正弦高斯组合的UWB脉冲波形设计

针对美国FCC关于超宽带传输系统提出的辐射掩蔽特性,提出了一种基于正弦高斯组合的UWB脉冲波形设计新方案。以一组正弦高斯脉冲为基函数,利用最小均方误差准则(LSE)选取加权系数对基函数进行线性组合,通过调整基函数的载波频率和脉冲形成因子,对波形进一步优化。分析了TH-PPM UWB多用户系统的误码率性能。仿真结果表明,与高斯二阶微分脉冲、随机系数组合脉冲相比,基于正弦高斯组合脉冲具有更高的频谱利用率,误码性能更优。     

基于实数编码遗传算法的超宽带波形设计

采用实数编码的遗传算法对超宽带(UWB)波形进行了独特设计。以正弦高斯脉冲作为基函数,提出了一种新的适应度函数表示方法,应用此方法设计出了更符合美国联邦通信委员会(FCC)提出的辐射掩蔽特性要求的脉冲波形,并对设计脉冲进行了链路预算。仿真结果表明:采用实数编码的遗传算法优化设计得到的超宽带波形效果好且仿真时间复杂度低;与随机组合脉冲相比,设计出的脉冲在信号传输性能方面更具优势。     

基于高速数字逻辑器件的超宽带脉冲设计和应用

在对现有几种典型的超宽带脉冲产生方法分析的基础上, 采用组合高速数字逻辑器件实现了一种简单的产生超宽带纳秒级窄脉冲的电路,并对产生的窄脉冲进行时域叠加合成高阶波形.实验电路测试结果与理论分析和仿真吻合良好.实验表明,该窄脉冲产生电路能得到重复频率100 MHz、幅度达446 mV的窄脉冲.最后,结合UWB调制技术对该发射机的信息传输速率进行了分析.     

基于特征值分析的雷达脉冲波形估计及性能分析

雷达侦察接收机往往侦收到多个受噪声污染的目标雷达脉冲,如何从噪声中提取雷达脉冲波形,是现代雷达侦察信号处理中的一个重要内容。提出了一种基于特征值分析的雷达脉冲波形估计算法,该算法通过对脉冲协方差矩阵的特征值分析,给出了一种利用特征向量估计脉冲波形的方法,并理论分析了其估计性能。算法适应于任意形式脉冲波形,且不受各脉冲初始相位的影响。理论分析和仿真结果说明算法能够在较低信噪比环境下恢复脉冲信号波形。     

用于超宽带引信目标回波模拟的窄脉冲电路设计

超宽带引信目标回波模拟器是对超宽带引信进行成批、快速测试的有效手段,而超宽带窄脉冲产生电路的设计是其关键技术之一。目前的窄脉冲产生电路多是针对高斯脉冲或者双极高斯脉冲所设计,不能直接用于回波模拟器窄脉冲的产生。在球形目标回波假设的前提下,提出了一种使用阶跃恢复二极管(SRD)和超宽带滤波器联合设计产生二阶高斯脉冲信号对引信回波进行模拟的方法。通过仿真确定了SRD电路参数、超宽带滤波器的性能指标及其尺寸,根据仿真结果实现了窄脉冲产生电路。测量结果表明,所产生的窄脉冲信号波形与理论波形基本一致。     

UWB-SAR抑制RFI算法性能评估与测试

参数化方法是实现UWB -SAR抑制RFI的重要手段。为评估抑制RFI算法的实际性能 ,利用UWB -SAR实验系统的实测数据 ,从干扰抑制能力和脉冲压缩性能改善两个方面对几种主要算法进行了比较分析。结果表明 ,在干扰能量抑制比和脉冲压缩指标度量下 ,几种典型的参数化算法都能显著提高接收信号的信干比 ,而基于正弦波模型的算法略优于基于AR模型的算法。     

含脉冲负载的综合电力系统储能优化配置研究

考虑到舰船环境限制和高能脉冲负载对储能的需求,有必要对储能装置进行合理的选型和优化配置,来提升综合电力系统性能。为此,基于带权极小模理想点法和层次分析法,提出了一种储能装置性能评价函数,并以其为优化目标,进行储能装置优化配置。所提出的评价函数充分考虑系统需求和脉冲负载特性,以储能装置体积、质量和经济性作为评价函数主要组成部分,同时考虑功率、能量、电压、荷电状态等约束,建立优化配置模型,并采用差分进化算法进行求解。以高性能锂电池和超级电容器为例,对所提模型进行求解计算,结果表明在所给权重系数下锂电池性能更优,更适用于综合电力系统,并给出了优化配置后的指导方案。     

