论文研究-MIMO雷达长时间积累下的参数优选算法研究.pdf

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长时间积累是MIMO(多输入多输出)雷达最常用的工作模式,而包络走动会严重影响积累效果。针对上述问题,推导出基于MIMO雷达运动目标回波模型的积累输出与目标速度、信号带宽等关键因素的表达式,定量说明了包络走动与其影响因子之间的关系。该表达式可用于确定需要进行包络补偿的目标速度范围,并通过发射带宽等参数的优选,使包络走动对积累效果的影响最小。仿真结果验证了理论分析的有效性。
550 计算机应用研究 重。综合信号u(m,)的包络走动示意图如图4所示,积累在累输出随调频信号带宽呈现出非单调的变化。这一现象是包 包络范围内进行。本文中目标速度、发射带宽对积累输出的影络走动和单个线性调频信号的多普勒失配两个因素共同作用 响是这样被量化的:因为C|决定综合信号的主瓣宽度和位的结果。 置,所以固定慢时间在1/2积累脉冲(m=N2),求取C的峰 值点(图44圆点)对应的快时间2(简写为),然后固定5仿真实验与结论 快时间=,进行积累。给定m=N/2,令Φ(N/2,)=0, 仿真条件1下,日标速度从零速逐渐递增到3000m/s,篇 可求取ta 幅有限,只令B=f=0.2MHz,B=fA=0.4MHz,得到两张实 (2K+K,kw)MT K, T 际仿真曲线与根据参数求得的拟合曲线的对比图,如图6、7所 1)K+1(K+1)丌fA (19) 示。注意到佟中仿真曲线并不是十分光滑,这与LFM信号模 有效积累周期 糊图离散化以及重复周期的局限性有关。不过,拟合曲线与仿 真曲线基本吻合,推出的积累输出与目标速度、信号带宽的关 系式是比较精确的。当速度样本点数目为30时,用 MATLAB 峰值点 建模仿真得到仿真曲线的运算时间是180s,而根据本文推得 20406080100120 N/2慢时间m 慢时间 的公式得到拟合曲线的运算时间为0.1s。因此,推得的拟合 图3目标速度为50ms的包络走动图图4x.(m,)包络走动示意图出线不仅实用而且大大降低了处理复杂度和计算量。 显然在快时间=。位置处进行积累(参见图4中横向 仿真曲线 侖头所指的有效积累周期),积累输出能取得最大值,这就是 拟合曲线 所要求取的积累输出,记做 ∑2-1w(m,。)1=∑m2dn1s(42)1lC(m,a)1 0. mo N, I sac(2 )12 Mp lIC(m, A) (20) 慢时间N 2000 目万速度v/m 显然,静止目标下的积累能量A4。l=0最大,目标速度n 图5C的切面示意图 图6B=0.2MHz时仿真曲线与 下的积累能量A1,与其相比即可得到归一化积累输出n 拟合曲线对比图 m=(A4。,=,)!(AAa1=0 仿真条件1下,目标速度从零速逐渐递增到3000m/s,图 在式(20)中,sc()是与慢时间m和发射通道序号k 8给出了相同条件下带宽变化的拟合曲线,带宽具体取值如 8所示。可以观察到长时间积累模式下积累输出随信号带宽 均无关的辛格函数。在固定的速度下,|sac(ta)可被近似看 改变出现非单调的变化。工程上一般归一化积累输出在0.7 做一个常数,表示为 (2)(大约3dB)以下时就需要进行包络补偿,此时对应一个临界 目标速度。在图8中,当子带带宽B=0.07MHz时,对应的临 其中:f=f(K-1)是多普勒频率。 界目标速度最大。此时,目标度对积累输出的影响最小。因 图5给出了C在=。处的m幅值切面曲线示意图。根此选取B=0.07MHz作为发射带宽,可以实现发射信号波形 据式(16),C(m,)是离散类辛格函数,在计算积累输出时主参数的优化选择。值得注意的是,在仿真条件1下,B=0 要关注|C|的主瓣,推导时可近似为连续辛格函数,而积累求和MHz是比较合适的发射带宽,当其他参数发牛变化时,可以根 可近似为求辛格函数的主瓣面积(图5中阴影面积的2倍)。随据本文方法相应地选择合适的发射带宽。 着速度的增加,Cl的主瓣宽度是减小的,辛格函数被压缩,n'是 近似的辛格函数第一次通过慢时间轴的点。C的求和可近似 彐 仿真曲线 拟合曲线 为积分,积分上限为min(m,N),积分下限为N/2。 