LFMCW雷达信号处理及目标模拟

LFMCW雷达系统在近距离探测方面具有实现简单、体积小、重量轻、结构紧凑等优点,因而在某些方面得到很好的应用,本文分析了LFMCW雷达目标距离探测原理、典型信号处理流程和多静止目标回波特点等,并利用Matlab产生包含多个静止目标的LFMCW雷达模拟回波数据,然后再利用FFT算法、加窗处理以及差拍信号与目标距离之间的频率对应关系等进行简单的目标距离判别,结果表明相关流程和算法可以达到设计需求。     

高动态环境下BFSK信号的快速解调算法

提出了一种适用于高动态环境下,BFSK信号的快速解调算法。该算法基于FFT频率引导和改进的正交锁相环,利用FFT实现对接收信号的快速捕获,利用改进的正交锁相环对接收信号进行动态跟踪。仿真结果表明在高动态环境中该算法可以快速、准确解调BFSK信号。     

基于逆Chirp Scaling算法的合成孔径雷达原始数据仿真

介绍了一种采用逆CS(Chirp Scaling)算法的合成孔径雷达回波数据模拟方法。利用一种场景处理方法,将目标场景转化为含有连续相位信息的复图像。按照CS成像算法的逆运算恢复原始数据,通过相位因子相乘注入距离徙动量和距离/方位的耦合量。最后,通过仿真实验证明了该方法的有效性。     

基于调制FFT有限域搜索的MUSIC频率估计算法

为满足跳频频率测量中频率估计高精度及实时性的要求,提出了一种将调制FFT和MUSIC算法相结合的频率算法:首先利用调制FFT对谐波频率进行预估计,确定感兴趣的频域区间;然后利用MUSIC算法在锁定区间内估计伪谱谱峰的位置,实现频率的精确估计。该算法可得到较高的频率分辨率,并减少了MUSIC算法的谱峰搜索范围。仿真试验表明:该算法的频率分辨率高,且实时性能满足频率测量需求。     

基于微多普勒特征的欺骗干扰识别

为了提高雷达的抗干扰能力,提出了一种基于微多普勒特征的欺骗干扰识别方法,为雷达选择抗干扰措施提供了先验知识。首先建立了目标回波和干扰信号的数学模型,分析了二者微多普勒频率的差异。其次利用Viterbi算法和FFT谱分析对信号的特征参数进行了提取。最后,定义了识别目标和干扰的特征因子,并根据特征因子设定阈值对目标回波和欺骗干扰进行识别。仿真结果验证了算法的正确性和稳定性,与理论分析一致,表明该方法能够在较低的信噪比环境下对欺骗干扰进行检测识别。     

最小熵准则下的高动态目标回波相位补偿方法

针对传统"停-跳"假设对高动态脉冲雷达测速的局限性,提出了一种最小熵准则下的高动态目标回波相位补偿方法。在最小熵准则下,通过建立多项式的相位滤波器,实现回波信号相位高阶系数的估计,再对积累周期内的信号进行相位补偿,补偿后的信号频谱熵最小,此时再利用FFT可以得到高精度径向速度估计。实测验证表明,该算法可以有效地估计和修正回波相位高次项,提高回波积累时长,补偿后的径向速度估计均方根误差明显降低,算法估计的径向速度均方根误差优于0.04m/s,有效提高了脉冲雷达测速精度。     

基于Gram-Schmidt正交化算法的水下目标回波检测

提出了一种基于Gram-Schmidt正交化算法的水下目标回波检测方法.该方法利用Gram-Schmidt正交化算法实现对干扰背景的预白化,通过归一化匹配滤波器可完成对水下目标回波的检测.对仿真数据和实验数据的处理验证了该方法的有效性.     

干涉SAR目标回波信号模拟器的设计与实现

完成了星载干涉SAR目标回波信号模拟器的设计与实现,该模拟器能够与一发双收干涉SAR构成雷达半实物仿真回路,实时记录主星雷达发射信号,离线调制场景信息后,依据雷达工作时序实时播放主辅星场景回波.采用高数字中频收发技术获得优良的谐杂波和载波抑制性能,利用在线闭环校正技术对模拟器通道间幅相一致性误差进行实时校准.测试结果表...     

宽带雷达射频分时交替采样增益失配估计方法

针对分时交替采样在宽带条件下存在增益起伏的失配问题,提出了基于最小二乘曲线拟合的增益曲线估计算法。基于实际ADC器件增益起伏的情况,分析了通道增益失配对系统输出信号频谱的影响;根据宽带数字阵列雷达回波信号的特点,利用分段估计与最小二乘曲线拟合方法得到增益估计曲线,给出了算法的实现步骤。仿真实验结果表明该算法在宽带分时交替采样中的有效性。     

单脉冲雷达仿真系统中回波的实现

单脉冲雷达仿真系统中,建立回波的数学模型是实现回波信号模拟的关键.在分析雷达回波相关特性的基础上,给出了回波的数学模型,并实现了逼真的雷达回波信号的模拟.     

