超宽带随机信号雷达的应用研究

超宽带(UWB)雷达和随机信号雷达是近年来发展的2种新体制雷达.超宽带雷达具有高距离分辨率,目标识别和检测能力强的特点.噪声雷达具有低截获,抗干扰能力和电磁兼容性好的特点.通过结合UWB雷达技术和随机信号雷达技术,提高了雷达系统设计的综合能力.UWB随机信号雷达在未来的民用和军用领域具有巨大的潜力.     

降低OFDM雷达PAPR的SLM改进算法研究

正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)雷达信号具有良好的分辨力和较高的频谱利用率,其中基于混沌二相编码调制的OFDM雷达信号由于具有结构灵活、更优的脉压性能和较强抗干扰能力等优点受到广泛青睐,但是在系统中存在的高峰均比问题使得OFDM雷达在实际应用受到限制。针对各载波不同混沌二相编码序列调制的OFDM雷达信号,提出一种基于混沌粒子群的选择性映射(selective mapping,SLM)算法来降低OFDM雷达信号中的高峰均比问题。实验结果表明:相比于传统SLM算法和基本粒子群SLM算法,基于混沌粒子群的SLM算法在降低OFDM雷达信号的峰均比方面具有更好的效果。     

一种新的混沌雷达信号源的设计

基于考必兹(Colpitts)混沌振荡器,给出了一种新的混沌雷达信号源。这种混沌电路通过电容耦合两级改进型考必兹混沌电路实现。给出了基本改进型和两级耦合后的信号产生电路仿真结果,并对这种混沌雷达信号源和单级考必兹混沌电路的输出信号频谱进行了比较。     

用相位梯度法校正超宽带雷达系统的相位误差

线性调频 (LFM)信号体制的超宽带雷达 (UWBR)系统的相位误差 ,会影响雷达系统脉冲压缩的结果。本文提出的相位梯度 (PG)算法 ,能够有效地估计系统相位误差 ,改善脉冲压缩的性能。     

混沌四相编码信号的数字生成方案研究

利用混沌序列生成提高雷达性能的新型探测信号.首先采用离散混沌序列生成适用于雷达探测的二相编码信号;基于二相至四相之间的变换,进一步生成主旁瓣比较高、压缩比较大的Taylor四相编码.随之研究了混沌四相编码信号生成步骤,并由直接数字合成技术DDS(direct digital synthesis)给出了相应的四相编码信号生成方案.通过宽带模糊函数统计平均方法研究了信号的模糊特性,同时利用混沌序列复本相关技术对信号的抗干扰性能进行了分析.数值仿真验证了该方案的有效性.研究结果为解决测距与测速在精度和分辨力之间的矛盾提供了选择途径.     

基于两种映射的MIMO雷达混沌调频信号

现有方法中,混沌信号在MIMO雷达波形设计中的应用仅局限于单一混沌映射模型,难以改善固有缺陷.为解决此问题,设计基于Lorenz和Bernoulli 2种映射的MIMO雷达混沌调频信号,通过对信号模型、相关函数、模糊函数和综合性能的分析,证明该设计方法的可行性,表明基于两种映射的混沌调频信号通过优势互补可有效改善MIMO雷达性能.     

超宽带雷达技术

超宽带雷达是一种新的雷达体制,是雷达探测技术主要发展方向之一。本文讨论了超宽带雷达的特点及可能发挥重要作用的应用方面,简要阐明了超宽带信号形式、关键技术内容以及国内外发展情况,最后对我国如何发展超宽带雷达技术提出了看法。     

基于混沌理论的雷达导引头设计研究

分析了Tent映射混沌信号的波形性能,证明了该信号具有的良好品质,提出了基于Tent混沌信号产生的雷达导引头设计方案,采用了数字激励4级非线性耦合型Colpitts振荡电路解决混沌同步问题,通过理论分析,该方案具有较好的应用价值.     

LFM-UWB雷达的梳状谱干扰技术

为了解决对超宽带雷达干扰中功率分散的问题,提出利用梳状谱信号,即将干扰功率集中在雷达信号频带范围内的部分频率点,对雷达实施干扰,破坏回波信号与参考信号的相关性,从而实现有效的干扰.并以线性调频超宽带雷达的距离像为例,通过仿真,给出了不同信号带宽条件下梳状谱干扰仿真结果,比较得出梳状谱信号对线性调频超宽带雷达具有较好的干扰效果.     

混沌随机频率步进信号分析与处理

混沌具有类随机性、对初值敏感、易于产生和控制,频率步进信号易于工程实现和处理,结合二者的优势,提出一种基于混沌序列的随机频率步进雷达信号。介绍了信号产生模型,从理论上推导、分析了该信号的模糊函数和互相关函数性能,给出了信号直接相关和先排序存储、后匹配滤波两种回波处理方法。应用四种典型混沌进行数值仿真,并和已有的线性频率步进信号、高斯和均匀随机频率步进信号进行对比分析。结果表明,混沌随机频率步进信号具有较优良的性能,是一种有潜力的雷达信号。     

二次相位误差对FMCW SAR成像质量的影响

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)是一种新近提出来的成像雷达体制,在FMCW SAR成像中,相位误差是成像质量下降的主要原因,必须对相位误差进行消除.首先建立了存在二次相位误差的FMCW SAR的信号模型,然后分析了二次相位误差对成像质量的影响,提出了一种补偿二次相位误差的方法.此方法与存在二次相位误差时的成像结果相比较,有效地消除了二次相位误差的影响,成像质量大为提高.     

