非线性FDA多假目标干扰方法研究

相控阵波束指向只具有角度相关性,而频率分集阵列(frequency diverse array,FDA)的波束指向具有更高的自由度.利用频率分集阵列波束图是时间、角度及距离的函数这一特性,研究了基于非线性FDA的多假目标欺骗干扰方法.首先建立基于FDA的干扰模型,之后给出基于FDA体制的雷达多假目标干扰公式,最后进行了仿真验证.仿真结果表明,采用平方频控函数的cubic-FDA多假目标欺骗干扰方法性能最优;随着频偏增量、信号带宽、信号脉宽取值的增大,多假目标干扰更为密集.     

频域内插算法的铁路移频键控信号分析及仿真

移频键控信号具有载频和调制频率都不唯一的多频特性,在傅氏变换后有频谱泄露的问题.讨论了产生频谱泄漏的本质原因.采用频域内插算法求出真实频率和其相邻离散频点的插值,利用此插值恢复出信号的真实频率,结合移频键控信号的频域特性,检测其参数特征值.仿真结果表明：文中方法能够检测出国产18信息移频键控信号和UM-71移频键控信号的载频和低频调制频率,载频误差在0.2Hz以内,低频调制频率误差在0.03Hz以内.     

铁路移频键控信号的高精度检测

移频键控信号的载频和低频调制频率具有多样性和频率值跨度较大等特点,但存在频谱泄露的问题.为了很好的获得较高精度的采样频谱值,利用欠采样技术对移频键控信号采样,频率分辨率相同的情况下,大大缩小了采样点数N,减小了快速傅里叶变换的运行时间,提高了信号处理的实时性.通过加汉宁窗,能够使旁瓣互相抵消,消除一定的高频干扰和漏能,在加汉宁窗的基础上进行校正还原,得到高精度的轨道移频信号参数.仿真结果表明:此方法能够检测出国产18信息移频键控信号和UM-71移频键控信号的载频、低频和幅值,载频误差在0.02Hz之内,低频误差在0.003Hz之内,幅值误差在0.1%之内.在欠采样的基础上,采用窗函数频谱校正方法能够较高精度地检测出轨道移频信号.     

脉冲压缩雷达信号的FDA特性研究

考虑到现有关于频率分集阵列(FDA)的文献中大多只基于窄带条件下的简单脉冲假设,较少有对其他脉冲压缩信号的分析。该文在建立FDA数据模型的基础上,推导了FDA收发共型线阵不同接收信号处理机制对应的负型模糊函数。之后,在全波段相干处理FDA雷达结构的基础上对矩形脉冲、线性调频(LFM)、相干脉冲串以及相位编码信号的模糊函数特性分别展开仿真分析。验证了上述几种典型的脉冲压缩雷达信号对该结构的适应性,为后续基于模糊函数优化的FDA雷达发射波形设计及电抗特性研究奠定了基础。     

基于随机频率间隔的OFDM-FDA雷达通信一体化波形设计

针对现有技术的不足,提出了一种基于随机频率间隔的OFDM-FDA雷达通信一体化波形设计方法.采用较少的脉冲发射多载波的雷达通信一体化信号,在不同阵元间增加了随机频率间隔以便在频域上区分通信数据,从而实现多载波通信信号的传输及频控阵雷达目标成像的功能.仿真结果表明,该一体化信号能够在发射较少脉冲的情况下,有效提高一体化系...     

OFDM—MIMO相控阵雷达性能分析

采用正交频分调制（0FDM）波形的MIM0相控阵雷达是一种新的MIMO雷达,其可同时实现波形分集和频率分集．与正交相位编码波形不同,OFDM波形中心频率不同,存在特定的差频,使得基于该波形的MIMO雷达信号处理更为复杂．针对这一问题,首先建立了该雷达系统信号模型,推导了子阵间空域相干合成结果,然后,分析了该系统的信噪比、作用距离和抗截获能力,并与传统相控阵雷达进行了比较理论分析和仿真实验结果证实了该系统的优势．     

基于压缩感知的FDA-MIMO雷达波束形成算法

为保证FDA-MIMO雷达具有较高的距离维分辨率,充分利用信号在空间的稀疏特性,提出了基于压缩感知的FDA-MIMO雷达自适应波束形成算法.该算法只需对少量阵元接收通道的信号在角度-距离二维上进行压缩采样,就可以精确地恢复出满阵接收的原始信号,然后再进行自适应波束形成对主瓣干扰进行抑制.仿真结果表明,与稀疏阵相比,该算法不仅形成了高角度和高距离分辨率的点状单峰值波束,提高了目标回波能量,去除了栅瓣,并且干扰零陷更深,主瓣干扰抑制性能更好.     

