雷达信号处理中的瞬时频率仿真研究

雷达回波信号是非平稳的信号,其瞬时频率是雷达接收机所接收到的回波信号的重要参数,可以获知空间目标的运动信息.分析了雷达回波信号处理过程中所产生的多普勒瞬时频率的数学基础,并采用时频分析的方法仿真了多普勒瞬时频率的性能参数.     

基于RSPWVD的多分量FM信号盲分离

针对多分量任意形式的调频(FM)信号,利用平滑重排伪wigner-ville分布(RSPWVD)作为时频分析工具,平滑可以抑制各信号之间的交叉项,但会引起信号项的平滑,降低时频聚集性,通过重排可以提高时频聚集性.把RSPWVD的结果作为图像,利用Viterbi算法作进一步处理,分离信号分量.仿真结果表明,在未知任何信号先验知识的条件下,可以准确分离各个信号分量,得到精确的瞬时频率(IF)估计.     

一种基于时频域滤波的ISAR瞬时成像算法

为了得到机动目标的瞬时像,需要采用时频分析的方法.分析了2种Cohen类时频分布Wigner-Ville分布(WVD)及Choi-Williams分布(CWD)的时频特性.基于时频域滤波的思想提出一种兼备高时频集聚性和交叉项抑制能力的瞬时频率估计方法.由此得到一种新的ISAR瞬时成像算法,对机动目标数据进行成像处理,结果说明了算法的优越性.     

海洋环境中基于WVD的LFM信号检测方法

海洋环境中弱信号的谱与海杂波的谱相混叠 ,目标和背景的位置差异很小 ,经典的频域或空域处理对海杂波中弱信号的检测难以奏效。鉴于Wigner-Ville分布 (WVD)对线性调频信号 (LFM )具有时频聚集性这一特点 ,提出了一种海洋环境中基于WVD的LFM信号检测方法。利用雷达采集的真实海杂波数据 ,在不同信杂比的条件下 ,研究了该方法与经典频域法在信号检测中的差别。通过实验分析 ,与经典方法相比 ,该方法具有明显的优越性 ,且信杂比达到 -14 . 3dB时 ,其仍能很好地对信号进行检测。     

基于熵最小化的LFM信号调频率估计算法

利用LFM信号频谱的熵随着调频率减小而降低的性质,提出了一种基于频谱熵最小化的LFM信号调频率的估计SEM方法。建立参数待估的相位补偿因子,通过搜索得到使得补偿后信号频谱熵全局最小的调频率估值。在搜索过程中,采用两级搜索策略,并引入牛顿迭代算法,有效降低了算法复杂度。理论推导和仿真结果证明,该算法为有偏算法,估计偏差量与初始频率相关,理论估计方差比较CR下界低12d B。对雷达实测回波信号进行验证,与离散多项式变换算法相比发现,提出算法估计的鲁棒性更好,并具有较高的测速精度,具有一定的应用价值。     

基于IFM的交叠线性调频信号参数估计

线性调频信号是脉冲压缩雷达中一种重要的脉冲压缩雷达信号,但当前的瞬时测频系统无法对其检测,更无法检测交叠信号。以瞬时测频系统为基础,分析了单线性调频信号和交叠线性调频经过瞬时测频系统的理论输出,据此提出了一种改进IFM系统的思路和解算交叠线性调频信号方法。新方法用模数转换器(ADC)对前沿未交叠的I、Q输出值进行量化和连续时间采样,得到一个信号离散频率值,应用LMS算法估计出其初始频率和调频斜率。以此为基础,根据交叠部分的I、Q输出值,估计出另一个信号参数。由Matlab/Simulink仿真验证可知,新方法能够估计两交叠线性调频信号的参数。     

基于WVD-Radon变换的宽带延展目标回波参数提取

分析了宽带延展目标的时延-时间伸缩效应及其导致的回波信号在时域和频率域的特性;针对LFM信号的时频分布特点,利用WVD和Radon联合变换技术,提取LFM信号在时-频域分布上的特性参数,提出了一种宽带延展目标回波参数提取方法,得到了目标的时延—时间伸缩分布.仿真结果表明,该方法是可行的.     

GPS接收信号中线性扫频干扰的抑制

研究了阵列接收的GPS接收信号中线性扫频(LFM)干扰的抑制问题。LFM信号瞬时频率的估计是抑制干扰的关键,而要准确估计信号瞬时频率,必须抑制接收信号时频分布中交叉项干扰。本文对接收信号矢量进行白化,得到信号矢量白化后的空时频分布(STFD)矩阵。文中推出一个与传统方法获得的判决变量不同的判决变量,用该判决变量可以更加清晰地选出LFM信号在时频分布中的自项。根据时频脊点的分布估计LFM信号频率参数以及信号瞬时频率,之后即可根据瞬时频率构建陷波器滤除干扰。仿真表明该方法能够将受交叉项严重干扰的接收信号时频分布映射为清晰的接收信号自项的时频分布,在数据快拍数满足一定要求时可以很好地抑制掉LFM干扰。     

集成时频特征的拖曳式诱饵存在性检测方法

拖曳式诱饵干扰为实现角度欺骗需要通过目标机动来形成导弹、目标、诱饵三角态势,弹目距离的接近以及三角几何关系的剧烈变化导致雷达接收回波中目标与诱饵的多普勒频率呈现时变非平稳特性。传统傅里叶分析方法无法反映频率分量随时间的变化情况,易导致谱线展宽和分辨力下降,使得基于频谱展宽的干扰检测具有很大的局限性。在分析诱饵干扰特点以及时频变化特性的基础上,将目标与干扰的回波分段近似为多分量线性调频模型,利用时频分析展现频率特征随时间的演变规律,采用WVD(Wigner-Ville distribution)与霍夫变换(Hough transform)相结合的方法检测接收回波中的多分量信号峰值,结合干扰特性设计阈值门限,实现了雷达波束内拖曳式诱饵干扰的存在性检测判决。末制导典型场景下的仿真实验验证了方法的有效性。     

