S型非线性调频信号的谱修正脉压研究

首先阐述了非线性调频信号的设计原理,介绍了S型非线性调频信号的波形设计方法。针对匹配后脉压主副比还不满足雷达工作的实际要求,对匹配后输出波形采用谱修正技术,对一组不同BT值的信号进行了仿真,与频域加窗方法进行了对比。仿真数据表明此方法提高了脉压后的主副比,且SNR损失和主瓣展宽小,有一定的实用性,并对其数字脉压的工程实现有一定的指导意义。     

S型非线性调频号的谱修正脉压研究

首先阐述了非线性调频信号的设计原理,介绍了S型非线性调频信号的波形设计方法.针对匹配后脉压主副比还不满足雷达工作的实际要求,对匹配后输出波形采用谱修正技术,对一组不同BT值的信号进行了仿真,与频域加窗方法进行了对比.仿真数据表明此方法提高了脉压后的主副比,且SNR损失和主瓣展宽小,有一定的实用性,并对其数字脉压的工程实现有一定的指导意义.     

基于调频函数和数据拟合的非线性调频信号波形设计

研究了非线性调频信号波形设计方法。根据调频函数模型,提出利用数据拟合的方法设计非线性调频信号。与其他方法比较,该方法设计的非线性调频信号距离副瓣低、主瓣展宽小,实验结果证明该方法的有效性。     

一种改进的非线性调频信号设计

 在窗函数法的基础上提出一种改进的非线性调频信号方法.该方法采用凸优化求解窗函数法设计非线性调频信号的最小峰值旁瓣抑制相关器,并基于此构造一种新的非线性调频信号,通过多次迭代可进一步降低其距离旁瓣.改进的设计方法在给定的主瓣宽度条件下可以获得较低的距离旁瓣,而且适用于小时宽带宽积的非线性调频信号设计.和已有方法相比,所提方法具有设计灵活和收敛性好的优点.仿真数据结果验证了方法的有效性.     

基于GASA算法和调频函数的NLFM波形设计

与线性调频信号相比,非线性调频信号无需加权就可以获得很低的距离旁瓣,而且没有信噪比损失,在脉压雷达中得到广泛的应用。一般地,设计非线性调频信号都采用基于相位逗留原理的窗函数法,但是设计的波形有很高的距离旁瓣。在分析了窗函数法设计非线性调频信号的基础上,根据一种新的调频函数数学模型,提出了一种用GASA算法来产生非线性调频信号的新方法,并给出了仿真实例,仿真验证了该算法的有效性。通过该方法获得了脉压后低副瓣的非线性调频信号,可以提高脉冲压缩性能。     

MIMO雷达正交频分非线性调频波形设计

正交波形是多输入多输出雷达应用最广泛的波形,评价波形正交性好坏的重要指标是波形的自相关和互相关性能。针对正交频分线性调频信号的自相关存在主副比低且加窗抑制旁瓣会带来主瓣展宽和失配损失的问题,本文提出了正交频分非线性调频信号的模型和设计方法。仿真分析证明了该种波形比正交线性调频信号具有更好的相关性能。     

线性调频信号低旁瓣脉压窗函数的优化设计

由于线性调频(LFM)信号的幅度谱不是标准的矩形形状,常用的窗函数有时无法将脉压旁瓣降得足够低,因此提出了LFM 信号低旁瓣脉压窗函数的优化设计方法。首先,将频域窗函数的求解表示为一个最优化问题,即在保证设计窗函数下的脉压主瓣与期望主瓣的差别小于给定值的条件下,使设计窗函数下的脉压旁瓣尽可能低;然后,将问题表示为标准二阶锥规划形式并求解。仿真实例表明,设计窗的脉压旁瓣显著低于海明窗的脉压旁瓣,设计窗脉压主瓣的无约束部分有所展宽,两个窗函数下脉压信噪比相同。     

可重构非线性调频信号的设计与实现

与线性调频信号相比,非线性调频信号的频谱更接近理想的窗函数。其由匹配滤波器经过脉冲压缩处理后,无需进行加权处理就可以得到很高主副瓣比的脉冲压缩信号,同时不会降低系统的信噪比,因此能满足对输出信号信噪比要求很高的雷达系统的需求。文章首先介绍了非线性调频信号的设计思想;其次在Matlab软件平台针对不同窗函数实现的非线性调频信号进行仿真;最后在FPGA中采用泰勒窗函数设计实现了非线性调频信号,并在硬件上进行测试和验证。结果表明,采用泰勒窗函数实现的非线性调频信号的脉冲压缩后主副瓣比达到42dB。     

小孔径超视距目标探测中的OFD-NLFM发射波形设计

针对小孔径超视距目标探测时阵列孔径减小空域滤波性能下降的问题,提出了一种正交频分非线性调频（OFD-NLFM）的发射波形设计方法。首先以正切调频函数为频率函数对发射信号进行建模,详细说明了影响脉压性能的正切函数时间副瓣电平控制因子的选择方法,重点提出一种基于凸优化的脉压信号峰值旁瓣抑制算法,建立了脉压输出噪声功率最小的优化模型并进行求解。仿真表明,提出的正交频分非线性调频信号具有较好的正交性,采用凸优化加权算法后脉压主瓣宽度比传统线性调频信号降低约1/3,峰值旁瓣为-31.22 dB,旁瓣电平平均值小于-100 dB,具备更低的抗噪声和干扰性能,从波形设计和脉压处理角度改善了空域滤波性能的不足。     

谱修正旁瓣抑制技术的研究与应用

小时宽带宽积脉冲压缩信号经加权后,主副比仍不能满足实际雷达工作需求。采用谱修正技术对线性调频信号和非线性调频信号进行旁瓣抑制,并与直接匹配滤波和频域加权的方法进行对比。仿真结果显示,该方法能够使脉冲压缩的主旁瓣比提高,且主瓣展宽和信噪比损失较小。实测数据表明该方法可有效应用于工程实践。     