采用相关函数的OFDM雷达通信共享信号处理算法

针对脉冲体制下正交频分复用雷达-通信共享信号处理问题,提出一种基于相关函数的共享信号处理算法．首先对回波信号补偿脉间多普勒频移;然后与发射信号取相关并进行积累;最后对相关函数取模值平方,得到目标函数在距离多普勒域的二维输出．研究了通信调制对算法的影响,推导了算法的主瓣均值与旁瓣均值,并分析了多普勒对主瓣峰值均值以及旁瓣均值的影响．仿真实验验证了文中算法的正确性,并确定了算法的应用范围．     

色散特性对毫米波频率步进雷达影响的研究

对影响毫米波频率步进雷达分辨率的主要因素进行了分析。除目标速度以外,为毫米波频率步进雷达提供频率信号的频率源的色散特性也会对雷达分辨率造成恶化影响。微波频段上的色散特性会被搬移到毫米波频段,导致毫米波发射信号和本振信号的初始相位差不为常数,对雷达系统尤其是距离分辨率造成严重影响。仿真结果与实验结果一致。为了抵消色散特性对雷达分辨率的恶化影响,可以通过对色散特性的补偿来实现。色散特性补偿的方法被应用到实现W波段频率步进频率源的设计中,满足了0.45 m距离分辨率的要求。     

一种稳健的机载前视阵雷达杂波谱补偿方法

针对空间角频移前视阵杂波谱补偿方法将参考距离单元的杂波谱旁瓣抬高,导致旁瓣区动目标检测性能下降的缺点,提出了一种改进的空间角频移方法．先对各个距离单元回波进行多普勒频率补偿,然后再进行空间角频移．仿真实验结果表明,本方法在旁瓣区比空间角频移方法有3~5dB的性能改善,并且在雷达回波存在误差的情况下仍然能够保持好的性能．     

MIMO雷达发射方向图匹配和波形优化方法

为了匹配MIMO雷达系统给定的发射方向图,采用半正定规划(SDP)来优化发射信号的协方差矩阵．基于该协方差矩阵,利用循环算法(CA)和极小极大法,通过优化波形相位设计出了具有低空域和时域副瓣的恒模发射信号．此外,又提出了用凸规划设计空域失配滤波器和时域失配滤波器的方法,进一步降低了空域和时域副瓣．     

System Design and Signal Processing for Frequency Diverse Array Radar

Frequency diverse array(FDA) radar has been studied for more than 15 years and has attracted a lot of attention due to its potential advantages over the well-known phased array radar.The representative feature of FDA is range-angle-time-dependent transmit beampattern and its underlying properties are continuously revealed in the research. The formulation and exploitation of the transmit diversity with a frequency increment is the fundamental principle, which brings extra degrees-of-freedom(DOFs) in the transmit dimension. As the FDA radar carries additional information in range, it provides more flexibility in signal processing and also brings in new technical issues. This article overviews the state-of-the-art in FDA radar area and its applications, mainly based on the progress in our group. There are two main catalogs in FDA radar area, namely coherent FDA and FDA-MIMO(multiple-input multiple-output) radars. Potential applications including target parameter estimation, ambiguous clutter suppression, and deceptive jammer suppression are discussed.     