基于时间延时的调频步进频率ISAR欺骗干扰

逆合成孔径雷达由于其独特的成像原理,具有比普通雷达更强的抗干扰能力。调频步进信号具有在保持瞬时带宽较小的同时通过合成宽带技术获得距离高分辨,降低系统实现的复杂度的优点,提出了一种基于时间延时的对调频步进信号体制成像雷达欺骗干扰方法,利用对调频步进雷达接收到的回波信号进行距离向延时和方位向延时后转发,从而合成假目标对调频步进频率ISAR进行欺骗干扰。仿真结果表明这种方法行之有效。     

旋转稳定塑料弹体工程设计计算研究

本文以实验结果为依据,首先分析了塑料弹体影响弹丸膛内运动的物理性能,然后结合旋转弹丸的膛内运动特征,经过模拟试验,采用数学拟合法,初步建立旋转稳定弹塑料弹体工程设计计算的数学模型(包括结构尺寸设计计算、强度计算和内弹道计算)。     

调频信号对调频步进ISAR的相干干扰技术

逆合成孔径雷达由于其独特的成像原理,具有比普通雷达更强的抗干扰能力.调频步进信号具有在保持瞬时带宽较小的同时通过合成宽带技术获得距离高分辨,降低系统实现复杂度的优点.提出了一种基于线性调频信号对调频步进信号体制成像雷达相干干扰方法,利用线性调频信号对调频步进雷达接收到的回波信号进行附加的频率调制和相位调制后转发,来破坏ISAR成像的方法.由于线性调频信号与线性调频步进信号有相似的频域特性,因此可以获得一定的处理增益,从而降低干扰功率.仿真试验表明这种方法行之有效.     

V-调频信号抗移频干扰的方法研究

简单介绍了V-调频信号的时频特点,以及V-调频信号对距离-速度二维信息的测量。研究了移频干扰对V-调频信号的干扰效果。针对移频干扰,利用V-调频信号的脉压特点,提出了一种抗移频干扰的方法,通过该方法,能够从受到移频干扰的V-调频信号的回波中获得单个运动目标的距离和速度信息。最后,通过仿真验证了这一结论。     

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。     

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。     

一种改进的小波域LFM雷达信号参数估计算法

提出了基于重排小波-Radon变换的线性调频信号的参数估计法。该方法先将小波尺度图转为时频分布图,为提高聚集性引入了时频重排,再将重排图进行Radon变换以进行参数估计。仿真结果表明,该方法有效提高了时频分布图的聚集性,节省了后续Radon变换的时间,同时也抑制了噪声干扰,辨识效果明显提高。     

基于快速ESPRIT的反鱼雷鱼雷声引信回波频率估计

受引信体制条件的制约,传统的频率估计方法由于估计精度与运算复杂度互为影响,无法应用在声引信谱估计中。反鱼雷鱼雷声引信谱估计方法要求具有运算量小、实时性好、估计精度高和算法稳定有效的特点。基于此,利用对回波采样数据重新排列的方法,提出了一种快速ESPRIT频率估计方法。经蒙特卡罗仿真研究,快速ESPRIT算法频率估计精度可以满足系统需求,对反鱼雷鱼雷声引信的回波信号多普勒频率估计是有效估计。由于减少一次特征值分解,采用现代数字处理芯片,具有较好的实时性。     

积分二次相位函数和傅里叶变换的多相码参数估计

针对传统时频方法对多相码信号参数估计计算量比较大的问题,提出一种新的多相码参数估计方法。首先利用积分二次相位函数(IQPF)估计信号的调频率,然后重新构造一个线性调频信号(LFM),通过解线调将多相码信号的调频率消除,最后计算解线调后信号的傅里叶变换(FFT)估计信号脊线间隔和载频,进而估计信号的码元宽度和重复周期。该方法不需要进行直角坐标和极坐标的变换且仅需一维搜索,可以大幅度减小计算量。仿真表明,可以用较小的计算量取得与RAT(Radon-Wigner Transformation)和RWT(Radon-Ambiguity Transformation)相当的估计精度。     

基于MDCFT的天空双基地雷达机动目标检测方法

针对天空双基地雷达高速机动目标的距离徙动和多普勒频谱扩展问题,在建立目标回波信号模型及分析目标距离和多普勒徙动特性的基础上,提出了一种适用于该体制雷达的高速机动目标检测方法。首先对脉压回波信号采用Keystone变换校正距离徙动;其次对离散线性调频傅里叶变换(discrete chirp-Fourier transform,DCFT)进行修正,完成对目标加速度大小和频率因子的估计;然后根据构造的二次相位补偿函数,实现多普勒徙动补偿;最后对补偿后回波信号进行相参积累检测。仿真结果表明,所提方法对目标径向加速度的估计更准确能有效对高速机动目标回波能量进行相参积累,提高了在低信噪比条件下的检测性能。     

机载PD雷达宽带线性调频信号运动补偿

采用宽带线性调频信号能够显著地提高雷达的距离分辨率和抗干扰能力,然而雷达与目标间的相对运动损耗了部分目标回波相参积累能量,影响目标频率向和距离向分辨力。针对以上问题,提出了一种基于改进匹配滤波函数的运动补偿方法,补偿信号回波中的相位误差,实现宽带线性调频信号目标运动运动补偿。实验与仿真结果证明了该算法的有效性。