0.6 于是有 0.2 ∑|C(m,n)1≈2/mm…,yC(m,)d 1000 2000 3000 目标速度y/m/s 目标速度v/m/s 其中 图7B0.4Mh时仿真曲线与 拟合曲线对比图 图8不同带宽下的拟合曲线 2T/(MA2)+N2/2 A2=(K-1/K)T/△T 6结束语 随着目标速度的增加,C的主瓣宽度是减小的,因此需 要分成两种情况讨论:当速度比较小时,m>N;速度比较大 长时间积累模式下积累输出随信号带宽改变出现非单调 时,m'<N3第一种情况,m>N,有 的变化,本文主要针对目标速度、信号带宽等因素对积累输出 MN MNA MNA 的影响给出了定量说明,可据此确定给定参数下是否需要进行 576307200 (26)包络补偿,还可以选择一个合适的发射带宽降低目标速度对积 第二种情况,m'<N,有 累输出的影响。理论推导和仿真结果是一致的,直接利用理论 ∑m1C(m,a)1=3.86/42 (27)结果可以大大降低处理复杂度和计算量。 将式(2)(26)和(27)代人(20),就可以得到积累输出,参考文献: 其归一值可以通过式(21)求得。通过这些推导公式,可以相1|何子述,韩春林,刘波。MMO雷达概念及其技术特点分析|J 应地画出拟合曲线,直观显示日标速度、发射带宽对积累输出 电子学报,2005,33(12A):2441-2445 的影响。目标速度越大,积累输出越小,积累损失越大;但是积 (下转第553页) 第2期 高自娟,等:基于变尺度滑动窗口的流数据聚类算法 553 13)删除平均权值最大的桶; 不至于遗漏更多对聚类有用的数据,从而提高流数据的聚类 (14)if l=l+L 质量 (15)计算每个活动直方图的数据项个数; (16)挑选出合适的活动指数直方图进行处理,生成新的活动4结束语 指数百方图; (17)合并某些邻接的活动指数直方图; 由于流数据本身的特点,流数据的采集和聚类时数据的预 (18)l=1; 处理方法将直接影响到聚类的质量。本文采用动态变化的滑 3实验分析 动窗口模型来进行流数据的采集,用混合指数直方图生成基于 动态变化的滑动窗口的概要数据结构,提出了一种基于变尺度 实验中,机器配置为2.93cHz的 Pentium4CPU、504MB滑动窗口模型的流数据聚类算法,并通过实验验让了算法的有 的主存、80GB硬盘。模拟程序采用 Microsoft visual studio效性。但是由丁参数的设置增加,使得算法的时间开销有所增 2008的vC语言编写。实验采用某证券公司的部分数据,主要加,以后的研究重点就是寻找更好的处理方法以改进参数设置 包括股票交易数量、价格,以及股票的价格走势。主要考察算带来的时间开销增加的问题。 法的时间开销随滑动窗口的改变所产生的变化和算法对流数参考文献 据聚类的质量,并将该算法与 Clustream算法进行比较。通过1]张尨波,李战怀,余敏,等带权值敫据流滑动窗口躂机抽样算法 实验发现,采用动态变化的滑动窗口,能更好地收集动态变化 的改进[J].计算机工程与应月,2007,43(25):18-20. 的流数据,从而使得流数据的聚类质量提高,而且使用改进的[2]彭源W流数据聚类挖掘技术研究[J.电脑知识与技术,2010, 混合指数直方图减小了内存的开销。 6(4):935-936 算法执行时间开销随渭动窗口长度的变化情况如图 3 AGGARWAL CC, HAN Jia-wei, WANG Jian-yong, et al. A frame 所示。与传统的 Clusream算法相比较聚类的质量如图4 work for clustering evolving data streams C]//Proc the 29th VLDB Conference. Berlin: Morgan Kaufmann, 2003: 81-92 所示 Clustream 4|常建龙,曹锋,周做英.基于潸动窗口的进化数据流聚关丨J.软件 Changeable sliding window 学报,2007,18(4):905-918 年6000 [5]邹凌君,流数据的聚类分类算法研究[D].扬州:扬州大学,2008 回4000 60 [6 LI H, LEE S Y. Mining frequent item sets over data streams using ef E 0 0000100000150000200000 00010000150002000 ficient window sliding techniques [J]. Expert Systems with Appli 图3滑动窗口长度的改变 对时间开销的影响 图4聚类质量对比 cations,2009,36(2):1466-1477 [冂]刘秋兰,基于流赦据挖掘的冈络行为分析及其应用研究[D].苏 通过实验发现滑动窗口的长度变化对丁算法的时间开销 州:苏州大学,2008 几乎没有什么影响,如图3所示。