多功能综合射频系统共用信号分辨性能研究

针对现代复杂电子战环境,给出了新的多功能综合射频系统的组成框图。以系统的共用信号为研究内容,提出了PAMDS UWB和PPMTH UWB两种共用信号形式。以模糊函数为基础,仿真分析了两种共用信号在不同信号参数下的分辨性能和杂波抑制能力,并对通信链路和雷达距离进行了估算。通过仿真与分析,证明了本文提出的两种信号形式可以作为新的多功能综合射频系统共用信号的一种选择。     

SINS/DVL/AST水下组合导航中的鲁棒信息融合方法

捷联式惯导系统由于自主性强等优势成为自主式水下航行器长航时、长航程导航的主要手段。针对水下环境中外部多导航传感器如多普勒计程仪提供的测速信息和水声单应答器提供的位置信息容易受到非高斯噪声污染的问题,提出基于马氏距离算法的联邦鲁棒卡尔曼滤波算法。在联邦鲁棒卡尔曼滤波算法中,通过马氏距离算法引入膨胀因子,对量测噪声协方差阵进行膨胀,以实现非高斯条件下水下组合导航系统鲁棒性的提升。同时基于子滤波器的滤波性能对信息分配系数进行自适应调整以确保水下组合导航系统的高精度。基于江试试验实测数据进行水下组合导航半物理仿真试验,试验结果表明:相比于传统的联邦卡尔曼滤波算法,联邦鲁棒卡尔曼滤波算法可在非高斯条件下实现更高精度、更加稳定的组合导航；能够满足水下组合导航系统对容错性和鲁棒性的要求。     

基于主动相位控制的脉冲激光相干合成技术

提出并验证了基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的主动相位控制脉冲激光相干合成方案.利用低通滤波器滤除脉冲激光光强变化导致的性能评价函数起伏,提取出相位噪声导致的性能评价函数变化,然后将这个低通滤波后的性能评价函数用于SPGD算法的极值寻优过程,从而实现脉冲激光的锁相.对该方案进行了理论分析和数值模拟,并进行了两路脉冲激光相干合成实验.实验结果表明,当系统从闭环到开环时,系统性能评价函数均值提高到开环的1.6倍,干涉条纹长曝光对比度从0提高到0.43.在该方案中,通过增加合成脉冲激光路数,并在各路脉冲激光中引入多级功率放大器,能够得到更高的合成功率输出.     

高保真超宽带TEM喇叭的分析与设计

本文讨论了波形保真的ＴＥＭ嗽叭分析和设计问题．本文提出了两个新论点：１）嗽叭的开口端阻抗不能看作真空波阻抗,它与嗽叭尺寸、张角有关;２）冲激脉冲有时序性能,反射只与局部结构有关,因此,波形保真嗽叭不同于普通的宽带嗽叭．本文按此思想设计了一个宽张角圆锥ＴＥＮ嗽叭,实验表明波形保真良好．     

BCH+turbo码在军用光通信系统应用中的性能分析

对应用于光通信系统的原始turbo码提出了改进方案:用BCH码做外码、turbo码做内码组成一种新的串行级联卷积码(SCCC).提出了相应的全面迭代最大后验概率(MAP)译码算法.推导了级联码的不可检测错误概率.对SCCC码的误码率进行了仿真,仿真结果表明,SCCC码在高信噪比时降低了通信系统的误码率,可适用于军用光通信系统.     

Anti-follower jamming wide gap multi-pattern frequency hopping communication method

This paper deals with the follower jamming (FJ) resistance for the frequency hopping (FH) communication system over additive white Gaussian noise (AWGN) channel. Conventional FH systems are susceptible to be jammed by FJ, and multi-pattern frequency hopping (MPFH) has good resistance to FJ. To further improve the FJ rejection capability of MPFH, we propose a wide gap multi-pattern frequency hopping (WGMPFH) scheme. WGMPFH uses channels to represent messages, and the data channel and complementary channel are hopping on orthogonal frequency slots according to wide gap FH patterns. The transmitted signal lures FJ to aim at the data channel and the complementary channel is away from FJ by adopting wide gap frequency patterns. FJ does not affect the complementary channel but increases the signal energy in the data channel, thus the effect of FJ is reduced. Its bit error rate (BER) is derived under FJ and the effects of three FJ parameters (tracking success probability, jamming duration ratio and jamming bandwidth ratio) on the BER performance of WGMPFH are investigated versus the conventional FH/BFSK and MPFH system. Numerical and simulation results show that when under the worst-case FJ, the proposed WGMPFH outperforms the MPFH by about 1–3 dB and outperforms the conventional FH/BFSK by more than 4 dB. The proposed WGMPFH shows superior jamming rejection performance under FJ especially in severe signal-to-jamming ratio (SJR).     

