近年来,无人机"黑飞"事件与非法入侵的案例开始激增,现有的识别技术往往难以实时、准确地检测到非法无人机,为此提出了一种基于遥控信号频谱特征的无人机识别算法。该算法通过背景频谱模板学习(利用二次平均的方法求信号检测阈值,并屏蔽宽带信号对无人机遥控信号检测的干扰)、无人机跳频与定频遥控信号检测、机型判断及其特征参数学习三大模块来识别非法入侵的无人机。实验结果表明,该算法可以实现对常见无人机实时准确地识别,且鲁棒性较强。

针对卫星通信信道设备低功耗和数字化的需求,提出一种低功耗、数字化卫星调制解调平台的设计方法。前端通过AD9364完成模拟信号和数字信号的转换,后端采用大规模FPGA进行数字信号处理。测试结果表明,该调制解调平台通过加载不同的软件,可实现数据速率可变、调制解调方式可变、多种编译码方式、扩展L频段(950～2 150 MHz),大幅度降低了平台的体积和功耗,可作为一个成熟平台应用于卫星通信终端或便携站的产品设计中。

在协同通信中,针对多跳中继通信传输网络,在单向传输模式的基础上,提出了一种双向通信模式下基于维特比算法的双向中继选择算法(BRSVA)。根据各传输中继节点间的瞬时信噪比,对维特比算法中的支路度量和路径度量进行重新定义,并且构建滑窗以限制内存,对通信网络进行研究分析,以当前跳滑窗内具有最大路径度量值的路径上第一簇中继作为该簇的最佳中继。随着滑窗向前推进,对整个中继网络每一簇进行最佳中继的选择,进而得出一条由最佳中继构成的最佳路径。最后在此路径上提出了一种新的混合型双向信息交互模型,实现通信双方的信息交互。为了验证该中继选择算法与该信息交互传输模型的效果,将其仿真结果与理想内存下的最优中继选择算法做对比,结果证明在有限的内存需求与复杂度下,该算法的中断性能可接近最优选择。

为解决IP报文传输过程中存在的丢包和时延抖动超限问题,在讨论协议转换器对QoS的影响及分析QoS影响机理的基础上,设计了一种对其QoS指标及其动态范围进行定量测试的方法,测试结果表明,协议转换器在通信业务存在大数据量突发条件下,无法对其他实时业务提供QoS保证。根据测试结果设计了系统QoS部署方案的优化措施,试验表明该优化方案很好地解决了广域网端到端通信的QoS问题,降低了构建广域网的难度。

Reed-Solomon (RS)码具有优良的纠随机错误和突发错误的能力,被广泛应用于通信系统中。依据RS码定义的计算映射与按BCH子码编码2种不同的编码方式,对RS码性能增强算法进行了分类总结,并对比了这2类性能增强算法的异同。仿真结果表明,相对于传统的BMA译码算法,在误帧率为10-3时,KV算法可以提升RS码0.35 dB的性能增益,Chase译码算法有大约0.65 dB的增益,指出了RS码性能增强算法中Chase列表译码算法的后续研究方向。

随着全球卫星导航系统(GNSS)的逐渐完善,新体制信号也得到了一定的发展。为了打破国外专利技术对我国的封锁,科研人员提出了正交复用二进制偏移载波(QMBOC)这种调制方式。在高阶BOC情况下以及带宽受限时,QMBOC存在信号分量能量损失的现象,并在相关峰平台处产生非单调性和较大的不对称性,容易造成跟踪环路的失锁。通过对QMBOC带限信号的研究,同时分析了能量损失的原因,并提出了利用带限信号功率加权匹配的方法重新生成本地码。仿真结果表明,利用该方法可以获得更大的相关输出,并改善了平台处的不对称性和单调性,为未来导航接收机的QMBOC信号解调算法设计提供了参考。

