一种MIMO雷达谱修正旁瓣抑制方法的研究

在窄带频分MIMO雷达系统中,由于接收机带宽受雷达系统的限制,而MIMO雷达发射频分的正交信号,所以子带信号带宽较小,从而导致信号时带积变小,因此信号具有较大的距离旁瓣。针对MIMO雷达信号旁瓣高的问题,提出了一种采用谱修正技术抑制MIMO雷达距离旁瓣的方法。将MIMO雷达回波信号经过波束形成和匹配滤波后的综合输出信号频谱进行谱修正处理,计算机仿真和对实测数据的处理证明,这种方法能有效地抑制MIMO雷达的距离旁瓣。     

一种频谱随机非连续雷达信号的处理方法

高频地波OTH雷达工作在电磁干扰严重的短波波段 ,采用非连续频谱信号可降低电磁干扰对雷达的影响 ,但频谱的非连续性会引起距离旁瓣的升高 ,回波信号的动态范围变小 ,这种旁瓣无法用传统频域加权方法消除 ,从而导致地波雷达在多目标环境下探测弱小目标的能力降低。文中从消除信号频谱的非连续性的角度 ,介绍了一种基于线性预测方法的频谱非连续高频雷达信号的处理方法 ,较好地实现了频域不连续信号距离速度二维处理。经过预测处理后所得到的输出波形的距离旁瓣电平达到 -2 7dB ,目标的距离旁瓣得到有效抑制 ,使雷达在多目标环境下检测弱小目标的能力大大提高。     

MIMO雷达中的谱修正旁瓣抑制技术研究

谱修正是一种简单有效的抑制脉压旁瓣的方法,通过对信号的频谱整形,抑制信号带内起伏,并采用频域加窗达到控制脉压信号距离旁瓣的目的。MIMO雷达常用的正交信号经脉冲压缩后存在不希望的距离旁瓣,若直接将谱修正技术用于MIMO雷达各个子带信号脉压处理,由于子带间信号互相关的影响,将不能获得较好的距离旁瓣抑制效果。本文针对该问题,提出了一种对MIMO雷达综合信号进行谱修正和频域加窗的方法,可以更有效地抑制脉压距离旁瓣。仿真结果显示,该方法能取得40dB以上的主副比,且能有效降低系统的复杂度和运算量,在多普勒和角度偏差不大的情况下,其峰值旁瓣电平明显低于传统的匹配滤波。      

准随机跳频信号的二维处理

高频雷达工作的波段十分拥挤,因而可用的连续带宽比较窄,雷达获得距离分辨力极为有限.为避开干扰频段能够提高系统带宽,本文采用了一种频带不连续的准随机跳频信号.并根据信号的特点,系统地提出了该信号的二维信号处理方案.仿真表明,这种方案具有解距离-速度模糊的能力,能有效地抑制最大距离旁瓣,较好地实现了距离速度二维分辨.     

中脉冲重复频率脉冲多卜勒雷达的目标检测

本文介绍单通道中脉冲重复频率脉冲多卜勒雷达接收机中处理回波信号数据的一种方法和装置,在这种装置中,可防止把离散旁瓣回波信号看成真实目标。这种回波信号数据是用一种杂波对消电路进行处理的,在优先选用的一种装置中,这种对消电路有一个消除主波束杂波的多卜勒滤波器组和一个消除区域旁瓣杂波回波信号的恒虚警门限电路。这种回波信号数据以数据块的形式暂时存储起来,而这种数据块表示每种脉冲重复频率的脉冲间歇期内的回波数据。这些数据块在预定距离范围内扩展,并同时在此预定距离范围内进行两路并行相关处理,以便区分离散旁瓣杂波回波信号。其中有一路相关处理是直接对扩展数据块进行的,而另一路则是对与时变门限电平(它是距离的函数,且响应于区域旁瓣杂波回波信号)进行比较后的扩展数据块进行的,这样就可从这种相关处理的比较中检测出离散旁瓣杂波回波信号。于是,检测出的这些离散旁瓣回波信号折叠成数据块,并用它来使恒虚警门限电路输出的离散旁瓣回波信号消隐。当这些离散旁瓣回波信号消隐后,数据块在第二个预定距离范围内扩展和进行相关处理,以便确定目标的其实距离。在另一可供选用的装置中,时变门限电平不响应于区城旁瓣杂波回波信号,但回波信号对区域旁瓣杂波回波信号归一化,以便提高对旁瓣离散回波信号的检测能力。     

