基于FFT的高精度FMCW雷达频率估计算法

在FMCW(调频连续波)雷达测距测速系统中,通常采用FFT(快速傅里叶变换)算法对差频信号进行频率测量。针对Rife算法在信号频率位于FFT量化频率附近时频率估计精度较低的问题,提出了一种改进的频率估计算法。该算法首先对信号作FFT并索引峰值谱线位置,然后对主瓣内幅度最大的两条谱线的系数进行线性组合,来等效实现加Hanning窗FFT,最后进行频率估计。仿真结果表明:该方法具有更高的精度,可应用于FMCW(调频连续波)雷达差频信号频率的测量,能有效地减小频率测量误差,提高距离分辨率。     

基于多调频斜率单脉冲信号的多目标参数测量

对多目标的高精度参数测量是雷达面临的重要挑战。文中在分析线性调频信号距离-多普勒耦合效应的基础上,对传统的正负调频斜率脉冲信号实现单目标参数测量算法进行改进,提出一种利用多调频斜率合成脉冲信号实现多目标参数测量方法,解决了传统方法只能适用于单目标环境下的局限性,实现高精度多目标距离、速度测量,更好地抑制了虚假 目标的出现,有效解决了线性调频信号脉冲压缩带来的距离走动误差。仿真验证了该方法的有效性,且具有良好的测量精度和稳定的抗干扰性能。     

微波光子四倍频复合雷达信号生成及目标多维度探测

在雷达系统中,为了实现对目标的高精度、多维度测量,产生雷达信号是一个基本而又重要的环节.本文提出了一种微波光子四倍频复合雷达信号产生方法,该复合雷达信号包括单啁啾线性调频信号和单音微波信号.利用单音微波信号和单啁啾线性调频信号实现目标径向速度的测量,使用单啁啾线性调频信号实现目标距离测量和高分辨率微波成像.在发射端,使...     

基于AD9959的高精度多通道雷达信号源设计

现代相控阵雷达为了保证空间功率合成精度需要高精度的雷达信号,设计实现了一种以AD9959为核心的高精度多通道雷达信号源。信号源利用多片AD9959产生32路正弦波、线性调频以及相位编码等多种信号形式,并设计采用AD8302对多路信号的幅度和相位进行检测与调整。该信号源已应用实际工程中,现场实验结果表明,该信号源系统产生的高频信号频率稳定度高、相位幅度一致性好,完全满足对信号源的性能指标的要求。     

基于卡尔曼滤波的IFM系统测量LFM信号载频方法

现代雷达广泛使用线性调频(LFM)信号,而雷达对抗侦察中传统的瞬时测频(IFM)系统却无法分析测量LFM信号的脉内频率信息,限制了IFM系统的使用.采用在IFM系统中微波鉴相器输出I、Q正交信号后加入模数转换器(ADC)和卡尔曼滤波器的方法,对传统1FM系统进行了优化改进,不但实现了对LFM信号脉内频率和调频系数的测量...     

基于FrFT的LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率估计算法

线性调频信号(LFM)在雷达中广泛应用,精确获取观测LFM信号中的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪系统的一项关键技术。该文提出了基于分数阶Fourier变换(FrFT)的多普勒频率变化率估计算法,在分数阶变换域上使信号能量聚集,消除调频率对参数估计的影响的同时充分提高了信噪比,进而利用保留的脉冲间相对相位关系获得了多普勒频率变化率的高精度估计。理论分析表明,该算法估计精度接近理论下界,数值仿真验证了算法的有效性。     

MSM激光距离成像雷达中线性调频信号的产生

MSM激光距离成像雷达将微波雷达中调频测距原理应用到激光雷达,采用一个线性调频的射频副载波调制激光输出强度。本文提出了雷达中调频信号发生器产生宽带线性调频信号的设计思路,并着重阐述DDS+PLL实现宽带线性调频的过程。首先建立四阶二型锁相环架构,分析其对DDS产生的线性扫频信号实现频率稳态跟踪的可能性,然后进行锁相环锁频的初步仿真并得到环路基本参数,最后在输入DDS产生的线性扫频信号前提下仿真环路的频率跟踪性能。仿真结果表明四阶二型锁相环实现了对DDS产生的线性扫频信号的频率跟踪及频带扩展,满足了雷达距离精度对线性调频信号的宽频带要求。     