分析了利用步进频信号实现慢速小目标距离-多普勒二维高分辨成像的信号处理方法。针对信号的长时间相参积累容易造成多普勒频谱展宽并最终导致成像结果波形发散的问题,分别提出了时域重采样、频域重采样和多普勒通道对齐3种补偿方法,并对其补偿性能进行了深入分析和比较。针对目标运动在步进帧内产生的耦合时移,提出了分多普勒通道补偿的方法。理论分析及仿真结果表明,采用上述的速度补偿方法,可以在不需要任何目标速度先验信息的前提下,利用步进频信号实现慢速小目标的长时间相参积累及距离-多普勒成像。

收发空间隔离度是反映电磁波在地表及大气传播的重要指标,对信号链路损耗计算、地面测量系统性能设计等方面产生较大影响。通过分析电磁波在地面绕射及大气散射机理和空间隔离度计算方法,构建电磁波传播损耗模型,利用该数学模型对空间隔离度进行仿真,并通过空间隔离度实地测试检验了算法的正确性和有效性,为工程建设和站址勘选提供依据。

针对雷达搜索和跟踪过程中产生的杂波点迹影响操作员对目标信息和空情态势的判决问题,提出了一种基于帧间数据处理的杂波点迹滤除方法,实时地对单个驻留内的点迹进行相关处理,并辅以速度、幅度、RCS和距离展宽等门限控制来提高杂波点迹正确滤除率。利用雷达的实际跟飞数据对该方法的有效性进行了验证,结果表明,在此类试验场景下,利用该方法可以大幅度地滤除杂波点迹,并完整地保留真实目标点迹,提高输入点迹质量及空情显示的清晰度和可视度。

针对多个滤波器因空间干涉而布局困难、甚至可调多工器不可实现的问题,提出了将传统感性输出耦合结构改进为容性输出耦合结构的方法;基于0.20～0.43 GHz频段12路可调多工器的需求,给出了可调滤波器输出耦合结构和匹配枝节的研究。设计了一种可调多工器,采用了容性输出耦合结构的可调滤波器,实现了从滤波器输出端到耦合网络汇接处的匹配枝节长度大幅增加,幅频响应优良,通频带内的插入损耗实测结果 1.5 dB左右,通道隔离度实测结果优于50 dB,表明该方法有效,得出结论:因匹配枝节长度增加,滤波器可布局的空间和多工器路数得以增加;圆形容性耦合结构易加工实现;给其他频段多工器设计提供一定参考。

单个功放芯片输出功率的能力非常有限,通过研究平面功率合成网络的基本原理和设计方法,提出了一种基于平面功率合成技术的4路功率合成网络。测试结果表明,输出端口幅度一致性较好,输出端口的相位差小于4°,驻波小于1.5,两端口隔离度大于15 dB。设计并实现了工作在X波段、输出功率为10 W的功率合成放大器,并通过实际测试得到放大器的输出功率大于10 W,合成效率大于82%,与设计预期相符。

对大规模分布式系统视距通信应用的物理层安全技术进行研究。针对大规模分布式系统,提出基于截获概率的安全评估方法。从电磁场控制、编码调制的2个方向研究安全提升技术。一方面给出协作点聚焦、天线选择的安全通信方案,通过控制电磁场分布提升安全通信能力,另一方面给出时域调制、分布式调制的方案,利用编码提升安全通信能力。仿真结果验证了所提算法的有效性。

针对当前商用无线多径信道测量设备结构复杂、价格昂贵、灵活性不够的问题,提出了一种基于PCIe接口的软件化无线信道实时测量设备设计方法。该方法利用PCIe接口对接收到扩频测量信号进行获取,并利用多线程方式进行相关处理,具有实时测量的能力,可对无线信道多径特性开展实时测量,具有结构通用性好、测量算法改变灵活、信息存储量内容丰富和实时性较好的特点。给出了一个实际的研制案例,测试结果表明,该设计方法对于较低带宽的测量信号具有良好的适用性。