多指数连续相位调制信号的早迟环定时同步

针对多指数连续相位调制信号提出基于序列检测的早迟环定时同步,利用维特比算法的幸存度量构造定时误差估计器。根据误差估计的S曲线和方差,优化定时误差捕获范围和估计精度、消除环路假锁点,同时利用多指数连续相位调制的脉冲幅度调制分解对定时误差估计器进行简化。仿真结果表明,优化后的早迟环定时误差捕获范围最大可达±0.5个符号周期,估计精度在中低信噪比下能够接近修正的克拉美罗界,在高信噪比下也有较好的估计性能;当早迟环定时支路的分支度量简化至最大似然序列检测的1/8时,对多进制、部分响应的多指数连续相位调制信号,造成的解调性能损失小于0.5 d B。     

Repeater jamming suppression method for pulse Doppler fuze based on identity recognition and chaotic encryption

Pulse Doppler (PD) fuze is widely used in current battlefield. However, with the threat of repeater jamming, especially digital radio frequency memory technology, the deficiency in the anti-repeater jamming of a traditional PD fuze increasingly emerges. Therefore, a repeater jamming suppression method for a PD fuze based on identity (ID) recognition and chaotic encryption is proposed. Every fuze has its own ID which is encrypted with different chaotic binary sequences in every pulse period of the transmitted signal. The thumbtack-shaped ambiguity function shows a good resolution and distance cut-off characteristic. The ability of anti-repeater jamming is emphatically analyzed, and the results at different signal-to-noise ratio (SNR) show a strong anti-repeater jamming ability and range resolution that the proposed method possesses. Furthermore, the anti-repeater jamming ability is influenced by processing gain, bit error rate (BER) and correlation function. The simulation result validates the theo-retical analysis, it shows the proposed method can significantly improve the anti-repeater jamming ability of a PD fuze.     

基于副载波参考波形方法的GNSS双载波环多径抑制技术

为了实现对高阶BOC信号的无模糊和抗多径接收,本文将码相关参考波形的闸波设计思路应用于GNSS双载波环路接收方法的副载波锁相环,通过在副载波锁相环中引入设计的闸波参与信号的相干积分过程,使双载波环法具备抗多径性能,同时该方法并不需要额外引入相关器。本文对该设计方法的理论和具体实现进行了阐述和分析,从副载波多径误差包络和跟踪精度两方面对改进的双载波环路方法性能进行了评估。仿真结果显示,采用的算法与双载波环路法相比可以降低BOC(1, 1)信号81.1%的副载波多径误差包络面积,以及BOC(14, 2)信号75.1%的副载波多径误差包络面积。但是,改进的双载波环路法将带来-6dB的相干积分后载噪比损失,降低跟踪精度。因此,在闸波设计参数设计上,需要谨慎选择以平衡算法的多径抑制和跟踪精度性能。综合来看,该方法适用于解决非弱信号条件下及多径环境下的高阶BOC信号接收问题。     

地面轨道 UWB-SAR 的运动补偿

SAR的运动误差会造成相位误差 ,从而影响脉冲压缩的结果。文章分析了地面轨道UWB SAR的运动误差 ,研究了对方位向脉冲压缩的影响 ,最后提出了运动补偿的实现方案     

用于目标跟踪的自适应广义调频波形设计算法

提出了一种用于雷达目标跟踪的自适应广义调频波形设计算法。该算法根据跟踪器的动态需求,以广义调频信号为样板波形自适应设计下一时刻的发射波形,其目的是使预测的目标跟踪均方误差最小化,并假定高信噪比条件,且目标跟踪运动模型和观测模型均为线性。利用与某一波形相对应的克拉美-罗下限(CRLB)以及卡尔曼滤波器,通过最小化预测的跟踪均方误差来实现广义调频波形的自适应设计。仿真结果表明:在信噪比相同的情况下,与使用固定参数、自适应参数的线性调频波形设计算法相比,所提出的算法能够获得更低的目标跟踪均方误差。