基于雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的间歇采样转发干扰抑制方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是基于欠采样原理的新型雷达相干干扰技术,能够形成密集假目标干扰.该文针对抗间歇采样转发干扰问题,提出一种雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的抗干扰方法.首先,以发射信号脉冲压缩积分旁瓣能量和干扰信号非匹配滤波输出积分能量为目标函数,综合考虑发射信号的幅度约束,建立了间歇采样转发干扰抑制的数学优化模型.然后,通过问题分解推导了雷达发射波形和非匹配滤波器的解析表达式,基于迭代算法设计了发射波形和非匹配滤波器.最后,通过仿真实验的方式验证了发射波形和非匹配滤波器的性能、抗间歇采样转发干扰性能以及所提方法的间歇采样转发干扰抑制能力.     

全极化雷达抗间歇采样转发式干扰的非匹配滤波方法

间歇采样转发式干扰（ISRJ）能够在雷达接收机形成多个逼真的假目标，兼具压制和欺骗的干扰效果。为提升雷达在此干扰场景下的目标检测能力，提出了一种全极化雷达体制下的抗ISRJ非匹配滤波方法。文中以脉冲压缩后信号最小旁瓣能量输出和干扰最小积分能量输出为出发点，基于罚函数的思想建立多目标优化模型；通过帕累托参数的组合加权，将模型转化为多线性约束下最小输出积分能量的目标函数，以此设计非匹配滤波器。仿真实验表明，本文方法能够有效抑制不同样式的间歇采样转发式干扰。     

一种多普勒容忍的抗间歇采样转发干扰恒模互补波形和接收滤波器联合设计方法

作为一种典型的相干干扰,间歇采样转发干扰利用欠采样原理,能够在雷达接收机产生多个高逼真假目标,使雷达对真实目标的检测失效.针对这一问题,该文提出了一种基于多普勒容忍的多脉冲互补序列和接收滤波器联合设计的抗间歇采样转发干扰方法.首先,考虑设计序列的多普勒容限,以最小化发射序列和接收滤波器模糊函数旁瓣能量以及干扰信号和接收...     

几何匹配滤波器及其对间歇采样转发干扰的响应特性

针对间歇采样转发干扰问题,基于几何代数工具重新审视匹配滤波过程,以投影角余角作为滤波器输出构造了几何匹配滤波器并分析了其对间歇采样直接转发干扰的响应特性。仿真中利用几何匹配滤波器输出对干扰采样占空比进行了估计,为下一步抑制干扰提供了先验知识;通过对比不同参数下几何匹配滤波器与传统匹配滤波器对目标与干扰的输出,说明了几何匹配滤波器对强干扰的优良适应能力以及给目标检测带来的增益,为解决雷达对抗切片转发干扰提供了一种新的几何视角。     

脉间-脉内捷变频雷达抗间歇采样干扰方法

为提升雷达抗间歇采样干扰的能力,该文根据间歇采样转发干扰收发分时的特点,利用脉间-脉内捷变频波形的“主动”抗干扰优势,提出了一种基于分数阶傅里叶变换的并行干扰抑制方法。首先在时域对被干扰的子脉冲进行提取,并将提取到的信号进行切片处理,然后在分数阶傅里叶域利用窄带滤波器组对干扰进行抑制,最后构造匹配滤波器组进行分段脉冲压缩实现子脉冲积累。理论分析和仿真结果表明,所提方法可以有效对抗不同间歇采样干扰样式组成的多主瓣干扰,在高干信比条件下依然具有良好的抗干扰性能,极大提升了雷达的抗干扰能力。      

载波编码多载波相位编码雷达信号 抗间歇采样干扰研究

根据间歇采样转发干扰时域不连续采样特点,本文创造性地提出了一种具有抗间歇采样转发干扰特性的基于载波编码（CC）和多载波相位编码（MCPC）雷达信号,即CC-MCPC信号。与目前常用的滤波器设计抗干扰方法不同,CC-MCPC信号是从波形设计的角度出发,采用具有良好伪随机性的混沌序列对时域中的每个符号进行编码,频域中采用巴克码对每个子载波进行编码。载波编码增加了雷达波形脉冲的伪随机性,降低了雷达回波与间歇采样干扰的相关性,从而有效地抑制了假目标的干扰。CC-MCPC与常用滤波器设计方法互不冲突,可叠加使用。本文设计了两个仿真实验,验证了CC-MCPC的有效性和可行性。实验结果表明,在文中所述的典型参数下,CC-MCPC信号与传统的MCPC信号和LFM信号相比,CC-MCPC信号经脉冲压缩后的SJR改善因子优化了1-1.5dB。      