针对当前直升机飞行指挥效率低下、数据关系复杂和智能化层次低等问题,提出了基于知识图谱的直升机飞行指挥模型研究方法。使用知识图谱生成和展现等技术,对直升机飞行指挥专业领域的知识资源进行了深入分析与整合。将有价值的数据资源提炼成知识图谱,以图形化方式向用户展示经过分类整理的结构化知识,支持知识检索、知识可视化和知识推荐等应用服务。应用结果表明,该技术模型能够使指挥员、参谋直观准确定位和深度获取专业知识,增强了系统思维能力,能够促进直升机飞行指挥信息系统的革新。

随着软件无线电技术的兴起,信号处理系统的可移植性和可重用性得到了很大提升。然而,组件化设计不可避免地会增加系统设计复杂度、降低系统运行效率。为了简化组件设计,提高系统开发及运行效率,满足快速搭建原型系统的需求,提出了一种基于服务架构的信号处理系统模型。模型基于ICE中间件技术,解决了Matlab程序快速服务封装和多线程服务调用等关键技术。通过将该架构模型应用于实际的软件无线电系统,验证了其可行性。实验结果表明,该框架具有良好的扩展性,提高了系统性能。

针对图像处理的需求,提出一种基于双树复小波变换的图像去噪算法。该算法对图像进行双树复小波变换,对变换后的系数利用最大似然估计和维纳滤波进行去噪,采用最大后验概率来估计双树复小波的方差,利用维纳滤波得到去噪后的系数,通过双树复小波反变换得到去噪后的图像。在分解层计算方差时,均采用在4×4的结构元素内基于最大值和次大值坍缩后的邻域来计算方差。实验结果表明,该算法的PSNR对比其他文献提高0.2 dB左右,运行时间减少5 s。

单站无源定位在电子侦察应用中占重要地位。在对单站无源定位的2种不同理论模型简要回顾的基础上,基于干涉仪测向应用对通道间相位差变化率测量与频差测量过程进行了分析,通过相位差变化率与频差这2个物理量之间的固有关系,从理论上证明了单站无源定位中切向运动测距模型与径向运动测距模型的等价性,并通过仿真对上述理论分析结果进行了验证,揭示了单站无源定位中2种不同理论模型的统一性,从而为上述理论模型的工程应用边界条件分析提供了重要参考。

针对实际信号处理系统信噪比相比理论仿真存在较大恶化的问题,分析了AD器件对数字信号处理结果的影响,以及AD器件的信噪比和有效位数之间的关系;基于简单的信号处理模型,仿真分析了数字信号处理过程中,本地信号的量化位数对信号处理结果的信噪比、信噪谐波比和有效位数的影响。分析结果表明,量化位数增加会提高信噪比,数字信号处理过程中2 bit量化和12 bit量化信噪比相差30 dB左右。针对AD器件选择和信号处理过程设计方面提出了获得较高信噪比的建议。

为实现卫星信号的自动化控守,提出了卫星信号控守指挥调度系统的总体设计思路。基于B/S开发模式、Web Service和简单网管协议(SNMP)等技术设计面向服务的系统架构,以及基于服务化可扩展的软件平台,形成基于可重构架构的开放式卫星分析验证平台,可实现信号分析验证平台指挥调度、状态监控、业务数据流模板的创建和实体部署、报文数据的综合管理等功能。应用结果表明,该系统能够统一对各站点中的设备、服务器和软件模块等被管对象进行配置、监视以及异常告警。同时,用户可按需增加新的设备和软件模块,灵活地增删其可显示和配置的参数,并完成卫星信号控守系统业务逻辑的生成、部署和结果存储,流程的加载、启动和停止以及控守结果的保存。

针对现有的对流层散射损耗模型中的缺陷,研究了雨、雪、雾等恶劣气象环境下,对流层散射通信的电波能量衰减。分析了传统晴空大气下对流层散射损耗的计算方法和变化规律,在恶劣气象环境下,研究了雨、雪、雾等恶劣环境下电磁波的衰减率计算方法以及变化规律。同时为避免路径计算的不合理性,研究了恶劣气象环境对应不同的电磁波路径模型。为全天候、各种气象条件下更好地实现对流层散射通信,建立具有一定参考价值的衰减模型提供依据。