回波信号

摘要： 针对现有的压缩采样系统在线性调频(linear frequency modulated,LFM)回波信号压缩采样重构过程中存在的重构效果不佳的问题,提出一种基于分数阶Gabor变换的回波信号压缩采样方法。首先,利用不同目标回波信号在时延上的差异性,给出基于分数阶Gabor变换的LFM回波信号稀疏表示方法,并分析了分数阶Gabor变换的完备性条件。然后,根据分数阶Gabor变换低通滤波的实现方式,设计了LFM回波信号压缩采样系统,建立了信号重构模型。最后,通过仿真实验与应用实例分析,验证了所提压缩采样系统的有效性。实验结果表明,与现有压缩采样系统相比,所提压缩采样系统的重构误差更低、重构效果更好。

摘要： 目前,云作为大气的一种重要表现形式,无论是在大气科学还是航空安全领域都有着十分重要的研究意义。该云高探测系统是基于激光雷达设计而成,发射出的激光束在被云层反射后,接收器会接收到回波信号,对回波信号进行相关处理后,能够获取云层的有关信息。且该系统运用的改进反演算法能有效解决传统的激光雷达云高探测系统在工作中易受到环境中噪声的影响,无法准确的对云层高度进行识别,造成虚测和漏测的问题。

摘要： 面向现代海战场智能化、无人化、网络化的发展趋势,UUV承担着重要任务和使命。由于UUV工作环境复杂、干扰因素较多,传统回波信号仿真中自由场假设将不再适用。针对UUV等高动态目标实时探测问题,探讨了复杂海洋环境下的目标回波建模方法,从信号级的角度对浅海多基地声纳主动探测接收信号进行计算机仿真,建立了要素完备、高效可靠的回波模拟信号,模拟了包括环境噪声、海洋混响、信道多途、目标亮点模型、多普勒效应等多个影响因素,可避免数值积分方法无法实时预报的缺点和传统自由场假设无法刻画复杂海洋环境的缺点,为复杂海战场下UUV的远距离探测提供一定的参考。

摘要： 以数据链组网驱动条件下水面舰艇编队完成对空对海作战任务为背景,综合利用虚拟兵力行为建模、预警机雷达回波信号模拟、数据链信号实时注入、虚实兵力数据链组网和时空一致性控制等关键技术,构建高强度、低成本的信号级虚实合成作战仿真环境,实现了多艘舰艇实装、预警机模拟器的实时组网控制,在全要素、全流程的环境下,激励水面舰艇编队遂行对空防御和对海打击任务。结果表明,利用数据链驱动开展的水面舰艇编队实战化训练,受地域和空域等因素影响较小,动用实际兵力资源少、成本较低,灵活性更强、重复性更高、训练次数大幅增加,为优化舰艇基本作战流程,验证装备操作使用方法提供了重要的平台支撑。

摘要： 为提高高帧率超声成像系统的成像质量,本研究探讨了高帧率超声成像系统的数学物理模型及提高超声成像质量的途径。首先基于角谱理论研究了一个高帧率成像模型,通过成像模型分析,指出针对发射信号的传感器孔径加权的物理意义,即加权处理决定了声波传播方向,而影响成像质量的原因之一,是在一个发射声场中同时存在不同传播方向的波。通过实验比较了矩形加权和余弦加权对成像质量的影响,验证了本理论分析的正确性。本研究为提高超声成像质量提供了一种新的解决思路,具有较大的参考价值。

摘要： 目标的回波信号是无线电引信获得目标信息的最重要方式,为了太赫兹频段的引信前端未来能够投入高原战场,适应高原不同的地貌环境,利用双谱对高原在灌木地形下不同高度的太赫兹波回波特性进行了分析。为减少分类时间,对双谱数据进行积分,得到实采信号双谱切片的特征,进而利用最邻近算法对此进行分类。利用经验模态分解(EMD)提取原始数据内在模态函数的特征,再次分类并与前一组分类结果进行对比。通过一系列数据的分类,结果表明:利用一维的积分双谱信息可以有效提取出距离地面分别为2 m、3 m、4 m、5 m时的特征并进行分类,经验模态分解也可以有效提高分类的成功率,成功率最高可达90%以上。