抗间歇采样转发干扰的波形设计方法

间歇采样转发干扰是一种先进的密集假目标干扰技术,该技术基于“欠采样”原理对雷达信号进行低速率间歇采样处理,具有干扰快速响应、抗捷变能力强等优点,能够使雷达无法检测真实目标,甚至使信号处理系统过载。该文针对间歇采样转发干扰样式,基于模糊函数理论,首先设计了一种抑制该干扰的特殊雷达工作波形,即“稀疏多普勒敏感波形”,这种波形通过破坏干扰信号多普勒频率上的输出连续性实现对干扰信号的抑制;然后,基于该波形在时域上的等间隔副瓣特性,提出一种时域上的“滑窗抽取检测”方法,在抗干扰的同时实现目标检测;最后,理论分析和仿真实验验证了该设计波形的干扰抑制有效性,以及“滑窗抽取检测”方法在干扰背景下的良好目标检测性能。     

一种非均匀组合间歇采样转发干扰方法研究

针对传统间歇采样转发干扰样式在面对具有较强抗干扰能力的新体制雷达时，因其波形较强的规律性而易被识别并剔除的问题，提出了一种非均匀采样与波形重构的方法对干扰波形进行优化。本文基于传统间歇采样转发干扰产生过程，在雷达信号采样过程中，采用非均匀方法完成信号相干采集；在干扰信号生成过程中，采用组合重构的方法完成干扰波形生成。论文通过Matlab仿真实验对使用方法进行了验证，与传统方法相比，提出的优化方法具有更好的干扰效果与抗识别特性。     

基于MIMO雷达的重复线性冗余多载波相位编码信号抗间歇采样干扰研究

该文基于雷达信号时域间断采样获得间歇采样和重复干扰（ISRJ）的原理,提出了一种基于多输入多输出（MIMO）雷达和多载波相位编码（MCPC）雷达信号的新型重复线性冗余（RLR）波形,即RLR-MCPC信号。从波形设计的角度出发,对于采用MCPC多相编码结构的信号,采用混沌序列对每个码片进行时域编码。此外,在时频域中,一些码片通过重复线性排列进行冗余编码。频域上,每个子载波都包含冗余编码,时域上,脉内任意时间段都包含冗余编码。在MIMO雷达中,雷达信号按子载波分成多路通道进行传输,在每路通道中对接收信号进行处理,保证间歇采样不论在时域中如何采样,都会在某一路通道上采样到冗余信息,从而与匹配滤波器失配。所以,RLR处理使信号具有抗间歇采样转发干扰（ISRJ）的特性,能有效抑制ISRJ假目标的干扰。结果表明,在该文设计的典型参数下,经过脉冲压缩后的RLR-MCPC信号的SJR改善因子比MCPC信号优化了2.5~3 dB。      

基于差分特征的间歇采样转发干扰辨识与抑制方法

间歇采样转发式干扰机通过对其接收到的雷达发射信号进行采样、存储、处理和多次转发,在雷达接收端形成逼真的假目标干扰效果。为提升上述干扰场景下的雷达探测性能,该文提出了一种新的信号差分特征提取方法,在此基础上,利用目标回波和干扰信号在差分特征空间的差异设计判决准则,从而在有效辨识并抑制干扰的同时实现目标检测。仿真结果表明:该方法干扰抑制效果显著,相比于3种典型的时频域滤波算法等效信噪比改善4.2 dB以上。      

相位编码信号的综合旁瓣能量改善技术

相位编码信号的综合旁瓣性能不佳是制约其在分布式目标观测应用中的主要因素。根据相位编码信号的均匀旁瓣结构有利于抑制旁瓣能量的性质,采用失配滤波技术对接收回波处理,获得了基本均匀的旁瓣输出,进一步通过接收回波提取出原始发射信号分量,通过一位时移、取复共轭形成了旁瓣对消器,经过旁瓣对消处理后极大地改善了相位编码信号的积分旁瓣比指标值,并且获得了类似线性调频信号的多普勒容忍性,本方法将使得相位编码信号在雷达对地观测等方面获得很好的应用前景。     

A 'best' mismatched filter response for radar clutter discrimination

The response of a mismatched filter which will reduce the effects of radar clutter energy on signal detection is considered in this paper. Clutter is assumed to result from scatterers having a range-velocity distribution different from that of a desired target. A tradeoff between signal-to-clutter ratio (SCR) and signal-to-noise ratio (SNR) is made. The mathematical treatment involves controlling the distribution of the volume of the squared magnitudet/fcross-correlation function associated with a given transmitted waveform and the response of the mismatched receiving filter. A measure of this volume is minimized for variations in mismatched filter response under suitable constraints on the output signal and noise powers. The essential result is contained in a linear integral equation. A method of solution is illustrated which enables one to choose a "best" tradeoff between SCR and SNR.     