基于 RELAX 的 UWB-SAR 抑制 RFI 算法

在首先给出超宽带合成孔径雷达 ( UWB-SAR)抑制射频干扰 ( RFI)问题的参数化模型基础上 ,从信号参数估计出发 ,具体推导了实信号下 RELAX算法的计算公式。针对 RFI的复杂性 ,提出了一种逐级RELAX算法 ( GRELAX)。基于仿真和实测数据的实验结果表明 :GRELAX算法能够有效地抑制 RFI,并具有较快的运算速度     

机动飞行条件下基于SIFFBP算法的机载UWB SAR成像

机动飞行条件下,运动误差的幅度较大,频域运动补偿精度难以满足机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)高精度成像的要求,需要采用精确的时域后向投影(Back Projection,BP)算法,然而原始BP算法的巨大计算量限制了其实际应用。提出了一种基于子图像快速因式分解BP(Sub-image Fast Factorized BackProjection,SIFFBP)算法的机动飞行条件下机载UWB SAR成像方案,并对其子孔径和子图像划分的约束关系进行了推导,给出了算法步骤,并分析了算法的计算量。仿真和实测数据处理结果表明,SIFFBP算法能够在保证处理精度的同时,大幅度提高处理效率,非常适合于机动飞行条件下的机载UWB SAR成像处理。     

快速傅立叶变换用于Fokker-Planck-Landau方程的数值求解

利用谱方法和FFT技术对Fokker-Planck-Landau方程进行了数值求解,研究了均匀空间条件下粒子在速度空间的分布函数随时间的演化。数值计算表明,所用计算方法能够很好地满足质量、动量和能量守恒要求,计算速度与有限差分方法相比大大加快。     

对合成孔径雷达的转发式扫频干扰技术研究

对合成孔径雷达( SAR)的干扰技术进行了系统的研究,在对余弦转发式干扰和伪装遮盖干扰进行详细理论分析和计算机仿真的基础上提出了一种新的干扰方法——转发式扫频干扰,该方法通过转发调制了扫频信号的SAR回波,使得SAR回波在距离向频域不能实现压缩,破坏了合成孔径雷达的自聚焦能力.理论研究表明,这几种方法均可以在低干信比的条件对SAR进行有效干扰,使其不能成像,从而达到掩护分布式目标的目的.通过对汽车模型成像的干扰仿真,验证了这些方法的有效性和可行性.     

基于小波域隐Markov模型的SAR图像滤波方法

在小波域隐Markov模型(HMM)的基础上提出一种新的合成孔径雷达(SAR)图像的滤波方法。首先根据小波变换的内在特征,建立小波域的隐Markov树(HMT)模型,通过EM算法可以获得该HMT模型的参数估计。然后根据SAR图像的统计性质,将SAR图像的乘法斑点杂噪声在局部范围内近似为加性白高斯噪声,通过最小均方差(MMSE)估计可以获得信号的小波变换值。通过对真实SAR图像的应用,结果说明该方法可以在保存图像细节特征的情况下有效地抑制图像的噪声。     

基于插值FFT和多信号分类法的间谐波参数检测

为了在短数据且存在白噪声的情况下检测大幅度谐波附近的小幅度间谐波,提出了采用插值FFT和多信号分类法(MUSIC)相结合的间谐波参数检测方法.首先,利用加Hanning窗的插值FFT检测出信号中的主要频率成分;然后,从原信号中减去这部分信号,利用MUSIC方法对剩余信号进行频率检测,得到的两部分频率即认为是原信号中包含...     

矢量阵的快速宽带频域波束形成方法

矢量水听器能获取振速信息,因此由其所组成的阵列有着常规声压阵列所不能比拟的优势,但正因为有了振速各分量信息,基于矢量阵的信号处理面临计算量大为增加的高维协方差矩阵运算的难题,当阵元数较多时,难以实时实现。为此,基于FFT思想,提出了一种适用于矢量水听器阵列的快速宽带频域波束形成方法。该方法在频域实现,将宽带信号分解为多个窄带信号,采用快速傅立叶变换来实现各阵元数据的相移累加过程,处理速度得以大幅提高。研究表明:该方法完全满足实时处理的需求,其测向性能也能达到克拉美-罗下界,且矢量阵具有常规阵所不具有的左右舷分辨能力,对微弱目标的检测能力也较强。     

规整化SAR图像特征提取

SAR成像算法通常都基于FFT运算,图像分辨率要受到瑞利限的制约。为了提高图像分辨率,目前常用的SAR/ISAR超分辨成像算法大多借助于现代谱估计技术。从解方程的角度考虑,认为有限长数据的高分辨率谱估计是一个欠定方程问题,估计的结果存在"病态"性。在Bayes估计准则下,把信号谱的先验概率密度作为规整项包含进信号频谱的最大后验概率估计中,提高谱估计的分辨率。将这种方法用于SAR图像峰值特征提取,提高了图像分辨率。     

基于RWC的机载SAR斜视成像仿真

通过建立机载合成孔径雷达的工作模型,介绍了SAR的基本成像原理,并针对机载SAR在斜视条件下,因距离走动量较大,对地面目标的成像受到严重影响的情况,详细分析了距离走动产生的原因。在傅里叶变换之前使用对距离走动进行校正的CS算法对经典的CS算法作出了改进,重点推导了改进后算法的实现过程,并通过Matlab仿真模拟地面目标物实现了CS算法在不同条件下的成像结果,证明使用改进后的算法在斜视角情况下成像质量有较大的改善。