摘要： 干涉条纹特征是主动声呐目标识别所依据的重要特征之一。在浅水域环境中,声波能量传播特性较为复杂,信号会经过发射源到目标以及目标到接收器这2条不同的路径,目标的散射特性在声波的入射模式和散射模式之间相互作用,使得主动声呐干涉条纹呈现弯曲的结构。为对干涉条纹特征进行表征,提出一种基于曲率和的声呐特征提取方法。根据浅海声场主动声呐频率-距离干涉条纹图得到一段区间内的干涉条纹曲线散点曲率值,利用曲率求和的方法刻画条纹的弯曲程度,进而表征这一区间内的条纹特征。在理想波导环境下计算刚性球体目标在不同频率段下的曲率特征,通过统计平均值的方式得到平均曲率和为0.6左右,从特征表征结果可以看出,曲率和可通过统计离散点曲率强度描述干涉条纹特征,且在同一环境条件下,发射频率越大时曲率和强度越小。根据实测数据进行计算得到曲率和为0.512,实验与理论结果较为吻合,表明通过该方法可以获取主动声呐干涉条纹特征,进而实现目标识别和探测。

摘要： 超声内检测器检测含缺陷管道时,回波信号高度敏感于探头与管道的空间相对方位,是影响管壁厚度检测精度的关键影响因素之一。基于超声检测原理,利用自主研制的A扫描超声内检测实验装置,针对DN219×7.48 mm、Q235碳钢外壁含体积型缺陷管道,开展超声探头与被测管道分别在正对状态和存在轴向错位、环向错位以及两种错位共存4种状态下的超声检测实验,获得了不同空间姿态下的回波信号。分析了回波信号的时域波形特征,基于提取的时域特征参数,建立了管道壁厚计算过渡方式,进而确定了壁厚。发现能确定含缺陷管段壁厚的错位范围比确定无缺陷管段壁厚的错位范围小;轴向错位对信号中缺陷底面回波特征的影响比环向错位大。结果表明:提出的含缺陷管道壁厚计算方法能准确确定管道壁厚,计算壁厚与实际壁厚最大误差小于5%,说明检测精度满足工程需要。

摘要： 地面验证实验一般采用低速缩比的推靶实验将回波数据记录下来并分析在什么时候产品能够输出启动信号.针对地面验证实验得到的回波信号数据量大、通道数量多且需用多种判定规则同时对6路回波信号判断等问题,设计了一种基于Qt编程环境下的激光近炸引信信号缩比仿真软件.测试结果证明该仿真软件能够满足测试需求,操作简便,能同时对6路回波信号进行启动判定.相对传统回波信号记录后的数据分析,效率和可控性有了明显提升,具有实际意义.

摘要： 针对出口南亚某国的某型巡逻艇的回声测深仪在海上试航时,出现回波不稳定、高速航行时甚至出现回波信号完全丢失的异常情况,结合干扰回波信号接收的因素进行梳理.通过对案例进行故障分析,采用了移位安装、工艺改进等措施消除干扰,有效解决了测深仪回波信号接收异常的故障现象,进一步提升了测深仪工作的可靠性和稳定性.同时,也对换能器的安装工艺提出了建议,为今后船厂建造施工以及售后工程师的技术服务提供借鉴.

摘要： 对机载条纹管激光雷达的回波信号利用神经网络的方法进行了分类.比较分析了四种不同目标的典型回波信号,提取了回波信号的强度和形态作为分类特征,利用MATLAB构建了一个BP神经网络分类器.在此基础之上,对隐含层神经元的数量、网络的学习算法和训练样本的数量对分类效果的影响进行了对比和选取.分类的结果表明,该分类器的精度能够达到96％,Kappa系数为0.95,这表明这种分类器能够对回波信号准确地分类.

摘要： 多光谱全波形激光雷达可同时获取隐含光谱信息在内的全波形综合信息,波形分解是影响多种回波参数反演精度的关键技术.提出了一种适用于多光谱激光雷达数据的波形分解方法,对各个通道灵活选择拟合子函数,充分利用多个通道之间的空间相关性,实现对目标的空间位置和光谱信息的精确提取;建立了光谱空间和RGB色彩空间之间的映射关系,实现目标的三维色彩重建.实验测试结果表明:该方法有效克服了环境光干扰,可实现全天时的目标三维色彩重建.通过与现有方法比较,误差标准差和决定系数R2这两个误差评估指数均验证了所提出的方法具有更高的测距精度和色彩信息反演精度.另外,实验结果验证了实验测试结果表明:该方法可实现全天时的目标三维色彩重建,有效克服了弱回波信号丢失、环境光干扰等影响,通过设定最佳脉冲累积数可有效提高兼顾了目标的测距精度和色彩信息反演数据处理精度和扫描效率.未来可通过优化激光探测波段,将该方法拓展到其他激光雷达系统上,进一步提高目标三维色彩重建精度.

