方法包括回波仿真、回波处理与精度计算,模拟了测距结果从获取到使用的整个过程,考虑了包括回波处理算法在内的所有影响测距精度的环节。在经典回波模型的基础上,增加了对数字表面模型(DSM)采样间隔的限制条件,以避免选用采样间隔过大的DSM进行仿真导致仿真准确度下降的问题。利用对可见光遥感图像信息进行人工多次选点并取均值的方法,解决真实地形中测量点与卫星之间距离真值的确定问题。将仿真得到的回波数据及精度计算结果与"冰卫星"(ICESat)回波数据及实际测距精度进行比对,结果表明:仿真得到的回波波峰位置和测距随机误差与"冰卫星"的一致,从而验证了仿真计算方法的正确性。