基于一维距离像的导弹目标运动特征提取方法

根据导弹目标运动方式及其回波特点,提出了一种基于一维距离像的运动目标特征提取方法。在对回波进行全去斜率处理后获得目标一维像。通过观测一维像序列的长度变化周期,提取目标的章动频率;根据距离像在成像窗口中的位置,获取雷达和目标的径向距离;利用相邻距离像相关方法,获取距离像平移位置,从而推出雷达—目标的径向速度。进行了相应的仿真实验,结果表明了该方法的有效性。     

高分辨率UAV SAR的三维运动误差分离与补偿

在基于SAR回波的数据处理中,多普勒调频率具有很高的估计精度且对场景的依赖性很小,可以更广泛地用于自聚焦处理。基于多普勒调频率参数估计,针对回波包络及相位分别提出了误差提取模型,并通过包络误差校正和相位误差补偿两个步骤实现了高精度的运动补偿处理。实测数据表明,本文方法可以在低精度导航信息情况下获取高分辨率雷达图像。     

基于直达波补偿的星地双站SAR滑动聚束模式频域成像算法

星地双站合成孔径雷达以星载系统为机会照射源,地面接收机接收直达波和散射波信号进行同步和成像处理。本文介绍了星地双站SAR系统结构,对基于直达波进行距离向脉冲压缩后的信号调频率、距离徙动以及二维频谱的空变性进行了分析。在此基础上,基于方位向预处理过程、直达波补偿以及非线性Chirp Scaling算法,提出了适合该模型的频域成像算法,并通过点目标仿真验证了该成像算法的有效性和性能。星地双站SAR实测数据进一步验证了该成像算法的有效性。     

毫米波合成孔径雷达成像技术

毫米波合成孔径雷达(SAR:Synthetic Aperture Radar)成像技术是雷达技术、现代电子技术和数字信号处理技术的有机结合,使系统雷达的功能发生了质的飞跃.随着SAR成像处理技术的发展,其成像质量不断提高,成为当今高科技条件下一种不可取代的探测、侦察手段,在军事、经济和科学研究等方面都有重大价值和广泛应用前景.主要介绍了毫米波成像雷达与微波雷达相比具有的技术特点,较详细地讨论了毫米波合成孔径雷达的成像原理技术.     

基于Jacobsen法的LFMCW雷达测距算法

提出了一种基于Jacobsen法的LFMCW雷达测距算法。该算法通过应用Jacobsen法估计规则区差拍信号的频率,并对多段规则区差拍信号进行联合分析,以提高算法的稳定性和测距精度。实验结果表明:测距范围为10~10.25 m,信噪比为8~12 dB,算法的绝对误差始终小于1 mm;噪声干扰会在一定程度上影响算法的测距精度。     

空中非合作目标旋转部件位置估计方法

针对当前空中非合作目标中旋转部件位置估计方法稳健性不足的问题,在分析旋转部件在高分辨距离像和逆合成孔径雷达像中分布特性的基础上,提出应用逆合成孔径雷达像的方位向距离单元熵和局部径向距离单元熵的旋转部件位置估计方法。该方法能够提升空中非合作目标逆合成孔径雷达成像过程中旋转部件信号分离的准确度。仿真数据和实测数据处理结果证明了所提方法的有效性,通过在实测数据中叠加额外噪声,进一步检验了所提方法对噪声的稳健性。     

圆周SAR与线性SAR成像特性分析与对比

圆周合成孔径雷达因其独特优势已经成为雷达领域的研究热点。分析圆周合成孔径雷达与线性合成孔径雷达在成像区域大小、点散布函数特性、回波频谱特点、三维成像能力等方面的差异,凸显了圆周合成孔径雷达的成像特点。发现单航过圆周合成孔径雷达频域成像处理的难点在于其回波频谱的空变性。为提高频域成像处理的效率,分析了平面圆周合成孔径雷达与多航过圆周合成孔径雷达成像模式,并指出这两种模式易于在频域开展一致化处理。仿真试验证明了分析内容的正确性。     

高平面分辨率穿透成像雷达的研究与实现

穿透成像雷达利用电磁波对介质的穿透特性,对非金属介质内的不连续点进行高分辨成像。为实现该雷达系统的毫米级高平面分辨率、高探测效率和高便携适用性,设计了高平面分辨率穿透成像雷达系统。采用连续波体制和快速扫描空间采样方案以确保小型化和高成像性能,实现了一体化雷达射频前端;提出了参数未知条件下的自聚焦成像处理等数据处理方法,研制了穿透成像雷达系统样机,质量仅为2.5 kg,可单人手持操作;开展了成像分辨率和穿透能力实验测试,验证了方案的可行性和有效性。     

改进的高脉冲重复频率雷达多假设距离估计方法

高脉冲重复频率雷达目标距离估计时面临距离模糊问题,因此必须采取一定方法解距离模糊。现有方法大都需要在每个驻留时间内至少两帧(包括两帧)检测到目标来实现目标距离估计,多假设方法虽然不要求在每个驻留时间内都需至少两帧检测到目标,但是当模糊区间发生变化时会出现目标距离估计错误。针对现有多假设方法的不足,提出改进的多假设方法,通过建立相关波门来判断目标所在的模糊区间是否改变并对目标状态作出修正,实现对模糊区间发生变化时目标距离的正确估计。仿真表明,方法可以不受模糊区间变化的影响,以较高精度实现目标距离估计。