摘要： 为了满足无人驾驶、车载避障等应用需求,激光成像雷达通常需要识别几米到几百米大动态范围内的目标信号.限于体积成本,当激光雷达不具备自动增益控制功能时,如何实现从饱和到非饱和回波信号的高精度测量是激光雷达测距技术急需解决的问题.传统的激光成像雷达多采用时间数字转换器的边沿测距方法,该方法对于近距离饱和波形测距效果较好,但对于远距离小信号成像能力有限,因此提出了基于高速模数转换的全波形匹配测距方法.该方法通过对回波脉冲与高分辨率模板波形的滑动匹配,求取高精度的回波脉冲峰值位置.并在FPGA上实现了优化的快速收敛方法,提高了算法执行速度,在保证了测距精度的同时提高了激光成像雷达的有效成像范围.通过大量的成像实验验证,激光成像雷达测距精度可达2.7cm,有效成像范围可达200m以上.

摘要： 在激光雷达的水下应用中,由于水体对光的吸收和散射作用使得激光在水下的传输复杂多变,尤其是后向散射所造成的噪声会降低目标对比度甚至淹没目标回波,导致水下激光回波检测面临挑战.副载波调制技术可以有效地改善激光雷达系统水下探测性能,提高目标回波信号的信噪比.基于Monte Carlo方法提出了改进的副载波调制脉冲激光雷达水下传输模型,研究了海水衰减系数和通频带等因素对于系统性能的影响.仿真结果表明:相比于传统激光雷达,水体环境参数、滤波过程中的通频带选择对于系统水下探测性能影响较大;副载波调制技术可以提高目标回波信噪比和测量精度,有效改善系统性能.

摘要： 激光雷达作为大气主动遥感探测的重要手段之一,被广泛用于气溶胶和云层探测.基于简单多尺度层检测算法,通过添加尺度个数阈值,提出了一种在时均可提高云底反演高度准确性的云检测算法.该算法通过仿真云层内部多峰时的回波信号,得到了最优化尺度个数阈值范围;同时通过添加特征段合并有效减少了单层多峰情况下的漏判.分别使用微分零交叉法、简单多尺度法和改进后的算法对532nm米通道激光雷达在2019年5～7月探测的20组探测时长75min以上、结构稳定、时序上无突变的有效数据进行检测,并以微分零交叉法的云底高度为准,通过改进算法得到的均方根误差平均减小32.65％,不确定度平均减小33.80％,验证了改进算法在提高云底高度准确度上的有效性.

摘要： 多普勒测风激光雷达是一种有效的具有高时空分辨率的遥感测风仪器.然而,由于雨滴反射的干扰信号,在雨天条件下进行精确的风廓线测量是一个挑战,但是这也为探测降雨提供了一种可能.在这项工作中,一台垂直指向的1.5μm全光纤相干多普勒激光雷达被应用于风和雨的同时探测.由于相干多普勒激光雷达能够进行精确的频谱测量,因此在下雨天,它可以同时检测到气溶胶和雨滴的回波信号.具有速度差异的气溶胶和雨滴的回波信号会导致多普勒频谱出现两个峰值,从而可以根据频谱宽度来识别降雨事件.通过双高斯模型拟合多普勒频谱,可以获得两个速度,分别为风速和雨速.与微雨雷达结果的对比验证了多普勒激光雷达探测降雨的能力,同时也降低了多普勒激光雷达在雨天条件下风速的错误探测概率.

摘要： 本论文针对新型双/多基地星载SAR系统,首先介绍了其系统构型,此基础上分析了其系统特性,该系统的典型特征是辅星无需存储和数传等模块,其将接收到的雷达回波信号直接转发到主星上,从而极大降低了辅星的系统复杂度及成本;其次,针对该系统可实现低成本多星组网应用的特点,设计了单航过三维成像应用模式和多星拼幅高分辨率宽覆盖(HRWS)成像应用模式,并给出了典型用例;最后,在分析了该系统的星间通信需求的基础上,重点研究了双/多基地雷达回波信号实时保相转发技术和主/辅星高精度相对定位技术,并分别给出了解决方案,为新型双/多基地星载SAR系统方案设计奠定了技术基础.