基于非线性调频信号的多相序列设计

用相位逗留原理，给出非线性调频信号的设计方法，对其进行相位离散化，产生多相离散相位序列P（n，k），其中n和k为频域窗函数的参数。P（n，k）随着窗函数的不同，具有不同的主副瓣比PSR。对n=2和4，长度为100的P（n，k）信号进行优化设计，给出具有近似最优的PSR的P（n，k）信号。对主瓣宽度进行理论分析，给出理论上的主瓣宽度的计算方法。P4码信号作为P（n，1）信号，虽然具有最窄的主瓣，但具有较高的距离旁瓣。计算机仿真表明：P（n，k）信号具有比P4信号更强的多普勒鲁棒特性。与前两者比较，FRANK码的多普勒性能最差。     

Instantaneous Frequency Estimation of Nonlinear Frequency-Modulated Signals Under Strong Noise Environment

Instantaneous frequency (IF) is the most important parameter of a signal, which is an important representation of non-stationary signals, such as frequency-modulated signals. Usually, signals are received with noises. Under noise environment, the conventional IF estimation methods for nonlinear frequency-modulated (NLFM) signal cannot work. In this paper, we focus on how to extract IF of NLFM signal under strong noise environment. First, a modified S-method (SM) is proposed to represent the time–frequency (TF) characteristic. The modified SM uses an adaptive smooth window. The symmetric window is used for multi-component signals and asymmetric window for mono-component signals. The modified SM enhances the TF energy concentration and suppresses the cross-terms effectively. Then, the Viterbi algorithm is used to extract the IF from the TF plane. Viterbi algorithm is a hidden Markov chain approach, which is proposed here as the IF estimator. The proposed method is utilized for various types of NLFM signals. Simulation results demonstrate the efficiency and validity of the proposed method under strong noise environment.     

非均匀频率密度多载波新型雷达信号

在高超声速目标搜索应用中,要求雷达发射信号具有高分辨、低截获、高多普勒容限等特性。本文针对OFDM信号多普勒容限低的缺点,提出了一种非均匀频率密度多载波雷达信号以及基于NLFM信号频谱窗函数的子载波频率设计方法;采取理论分析及数值仿真方法,推导、计算了该信号的频谱特性及模糊函数特性,并与典型OFDM信号的有关特性进行了对比,得出结论:新信号具有多普勒容限大、无距离—多普勒耦合、带外衰减快以及时延自相关函数旁瓣低等优点,适合于宽带高分辨雷达对高速运动目标的搜索与检测。      

基于调频函数和遗传算法的非线性调频信号产生方法

在雷达领域中,利用非线性调频脉冲压缩中提高脉压系统的性能,本文根据我们已建立的调叔函数模型,提出了一种利用多参量遗传算法来产生满足脉压系统需求的非线性调频信号的方法,给出一个用该方法设计非线性调频信号的实例,实验结果表明,这一方法能够快速灵活地设计出所需信号。     

基于动态优化的非线性调频信号设计

由于非线性调频信号(NLFM)无需加权就可获得很高的主副瓣比,没有加权失配所引起的信噪比损失,在雷达系统中,得到广泛的应用.本文采用改进的动态优化法对某雷达大时宽、小压缩比、高多普勒频率非线性调频信号进行优化设计.获得高的主副瓣比、小的主瓣展宽系数和宽的多普勒容限,改善了脉压的性能.     

一种改进窗函数非线性组合法的旁瓣抑制性能研究

为解决在雷达脉冲压缩过程中通过海明窗、汉宁窗等加权方式降低旁瓣而引起主瓣展宽、分辨率下降的问题,提出了一种以常用窗函数为基窗函数的改进窗函数非线性组合法。首先,相较于基窗函数,基于窗函数加权脉冲压缩的原理,证明窗函数线性组合法在主瓣展宽不变时可获得更好的旁瓣抑制能力;并在此基础上进一步证明改进的窗函数非线性组合法具有更优的旁瓣抑制能力。然后,通过对改进的窗函数非线性组合法在三角窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等作为基窗函数时的脉冲压缩性能仿真与分析,验证了该方法使用不同基窗函数均可在主瓣展宽不变、信噪比损失增加低于0.5 dB的前提下,将峰值旁瓣相比凯塞窗降低4 dB以上、相比几种常用窗函数降低7 dB以上。最后,通过多目标的仿真实验验证,相比于不同的基窗函数,改进窗函数非线性组合法具有更优的弱小目标检测能力。     

基于NLFM的超低旁瓣脉冲压缩方法研究

在新型的天气雷达中,由于地面杂波反射强度能达到30~55dB,为了测量雨水强度,要求旁瓣电平小于60dB。相对于线性调频信号通过幅度加权得到低旁瓣输出,非线性调频信号(NLFM)无需加权就可以得到很低的主副瓣比,因此没有加权引起的信噪比损失和主瓣展宽等问题。但是对非线性调频信号直接匹配滤波只能获得-40dB左右的主副瓣比,无法满足天气雷达实际应用的需要,因此文中提出一种基于非线性调频信号的改进设计方法,仿真结果表明,该方法可以有效降低旁瓣电平,获得-73dB的主副瓣比,但也会引入一定的信噪比(SNR)损失。     

非线性调频信号设计中的组合窗优化法

在雷达领域 ,非线性调频 (NLFM )信号正被越来越广泛的应用。本文对NLFM的设计与优化方法进行了分析 ,提出一种对窗函数进行组合的设计与优化思路 ,并给出一示例。结果表明 ,该方法能快速灵活地设计出所需信号。