但是通过图4聚类质量对比[8] CHEN Y,TUL. Density- based clustering for real-time stream data 图,可以看到,采用变尺度的滑动窗口模型的聚类算法的质量 C1// Proc of Kdd07.2007:133-142 明显高丁 Clustream算法的聚类质量,因为变尺度的滑动窗口[9]刘必雄基于滑动窗口查询的直方图改进[J.计算机时代,206 对实时流数据的采集更加合理,能够确保数据采集的有效性, (9):33-3 (上接第550页 [8]陈远征,朱永峰,赵宏鈩,等.基于包终插值移位补偿的高速运动 [2] RABIDEAU D J, PARKER P. Ubiquitous MIMO multifunction digital 日标的积累检测算法研究[J].信号处理,2004,20(4):387-390 array radar[C//Proc of the 37 th Asilomar Conference on Signals L9 PERRY R H, DIPIETRO R C, FANTE R L SAR imaging of moving 2003:1057-1064 targets J. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems [3 ROBEY F C, COUTTS S, WEIKLE D C, et al. MIMO radar theory 999,35(1):188-200 and experimental results C|//Proc of the 38th Asilomar Conference 10 PERRY R P, DIPIETRO R C, FANTE R L. Coherent integration on Signals. 2004. 300-304 with range migration us ing keystone formatting[ C]//Proc of IEEE Ra 4 BARANKIN T J. Bounds for target localization by MIMO radars dar Conference. 2007: 863-868 [C]// Proc of the4 h IEEE Work shopω SensorΔ rray and Multi-[11]王俊,张守宏.微弱目标检测积累的包络移动补偿方法[J].电子 channel processing. 2006: 278-281 学报,2000,28(12):56-59 [5] BEKKERMAN I, TABRIKIAN J. Tarvet detection and localization[12]丁鹭飞,耿富录.雷达原理[M].3版.西安:西安电子科技大学出 using MIMO radars and sonars[ J]. IEEE Trans on Signal Proces 板社.2002:251-311 sing,2006,54(10):3873-3883 [13 LIU B, HAN C L, LIU B Y. Receiving signal processing of wideband [6 CHEN CC, ANDREWS H C. Targets motion induced radar imaging MIMO radar based on transmitting diversity[ C]//Pmc of CIFInterna- [J]. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems, 1980 tional Conference on radar. 2006. 20-23 16(1):2-14 [14] LI Jun, LIU Hong-ming, HE Zi-shu, et aL. Range migration compen 7]王婷婷,王俊,Chip雷达的两种有效积累算法的研究ˉJ].航天 sation based on range-direction coupling in SFDLFM MIMO radar J] 电子对抗,2006,22(6):33-35 WSEAS Trans on Signal Processing, 2009, 5(4): 137-146

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