基于CLEAN算法的非连续谱线性调频中断波信号处理

高频地波雷达工作在电磁频谱密集的短波频段,为了提高雷达抗干扰性能,可利用若干个干净频段合成雷达的有效带宽。研究了一种非连续谱线性调频中断雷达波形,提出了针对这种雷达波形的二维信号处理方案。仿真结果表明：该方案能有效地抑制距离旁瓣,提高回波信号检测目标的动态范围。     

应用正交码组信号的传统雷达距离旁瓣抑制方法

为了抑制传统雷达的距离旁瓣和提高传统雷达抗欺骗式干扰性能,该文提出一种传统雷达随机发射一组正交信号的信号发射策略。给定一组正交性好且距离旁瓣低的相位编码信号,雷达在每次发射时从这组波形中随机选取一个波形进行发射,接收端已知该发射信号波形并基于该波形对接收信号进行脉冲压缩,最后对多次相邻脉冲的回波信号进行相干积累。理论分析和仿真结果均表明,距离主瓣信号能够有效积累,而距离旁瓣信号近似白化,因而脉冲积累后可明显降低系统的最大距离旁瓣电平。     

脉间二相编码雷达信号的二维处理

超视距雷达系统广泛应用于高频返回散射探测领域,而雷达波形设计则是高频超视距雷达的重点研究课题之一.研究了一种高重复频率脉间二相编码脉冲雷达波形,并提出了针对这种雷达波形的二维信号处理方案.仿真结果表明,新方案能有效地抑制距离旁瓣,提高回波信号检测目标的动态范围.     

二相编码信号旁瓣抑制的频域处理方法

本文研究了雷达脉冲压缩信号中二相编码的距离旁瓣抑制问题，分析了二相码的频谱结构，采用频域数字处理技术，提出了一种基于网络综合的旁瓣抑制滤波器（SSF）的频域设计方法。并以15位M编码为例，对SSF的处理性能进行仿真分析。通过仿真实验表明，使用这种方法，能够达到非常理想的副瓣指标。     

数域处理的二相编码信号旁瓣抑制技术研究

该文从二相编码信号的频谱结构分析入手,采用频域数字处理方法,研究了二相编码长码雷达信号距离旁瓣频域抑制加权技术,提出一种适用于各种码长不同码序列的编码信号旁瓣抑制滤波器(SSF)频域设计方法。并以127位二相编码信号为例,对SSF处理的性能进行仿真分析和实验测试。当fd=0时,仿真与实测结果的主副比分别达到50dB和43dB。这表明采用这种方法所设计的二相码信号SSF可以应用于现代雷达系统,并得到满意的性能指标。     

MIMO探地雷达随机步进频信号旁瓣抑制

针对MIMO探地雷达中随机步进频信号的距离旁瓣较高的问题,提出了一种基于快速二阶锥优化问题的旁瓣抑制方法。该方法首先通过建立随机步进频信号模型对回波信号进行预处理,然后基于回波信号的旁瓣特点将旁瓣抑制问题转化为以信号的峰值旁瓣构建目标函数,以主峰损失、峰值旁瓣和积分旁瓣联合约束的二阶锥优化问题,最后使用内点法求解二阶锥规划问题,以此得到最优的旁瓣滤波器系数。仿真和实测数据处理结果表明,设计的失配滤波器能够在较低主峰损耗的情况下,有效降低峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平,提高信号的主旁瓣比。该方法为MIMO探地雷达中的距离旁瓣问题提供了有效解决思路,有望在工程应用中提高探地雷达的性能。     

