基于数字信道化的弱信号检测方法研究与实现

随着空间电磁环境的日益复杂,雷达信号侦察接收机的检测性能要求越来越高。基于这种检测性能要求,设计了一种宽带均匀数字信道化接收机,采用自相关累加和中值滤波理论相结合的方法进行信号检测,可以区分同时到达的两个功率强弱不同的脉冲信号。MATLAB和FPGA仿真结果表明,在输入信噪比不低于-6 dB的情况下,对弱信号的检测概率能到达98%以上,检测方案稳定可行,具有一定的工程应用价值。     

基于EMD与Hilbert变换的舰艇空化调制信号检测方法

针对舰艇推进器空化噪声检测中调制特征弱、背景干扰强等问题,提出了一种基于时延相关降噪、经验模态分解(EMD)和希尔波特(Hilbert)变换相结合的解调算法。该算法通过引入时延相关算法有效抑制了背景噪声,并利用EMD技术的自适应频带划分功能完成调制特征频带定位,实现了低信噪比条件下调制信号的有效检测。仿真试验证明:该方法在信噪比为-12dB、-15dB、-18dB条件下的检测效果明显优于传统的Hilbert变换等5种方法,且背景噪声干扰成分得到了有效抑制,调制信号检测效果显著提升。最后,通过推进器空化信号检测台架试验验证表明:该方法能够有效捕捉舰艇空化噪声信号中与转速、叶片数密切相关的调制特征。     

低信噪比下雷达信号调制类型的自动识别

低信噪比下识别雷达辐射源信号的调制类型是电子战系统的关键技术之一.深入分析了小波去噪和小波变换法的基本原理,提出一种在低信噪比下基于小波变换法自动判别信号调制类型的新方法.仿真结果表明,在较低信噪比条件下,该方法能准确识别给定信号的调制类型.     

一种精确的基于周期序列的信噪比估计算法

文中针对多径信道,提出了一种基于周期序列的信噪比估计算法,利用周期序列良好的自相关特性,精确地估计了接收信号幅度和噪声方差,分析并推导了两径信道下信噪比估计的通用表达式,给出了算法实现的具体过程。仿真结果表明该算法整体估计性能较好,特别适合于低信噪比条件下。与现有的二阶矩四阶矩(M2M4)和频域估计算法相比,在信噪比为-5dB时,估计偏差在1dB范围内的概率分别提高了21%和55.5%。     

基于倍频相关的JTIDS信号检测方法

由于CCSK软扩频、跳频以及MSK调制等技术的应用使得对JTIDS信号的检测和截获难度大大增加,在分析了JTIDS信号调制和抗干扰特点的基础上,通过理论证明并建立JTIDS信号检测模型,分析仿真输出结果,发现倍频相关法不但可以通过检测JTIDS信号倍频处的离散谱线得出信号的载频信息,还能正确估计扩频码元的码元速率,并且在-17dB的低信噪比环境下依然能够对JTIDS信号实施有效检测.     

OFDM雷达信号子载波调制方式识别方法

针对多径信道下传统方法识别OFDM雷达信号子载波调制方式存在识别正确率较低,识别子载波调制方式不完备,判决门限不易确定等问题,提出一种新颖的OFDM雷达信号子载波调制方式识别方法。利用OFDM雷达信号的瞬时幅度绝对值标准偏差,实现子载波多进制正交振幅调制（MQAM）和多进制相位调制（MPSK）的类间识别,利用组合高阶累积量作为识别特征量,对MQAM和MPSK两类调制方式中的子类间进行分类识别,利用递归降价的方法实现子载波调制阶数M>16的MQAM调制方式的识别。仿真实验结果表明,该方法能够有效实现多径信道下OFDM雷达信号多种子载波调制方式的识别,且识别性能更优,可以识别更完备的子载波调制方式类型。     

多相滤波结构的信道化接收机设计

根据现代电子侦察接收机所侦收信号的具体要求,文章讨论了信道化数字接收的可行性方案。探讨了信道划分的具体方式以及合理的信道化设计方案,研究了多相滤波结构的信道化模型及后续的信号检测方法,最终在单片FPGA上,设计实现了多相滤波结构的信道化接收机。在一定信噪比(SNR)的条件下,利用该结构的信道化接收机可以处理多路同时到达信号,并及时获得脉冲描述字(PDW)。该系统结构简单,便于硬件实现,测量速度快、精度高。满足对脉冲信号参数测量高精度、实时性的要求。     

一种改进的跳频信号信道化检测方法

在通信对抗中,对目标跳频信号进行有效检测是对该信号进行后续处理及实施干扰的前提,利用信道化检测方法实现对跳频信号的盲检测。侦察方作为通信非协作接收者,无法与目标信号发送端实现时间同步,导致信道化检测方法性能不佳,针对此问题,提出一种简单高效的判决门限改进算法。仿真结果表明:采用改进算法,虚警概率显著降低,在信噪比大于-2 dB时检测概率有一定的提高。最后给出了关于进一步提高信道化检测方法性能的几点策略。     

分段相关累加算法提取直扩信号伪码周期

针对低信噪比直接序列扩频(DS/SS)信号伪码周期难以检测的问题,特别是加信码的直扩信号,提出了一种新的分段相关模值累加检测方法和相应的快速算法。计算机仿真表明,在信号带宽内信噪比为-12 dB时,能够快速有效地检测直扩信号的伪码周期。     

基于CAM的认知超宽带频谱感知方法

频谱感知是认知超宽带系统的核心部分,针对超宽带频带内授权信号类型确定的特点,为了弥补自相关检测不能够识别信号类型的缺点,提出利用信号的循环谱特征和自相关矩阵差异性来检测授权信号,该方法融合了自相关检测和循环谱检测的优点进行合作判决。仿真表明该方法在高低信噪比环境下均能比循环谱检测和能量检测得到更好地检测效果,因此适合于认知超宽带系统。     