摘要： 由于单基大斜视合成孔径雷达具有特殊的几何构型,导致载机平台在运动期间引入的相位误差对回波信号产生严重影响.而运动误差使目标回波规律呈现未知的二维非线性空变特性.这使得回波信号中存在未知的二维空变的RCM和多普勒参数.传统应用于大斜视领域的NLCS成像算法基于理想的几何构型,在运动平台存在运动误差的条件下无法准确计算出多普勒参数.本文提出了一种基于优化的NLCS方法.首先,通过keystone变换校正一阶RCM,再通过对基于航姿数据的距离历史拟合计算出较为精确的多普勒参数,然后基于最小熵准则和NLCS算法的处理思想,将未知空变的弯曲校正和多普勒参数均衡问题转化为约束优化问题.最后将遗传算法应用于求解优化模型,得到精确的多普勒参数,从而实现单基大斜视SAR回波的高精度成像处理.

摘要： 星载激光雷达是获取云、气溶胶和全球风场三维信息的最佳观测手段.其中高光谱激光雷达利用窄带滤波器能把激光雷达回波信号中的粒子成分和分子成分分离,从而可以实现大气光学参数的精确定量反演.本文的主要内容为两部分:(1)大气成分对星载激光雷达回波信号影响仿真.建立星载激光雷达回波信号仿真器模拟4种不同波段对6种气溶胶的探测能力.(2)星载激光雷达高光谱通道回波信号仿真.为了模拟高光谱激光雷达分子通道回波信号,引入了衰减后向散射系数到激光雷达方程中来简化基于高光谱激光雷达探测原理的计算.开发出了一个新的基于CALIPSO云和气溶胶消光系数产品,数值天气预报数据,瑞利散射原理和分子吸收截面的方法,来模拟星载高光谱激光雷达532nm分子通道回波信号.利用模拟的星载激光雷达分子通道回波信号,我们能开发更有效更准确的星载激光雷达算法.

摘要： 采用快速傅里叶变换(FFT)的周期图法是经典功率谱估计中的主要方法之一,但在实际信号处理时,其很难同时保证较好的谱分辨率和方差性能,因此须采用改进的周期图法(即Welch法)进行功率谱估计.本文所研究的内容就是在机载气象雷达仿真器终端对气象回波信号进行功率谱估计以判定有无揣流的算法，研究了改进后的周期图法原理的基础上,通过MATLAB仿真,分析了不同窗函数类型、窗函数长度等因素对估计结果的影响.仿真结果表明,与周期图法相比,Welch法通过选择适当的窗函数类型和窗函数长度,可以较好地改善谱估计结果的分辨率和方差性能,但是在短数据的谱估计上具有一定的局限性.

摘要： 本申请提供的一种回波信号模拟方法及系统、回波信号模拟器，其中方法应用于包括硬件处理芯片组的回波信号模拟器，方法包括：获取雷达工作信息、预设欺骗模型信息和雷达按雷达工作信息发射的电磁波；利用雷达工作信息和预设欺骗模型信息、计算与预设欺骗模型对应的欺骗散射信息；硬件处理芯片组依据雷达工作信息、欺骗散射信息和散射点位置集合，计算若干个散射点的调制信息；基于调制信息集合和电磁波数字信息计算中频回波信号；对中频回波信号进行上变频处理获得欺骗干扰回波信号。本申请可以实时地模拟大场景的欺骗干扰回波信号，从而提高实验效率。

摘要： 本发明提供一种回波信号处理装置、雷达装置、回波信号处理方法及程序，消除起因于发射脉冲的条件的模糊，能清晰地显示物标。进行强调在测定数据中样本间的值的变化度比例相对大的样本的测定数据的边缘强调处理，利用边缘强调处理后的测定数据进行扫描相关处理。在物标的轮廓中，离自船近的地方是样本间的值的变化度相对大的地方(是回波电平急剧上升处)。该上升部分的测定数据是即使脉冲宽度等的发射脉冲条件变化也不会有大变动的信息。因此，由于进行边缘强调处理之后实施扫描相关处理，消除起因于发射脉冲的条件的模糊等，能清晰地显示物标的轮廓。

摘要： 本发明提供了一种回波模拟器及回波信号生成方法，能够根据功能设置，包括接收雷达发射信号的工作模式和主动产生信号的模式，接收雷达发射信号模式，能够产生相参导引的目标回波信号和高度回波信号，主动产生信号的模式，能够产生SAR回波信号、线性调频信号以及点频连续波信号，利用单台设备即可产生多种体制的信号，满足多体制雷达的测试需求。