气象雷达超低副瓣失配滤波处理技术研究

在雷达信号处理中,通过匹配滤波进行脉冲压缩可以获得最大化的信噪比,有效地减小了雷达回波中噪声对信号的影响。然而,脉冲压缩的输出具有较高的距离旁瓣,在气象雷达探测中,由于空间分布的散射粒子之间反射强度相差较大,弱散射粒子的回波容易掩没在强散射粒子的旁瓣中,因此有超低旁瓣的需求。本文主要研究了能够降低旁瓣的非线性调频（NLFM）波形和最小积分旁瓣水平（ISL）失配滤波器,分析了多普勒频移对其性能的影响,并在最小ISL滤波器的基础上通过进一步对滤波器系数加权的方法,使得在回波具有多普勒频移的情况下也能达到超低旁瓣的性能。      

Optimal waveform design for generalized likelihood ratio and adaptive matched filter detectors using a diversely polarized antenna

In this paper, we address the performance optimization of adaptive detectors in Gaussian noise with unknown covariance matrix, based on a diversely polarized antenna (DPA). First, a general signal model is presented, where the system response is related to the characteristics of its transmitted pulses. Two adaptive detectors, i.e., generalized likelihood ratio and adaptive matched filter, are then adopted, and their expressions for the probabilities of false alarm and detection are provided. In particular, a waveform design algorithm to enhance the detection performance of both the detectors is proposed. Finally, simulation results illustrate the performance gain obtained with the proposed waveform design algorithm, i.e., by optimally selecting the polarization of the transmitted pulses of the DPA.     

一种利用随机矩阵调制实现共享通信方法

本文提出了一种利用随机矩阵调制-OFDM雷达成像波形实现共享通信的方法。首先,利用基础波形和随机矩阵在OFDM波形上构造随机矩阵调制-OFDM波形库。然后,在发射端根据不同的通信方式确定不同的发射方式,并根据雷达性能和通信传输要求选取相应的参数。最后,在雷达接收端,利用发射信号的伪正交性分离出回波信号实现雷达成像;在通信接收端,利用接收信号在与发射波形相对应的匹配滤波器的输出端有较高的目标尖峰,来解调出通信信息。数值仿真表明,该方法在保留该波形优异的雷达成像性能的同时,可有效实现共享通信。基于随机矩阵调制-OFDM波形数量的丰富性以及良好的正交性,可以保证较大的数据通信速率及较高的数据通信质量。     

基于LFM分段脉冲压缩的抗间歇采样转发干扰方法

得益于数字储频技术的快速发展,间歇采样转发干扰(ISRJ)得到广泛应用,现有抗干扰方法尚无法有效对抗此种干扰。在深入研究ISRJ的基础上,针对其时域采样不连续的特点,该文提出一种基于LFM分段脉冲压缩的抗间歇采样干扰方法。该方法利用LFM分段信号之间的正交性,结合掩护波形的思想,通过窄带滤波器组对干扰和目标进行分选,然后剔除干扰,最后在脉内和脉间进行积累。理论分析和仿真结果表明,分段脉冲压缩方法能有效对抗多干扰机情况下不同样式的间歇采样干扰组合。     

干扰环境下MIMO雷达波形与接收滤波联合优化算法

传统雷达一般采用固定的发射波形,在干扰环境下很难获得最优的目标检测性能。针对这一问题,利用集中式多输入多输出(MIMO)雷达波形分集的优势,提出了一种干扰环境下的MIMO雷达波形与接收滤波联合优化算法。以最大化输出信干噪比为准则,使发射波形满足恒模条件,同时施加波形与具备较好脉压特性雷达波形之间的相似性约束,建立了有限相位发射波形与接收滤波权值的优化模型。然后,在循环迭代的算法框架下,将优化问题分解为2个子优化问题,并分别采用拉格朗日乘子法、半正定松弛技术对子优化问题求解,得到发射波形与接收滤波权值的联合优化结果。仿真结果表明,所提算法较现有方法相比有更高的输出信干噪比,使干扰信号的抑制性能得到改善,同时可兼顾发射波形的脉冲压缩特性。     

Optimal mismatched filter design for radar ranging, detection, and resolution

In a multiple-target environment a radar signal processor often uses weighting filters that are not matched to the transmitted waveform. In this paper the mean-square range-estimation error, the detection Signal-to-noise ratio (SNR), and the effects of sidelobes are expressed in terms of the impulse response of an arbitrary mismatched filter. It is desired to find that impulse response that results in the minimum range-estimate variance subject to preassigned constraints on the side-lobes and the detection SNR. It is shown that for detecting the radar target and estimating its range, the form of the optimum filter is a modified transversal equalizer. If only detection is required, the optimum filter reduces to the transversal equalizer. Certain parameters upon which the solution depends can be found by solving a nonlinear programming problem. Numerical results are given for an interesting class of transmitted waveforms.