采用OFDM-LFM的MIMO雷达高速目标波形设计

单基地多输入多输出雷达由于其宽发射波束的特性而能有效解决目标高速运动跨越发射波束带来的能量损失问题;但是现有波形对速度容忍性较差,高速目标回波匹配滤波能量损失较大．因此,有必要研究适用于高速目标背景下的多输入多输出雷达波形． 文中提出了一种基于正交频分复用线性调频信号的多输入多输出波形． 该波形不同发射通道分时复用一组不同频段的线性调频信号,从而得到带宽相同的可分离多路多输入多输出雷达波形． 仿真结果表明,文中设计的多输入多输出雷达波形能有效降低高速目标回波匹配滤波的能量损失,适用于高速目标背景．     

MIMO radar waveform design method via low sidelobe beampattern modification

In the design of the multiple-input multiple-output(MIMO) radar waveform, decreasing transmit beampattern sidelobes could reduce the energy of clutters and false targets from sidelobes and increase the received signal to noise ratio (SNR) so as to improve the angle estimation property. Motivated by this idea, a transmit waveform design method based on low sidelobe beampattern modification is proposed for MIMO radar. First, the transmit waveform cross-correlation matrix can be obtained by the semidefinite relaxation (SDR) technique. Then the essence of our method is to establish an optimization modification model to reduce the beampattern sidelobe by changing the non-diagonal elements of the waveform cross-correlation matrix. Finally, the corresponding transmit beamforming weight matrix is obtained by this modified matrix, and the ESPRIT algorithm is used for the direction of arrival (DOA) estimation. Meanwhile, the feasibility of our method is demonstrated. Simulation results show the superiorities of our method in sidelobe suppression, DOA estimation accuracy and angle resolution.     

LFMCW车载雷达解速度模糊测角新方法

LFMCW车载雷达采用MIMO虚拟孔径方法提高角度估计性能,通常将MIMO雷达虚拟孔径角度估计和解速度模糊分成两帧信号处理,这样会降低雷达数据率。该文提出一种解速度模糊测角新方法,采用TDM方式发射不同时宽、带宽相同的锯齿波信号。在一帧信号内先解速度模糊,再进行相位补偿,最后进行MIMO雷达虚拟孔径角度估计。通过仿真和理论分析,该方法能进行高精度角度估计,减少了信号处理时间,提高了雷达数据率。     

一种快速综合基站天线赋形方向图的迭代方法

针对基站天线赋形波束的上副瓣抑制和下零点填充的要求,研究了一种快速综合具有给定上副瓣和下零点电平的方向图的迭代方法.对给定的零点和副瓣的电平值,应用布伦特方法迭代出功率方向图极值点的位置;根据零点位置写出功率方向图的因式分解形式,各项系数即是各阵元带相位的激励系数.与普遍采用的优化算法相比,此方法效率高,耗时少.结合一种天线单元,综合了一款10元阵列方向图,并用HFSS仿真结果验证,上旁瓣抑制和下零点填充性能良好.     

运用权值微扰技术的雷达抗多窄带干扰方法

在自适应波束形成中,导向矢量的失配将严重影响波束方向图和干扰抑制效果;在雷达抗多窄带干扰问题中,频率偏移引起的导向矢量失配将使自适应波束形成的干扰零陷产生偏移,影响抗干扰效果.基于权值微扰技术,提出在零陷偏移处形成宽零陷,使偏移后的零陷包含干扰波达方向,拒干扰于雷达之外.仿真结果表明,该方法能有效解决多窄带干扰问题.     

宽带数字阵列雷达波束形成的优化实现方法

针对射频采样宽带数字阵列雷达的特点,提出了一种基于可变分数时延滤波器,优化的实时数字时延波束形成方法。该方法根据射频采样后信号变换过程的特点,将抽取抗混叠滤波器与可变分数时延滤波器合并实现,减少了处理环节,并采用多相结构和Farrow结构相结合,实时地实现抽取和可变分数时延,从而得到不随频率偏移的波束指向。计算机仿真结果表明,该方法与整数倍时延波束形成方法相比,能够有效减小指向误差。     

基于调频率调制的雷达通信共享信号研究

雷达通信一体化可有效提高电子系统的资源共享,是实现电子装备多功能综合一体化的一个重要方向。本文根据Chirp信号的调频率与分数阶傅里叶变换的阶数之间的关系,提出了一种基于Chirp信号调频率的雷达通信共享波形,固定调频率的主载波实现雷达功能,副载波由通信码元键控得到调频率从而实现通信信息调制;主载波与副载波的叠加形式使此共享信号能在不影响雷达性能的前提下实现单脉冲多比特的数据传输,而且利用不同阶数的分数阶傅里叶变换的解调过程具有多普勒稳健性。