一种高精度频率测量系统设计

提出了一种高精度频率测量系统的设计方法,应用单片机技术将多周期同步法和量化时延法相结合,实现了频率的高精度快速测量。应用该方法设计出来的测量系统不仅体积小、成本低,而且在不需要复杂的传统等精度频率测量控制的情况下,利用其单片机的自身特性,实现宽范围内实用、简单而且精度较高的等精度频率测量,具有较好的实用价值。     

LFM-MPSK雷达通信一体化系统时频联合同步技术研究

相比于传统的单一的雷达或通信设备,雷达通信一体化系统具有易集成、小型化、高谱效等优势,其中基于线性调频的一体化信号的系统方案应用广泛。在一体化系统通信功能实现方案中,传统的同步技术会降低通信速率。针对这一问题,设计了一种包含两类线性调频载波的一体化信号,并利用线性调频良好的自相关特性,提出了一种基于Costas环的时间和载波频率联合同步技术。在该技术中,首先设计了基于线性调频的Costas环结构,实现对两类调频载波的跟踪,然后根据两类载波的频率信息反演出通信时延和载波频偏。仿真结果表明,该同步技术在不影响通信效率及雷达性能的情况下,可实现一体化信号的时频联合同步,且误码率与传统同步技术的性能相当。      

DDS技术在线性调频连续波雷达中的应用

直接数字式频率合成(DDS)作为一种新的频率合成技术，它可以实现从信号参数到信号波形的转换。在传统的线性调频连续波雷达测距系统中，通过三角波发生器对压控振荡源(VCO)进行调制，输出线性调频连续波雷达(LFM-CW)信号，但是压控振荡源的扫频非线性以及很低的频率分辨率对LFM-CW雷达的测距精度产生很大的影响。文中将直接数字式频率合成技术引入LFM-CW雷达，代替压控振荡源，很好的解决了该问题。FFT频谱分析用DSP实现，系统控制用单片机完成，终端采用液晶显示。     

月球轨道交会对接微波雷达系统设计

针对月球轨道自主交会对接任务特点,设计一种测距、测速、测角、通信一体化的先进交会对接微波雷达系统。该雷达系统采用高速伪码延时测距、双程相干多普勒测速及相位干涉仪测角体制完成测量功能,采用QPSK调制与RS编码完成扩频通信功能,具有测量通信一体化、测量参数全、测量精度高、小型化低功耗、使用方便可靠等特点。经实际在轨验证,该雷达系统首次实现了月球轨道无人交会对接全程高精度多元信息测量及可靠双向通信,综合技术达到国际先进水平。     

一种MFSK车载雷达距离速度测量方法

针对传统的线性频率调制(LFM)波和频移键控(FSK)波体制的车载雷达系统存在的一些问题,提出了一种LFM和FSK结合的多频移键控(MFSK)波形雷达测量方法。首先,理论推导出了MFSK体制的测量原理,采用了全相位FFT(apFFT)算法来提高相位估计精度;然后,结合该算法设计出了系统信号处理方法,并对系统的性能进行对比分析。仿真结果表明:文中所设计的MFSK车载雷达系统在多目标情况下具有很高的测量分辨率、可以实现无模糊测量、有效避免虚假目标出现等优点,满足车载雷达测量系统对各项性能的要求。     

基于幅度调制的连续微波雷达测距研究

为实现实时快速的全天候、高精度、大范围测距,该文提出了基于幅度调制的微波雷达测距方法。在分析主要微波雷达特点的基础上,深入探讨了该方法测尺频率和测距范围、精度之间的数学关系,并利用调制在高频载波的低频信号满足大范围测距需求,采用基于测时技术的高精度测相方法实现高精度与高速度测距,并基于混频器、测时芯片TDC-GP2等器件搭建了雷达实验系统。实验表明,基于TDC-GP2测相单元的测相精度达(2.7110-4),并在2.4 GHz载波、150 kHz调制信号的条件下,对3.0～4.1 m内目标的测距实验证明了系统具有1000 m大范围测距的可行性,且目标处于3.0 m时测距精度为0.0187 m,系统单次平均测距时间为0.02～0.03 s。     