摘要： 本发明公开了一种合成孔径雷达高度计回波模拟器及回波信号产生方法，所述回波模拟器用于接收来自合成孔径雷达高度计的触发信号，生成Ku/C波段基带IQ模拟信号、Ku/C波段中频模拟信号和Ku/C射频模拟信号；为合成孔径雷达高度计提供合成孔径模式、传统模式和机载飞行模式三种工作模式的回波信号。本发明的回波模拟器的基带模拟海面回波数字IQ信号采用计算机仿真获得，方案灵活，能够生成不同海况、不同回波模型的海面回波信号，适用于多种工作模式的雷达高度计；还能够获得基带、中频、射频的Ku/C波段的海面模拟回波信号，适用于高度计不同设计阶段的测试。

摘要： 本发明属于雷达回波模拟技术领域，公开了一种集回波信号采集与回放为一体的雷达回波模拟系统及方法，所述系统包括：主机板，第一通信模块，接口板，第二通信模块，存储板；所述主机板包含：上位机，CPU处理器，固态存储器；所述接口板包含：第一FPGA芯片，光纤收发器，DDR3缓存模块；所述存储板包含：第二FPGA芯片，FLASH控制模块，FLASH阵列，能够保证检测雷达性能和信号处理机的准确性。

摘要： 本发明提供一种回波信号处理装置，用户能够容易且迅速地掌握鱼群的活动状况。鱼群回波检测部(12)利用由声纳传感器(3)所生成的回波信号检测鱼群的回波。对应关系特定部(17)确定第一鱼群回波及第二鱼群回波的对应关系，所述第一鱼群回波是在第一时序检测到的鱼群的回波，所述第二鱼群回波是在比第一时序更早的时序即第二时序检测到的鱼群的回波。关联信息生成部(15)生成关联信息，所述关联信息是将已由对应关系特定部(17)确定对应关系的第一鱼群回波及第二鱼群回波加以关联的信息。显示控制部(16)进行如下的控制，即，显示鱼群的回波及关联信息。

摘要： 本申请提供的一种回波信号模拟方法及系统、回波信号模拟器，其中方法应用于包括硬件处理芯片组的回波信号模拟器，方法包括：获取雷达工作信息、预设欺骗模型信息和雷达按雷达工作信息发射的电磁波；利用雷达工作信息和预设欺骗模型信息、计算与预设欺骗模型对应的欺骗散射信息；硬件处理芯片组依据雷达工作信息、欺骗散射信息和散射点位置集合，计算若干个散射点的调制信息；基于调制信息集合和电磁波数字信息计算中频回波信号；对中频回波信号进行上变频处理获得欺骗干扰回波信号。本申请可以实时地模拟大场景的欺骗干扰回波信号，从而提高实验效率。

摘要： 本发明提供一种回波信号处理装置、雷达装置、回波信号处理方法及程序，消除起因于发射脉冲的条件的模糊，能清晰地显示物标。进行强调在测定数据中样本间的值的变化度比例相对大的样本的测定数据的边缘强调处理，利用边缘强调处理后的测定数据进行扫描相关处理。在物标的轮廓中，离自船近的地方是样本间的值的变化度相对大的地方(是回波电平急剧上升处)。该上升部分的测定数据是即使脉冲宽度等的发射脉冲条件变化也不会有大变动的信息。因此，由于进行边缘强调处理之后实施扫描相关处理，消除起因于发射脉冲的条件的模糊等，能清晰地显示物标的轮廓。

摘要： 本发明提供了一种回波模拟器及回波信号生成方法，能够根据功能设置，包括接收雷达发射信号的工作模式和主动产生信号的模式，接收雷达发射信号模式，能够产生相参导引的目标回波信号和高度回波信号，主动产生信号的模式，能够产生SAR回波信号、线性调频信号以及点频连续波信号，利用单台设备即可产生多种体制的信号，满足多体制雷达的测试需求。

摘要： 本发明公开了一种合成孔径雷达高度计回波模拟器及回波信号产生方法，所述回波模拟器用于接收来自合成孔径雷达高度计的触发信号，生成Ku/C波段基带IQ模拟信号、Ku/C波段中频模拟信号和Ku/C射频模拟信号；为合成孔径雷达高度计提供合成孔径模式、传统模式和机载飞行模式三种工作模式的回波信号。本发明的回波模拟器的基带模拟海面回波数字IQ信号采用计算机仿真获得，方案灵活，能够生成不同海况、不同回波模型的海面回波信号，适用于多种工作模式的雷达高度计；还能够获得基带、中频、射频的Ku/C波段的海面模拟回波信号，适用于高度计不同设计阶段的测试。