伪码调相与线性调频组合调制信号分析

针对线性调频、伪码调相等单一调制雷达信号容易被电子侦察接收机截获、识别的问题,设计了一种伪码调相与线性调频相结合的组合调制信号。通过理论分析,给出了组合调制信号的数学表达式和处理方法,推导了其模糊函数,完成了组合调制信号的反识别特性分析。在理论分析的基础上,进行了计算机仿真验证,结果表明:设计的组合调制信号具有较为复杂的波形形式,脉冲压缩性能优于单一调制信号,速度和距离分辨力较高,并具有较强的反识别特性。     

STFT数字信道化的雷达脉冲参数测量改进算法

数字信道化技术是现代雷达侦测系统的重要组成部分,短时傅里叶变换(STFT)算法是实现数字信道化常用的一种算法。该算法所构建的数字滤波器组具有滤波特性一致、运算量少的优点,通过测量滤波器组的输出可以确定输入脉冲信号的参数,然而该算法对于接收机截取的脉冲信号与实际脉冲信号不匹配所测量的参数误差较大。为改善参数测量精度,提出了一种基于STFT信道化的雷达脉冲参数测量的改进算法,该方法在信道化基础上引进Haar小波变换对脉冲到达时间精确提取,通过相关累加对脉冲信号幅度精确测量。通过仿真分析验证了算法的有效性。     

高效信道化接收机的信道动态重构技术

对于分布在不同信道且信道个数动态变化的大宽带中频信号,往往采用多通道数字接收机,不仅实现复杂且效率低下。为了解决以上问题,提出了一种高效数字信道化接收机的信道动态重构技术。该技术能够检测到接收信号所占用的信道个数及位置,动态地配置原型综合滤波器以适应信号带宽,将分布在若干个连续信道的子信号重构还原为一个完整接收信号。通过仿真实验验证了提出的数字接收机结构的有效性和可行性。     

WDM—PONs系统中AMOOFDM信号的多信道传输研究

为了提高波分复用无源光网络信道的传输能力,提出了自适应调制光正交频分复用的多信道传输方法．首先,在单模光纤连接上采用直接调制激光器和直接检测技术,给出了传输系统的模型;其次,给出了波分复用信道比特位加载算法;最后,用实例分析了40（或80）km直接调制与检测单模光纤连接系统及传统单一调制系统的传输性能．结果表明：自适应调制信号传输能力得到提高,同时最佳动态光发射功率范围和削峰比范围分别提高5dB和3dB．     

基于单比特接收机的低截获概率信号检测技术

单比特接收机通过简化FFT运算显著提高了DFT信道化接收机的处理速度,利用单比特接收机可以实现低截获概率雷达信号的快速检测.非相干积累检测法实现简单,但这种方法在积累信号的同时也积累了噪声;均方相关法可以克服这一缺陷,但会增加实现难度.     

调制方式的自动识别方法

本文介绍调制信号的神经网络识别方法,以及多进制数字调相信号的次优识别方法,实验结果表明两种方法具有正确识别率高,信噪比要求低,性能优于目前使用的识别方法。     

基于分形维数的数字调制信号识别

在复杂的电磁环境下,如何快速准确地对低信噪比下的常见通信信号进行较全面的识别是一个亟待解决的问题。在对信号分形维数仿真讨论的基础上,提出了一种新的通信信号识别方法。首先,对接收到的信号进行预处理,然后提取其盒维数和信息维数,将两者作为识别的特征参数,最后基于支持向量机实现未知信号的识别。由仿真结果分析可知:预处理后的信号序列的盒维数和信息维数分离度高且受噪声和信号参数的影响小,识别结果较好。在信噪比为5 dB时,不同调制类型信号间的识别准确率最低为87%。     

时频域综合分析的雷达信号识别方法

针对现有雷达信号分选与识别方法对噪声敏感、适用信号类型有限等问题,提出一种综合应用STFT变换、Hough变换与相位检测的新方法,实现了低信噪比下未知复杂雷达信号的高准确率识别与信号频率及频率调制率的估计。对接收到的信号首先通过短时傅里叶变换(STFT)提取时频信息,并利用霍夫(Hough)变换进行信号的粗分类,再通过相位检测实现信号细分类。仿真实验验证了该方法在低信噪比下依然保证了较高的识别准确率与参数估计准确率。     

一体化接收中匹配滤波的子带处理算法

针对雷达接收机和雷达对抗侦察接收机存在的不同特征,提出了基于信号重构的雷达与雷达对抗侦察一体化接收技术。首先利用复指数调制滤波器组将中频带宽分解为若干子带,再通过频谱感知和信号重构实现非均匀动态信道化,最后利用非均匀动态信道化技术分别接收雷达回波信号和辐射源直射信号。为了满足一体化接收机的瞬时动态范围、灵敏度、监视带宽以及频率分辨率等性能指标的要求,引入一种大值高阻带衰减原型滤波器设计方法。理论分析和仿真实验验证了该一体化接收技术的有效性。     

一种改进的数字信道化DRFM系统设计研究

根据当前电子对抗(ECM)系统所处战场电磁环境的特点,提出一种将数字信道化技术与调制滤波器组技术相结合的DRFM系统设计方法。该方法针对数字信道化DRFM常用设计方法存在的不足,对数字信道化接收机和发射机结构进行了改进,构造出一种无"盲区"的信道划分形式,并将调制滤波器组技术引入到系统设计中。改进的DRFM系统具有大带宽、全概率接收和处理同时到达信号的能力,便于硬件实现的优点。仿真实验结果和理论分析相一致,验证了设计的正确性,为普适性DRFM系统设计提供了新的思路。