基于DRFM技术的雷达模拟器研究设计

靶场测控装备技术含量高、测量精度精准,部分指标验收仅采用传统验收手段已无法满足指标要求。为了保证装备在出厂检测时尽可能得到全面检测,针对脉冲多普勒测量雷达系统工作体制及原理,提出采用数字射频存储(DFRM)技术实现对雷达发射信号进行相干复制,经数字信号处理,完成导弹回波数据模拟,可以有效解决系统参数检测难题。设计的模拟器具有模拟方式多样、精度高等特点,实验证明该模拟器可以满足装备精度指标检测要求。     

提高弹载雷达测速精度的方法研究

基于弹载雷达系统高精度目标信息测量的性能需求,本文提出对FFT频谱数据检测结果采用扩展比值插值算法进行处理,以减少目标速度信息测量误差。仿真试验验证了该方法对提高测量精度的有效性,该方法在实际应用中实现了高精度目标信息测量,从而为提高弹载雷达系统性能、实现对目标的精确跟踪提供有力技术基础。     

太赫兹雷达RCS测量中的分时定标技术

太赫兹频段的目标散射特性测量技术是当前太赫兹雷达的重要研究方向,其中系统定标技术决定了雷达散射截面积(RCS)测量结果的准确性。使用基于微波倍频源的太赫兹宽带雷达目标散射特性测量系统,该系统由微波源经倍频后,中心频率达到440 GHz,带宽达25.6 GHz。利用光滑表面金属球为标准体,采用分时定标技术对太赫兹雷达系统进行定标,再对金属材质的战斗机模型和吉普车模型进行近场RCS测量实验,获得以上2种典型人造目标的近场RCS测量结果。测试结果与理论趋势符合良好,证明了太赫兹雷达系统RCS测量中分时定标技术的有效性。     

基于单片机的数字频率计设计

基于单片机的数字频率计的设计,目的是设计一款数字频率计,能够测量1 Hz～20 MHz的数字频率,包括三角波、正弦波及方波的测量,支持0.5 V～20 V电压。本频率计的特点是突破普通单片机频率计喜欢选用的直接测量法,选择了高频用多周期同步法,低频用周期法来测量频率。这样可以使频率计达到更高的精度。而且本频率计通过程序来控制分频芯片自动分频,无需测量者对信号进行预估计,超出测量范围会自动警报,更加人性化。     

基于太赫兹440 GHz系统目标RCS的高精确度测量

雷达散射截面积(RCS)是衡量目标对雷达波散射能力的一个重要物理量,在目标识别和成像中有重要作用。为解决太赫兹频段目标RCS测量精确度不高的问题,基于440 GHz的太赫兹目标RCS测量系统,提出一种新的校准方式并采用软件距离门等技术提高目标RCS的测量精确度。随后,对不同粗糙度的圆柱体进行测量得到其RCS测量结果,与理论值比较分析发现,采用新的处理技术使测量结果达到了较高的精确水平,可用于复杂目标RCS的测量和缩比规律的研究。     

宽带超低相位噪声测量系统设计与实现

随着频率源技术的不断发展,信号的频段范围和相噪水平不断提升和优化,这对相位噪声的准确测量提出了新的挑战。文章针对雷达探测、精确制导、时频基准等微波射频领域中高性能低噪声频率源相位噪声指标的测试需求,对鉴相法测量相位噪声的原理进行了分析研究,设计了低噪底的鉴相通路。同时结合互相关技术和微波变频等技术,设计了具有双鉴相通道的互相关式相位噪声测量系统,进一步优化系统噪底,从而实现宽带超低相位噪声信号指标的准确测量。     

A new error reduction technique for reflection coefficient measurements for use in quick laboratory tests

ABSTRACT

Reflection coefficient measurement is one of those fundamental methods for determining the performance of radar absorber materials, and reflections due to these measurements are originated from the discontinuities in the measurement system and they result in error. In this paper, a new technique for the calibration of the scalar reflection coefficient measurements in the frequency range of 3–18 GHz in a portable two-sectioned metallic chamber is being proposed for use in quick laboratory tests with reasonable error (redacted error). Calibration measurements are performed by two calibration standards in frequency domain and transformed to time domain for further calculation. Proposed technique exhibits a good agreement with the theoretical values for especially in compact chambers where plane-wave conditions are not fully satisfied, and it is not in need of any complex time gating process. Furthermore, it does not require considering the phase differences which occurs at the measurement plane, providing a cheap and faster solution, reducing time and complexity in characterization of radar absorber materials. This technique with the mentioned test set-up could supply scalar reflection coefficient measurements with overall 0.55 dB error level and useful for practical applications where high level of accuracy is not required.