QAM-OFDM雷达通信共享信号长时间相参积累算法

QAM-OFDM(Quadrature Amplitude Modulation-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)雷达通信共享信号因携带随机通信信息,其脉压旁瓣的随机性较大,类似噪声的影响。针对该问题,采用基于Keystone变换的长时间相参积累算法抑制其旁瓣。在共享信号模型的基础上,分析了其脉压旁瓣受随机通信信息的影响以及采用长时间相参积累抑制其旁瓣的可行性,然后采用Keystone变换校正其长时间相参积累产生的距离单元走动,并进行多普勒模糊补偿处理。理论分析和仿真结果表明,该方法使得回波能量积累集中,能有效实现共享信号脉压旁瓣的抑制。     

Integrated sidelobe energy reduction technique using optimalpolyphase codes

For the distributed targets arising in most synthetic aperture radar (SAR) images, it is the integrated sidelobe (ISL) energy rather than the peak sidelobe level (PSL) that governs the performance of the pulse compression processing. A sidelobe cancellation technique is suggested which reduces the ISL energy by eliminating a significant portion of the sidelobe pattern of the pulse compression output, while the PSL is presented at the optimal Barker-code level. The efficiency of this ISL reduction is proportional to the signal code length     

基于TMS320C31的数字式天线旁瓣相消原理及其实现

天线旁瓣自适应相消是对付旁瓣有源干扰最有效的办法，天然旁瓣自适应相消技术主要去的是由天线旁瓣进入雷达的有源电子干扰信号，也可消去由旁瓣进入的工业干扰，本文在介绍了自适应相消原理之后，推导出使于数字处理的理论公式，在后结合某雷达的技术参数给出自适应旁瓣相消的具体实现方案，最后通过仿真，分析了旁瓣相消的性能。     

单脉冲脉内互补低距离旁瓣雷达波形设计

雷达脉冲压缩的距离旁瓣较高将会导致遮蔽效应的产生,已有的低旁瓣波形设计都是基于全脉冲相关进行处理。本文利用波形组合的方法进行波形设计,基于单脉冲脉内分段脉压信号处理方式和互补码自相关求和零旁瓣特征相结合,利用频域正交设计,将两个或多个互补序列调制至不同频点以子脉冲的形式分段合并为恒模单脉冲雷达波形。仿真试验表明,本文设计的单脉冲脉内互补低旁瓣波形脉压后的峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平较低,分段脉压结合互补码零旁瓣特征的信号处理方式虽然会导致0.89 dB左右的信号处理增益损失和主瓣展宽,但却能够突破部分相位编码信号的峰值旁瓣电平下限。强弱目标场景仿真表明,与线性调频信号相比,本文提出的雷达波形不会导致强目标的副瓣对弱目标的遮掩。恒虚警检测仿真表明,在剔除强目标峰值后,本文所提波形对弱目标的检测概率要优于传统的线性调频信号。      

Effective CLEAN algorithms for performance-enhanced detection of binary coding radar signals

With binary coding waveform as radar pulse compression signal, the sidelobe of the matched processing result of the received signals is a serious interference to the effective detection of multiple targets. In this paper, the CLEAN algorithms are introduced to eliminate such sidelobes and significantly improve the target detection performance of binary coding radar signals. A novel modified CLEAN algorithm is proposed to remove the sidelobe interferences in formulating target range profile when wideband binary coding signals are used. The effectiveness of the CLEAN algorithms is demonstrated through the processing results.     

稳健的宽带多径干扰抑制波束形成算法

针对传统宽带多径干扰抑制波束形成算法计算量大、稳健性差的问题,提出一种基于均匀直线阵的稳健宽带多径干扰抑制波束形成算法。当期望信号垂直入射时,该算法首先在波束旁瓣区域引入虚拟干扰源构造能量聚焦矩阵,通过主瓣宽度的迭代处理,整体控制输出波束的旁瓣级,将旁瓣区域能量聚焦到主瓣区域,实现多径干扰条件下的宽带波束形成;然后对期望信号和辅助方位角施加相位响应约束,将其扩展至期望信号非垂直入射和存在指向误差的情况,与传统宽带多径干扰抑制波束形成算法相比,在提高算法稳健性的同时大大降低了计算复杂度;最后仿真分析与实际数据验证表明,该算法能够有效的抑制多径干扰,稳健性较好且具有较高的输出信干噪比。      

一种低旁瓣混沌雷达波形设计方法

传统的线性调频雷达波形,其自相关函数旁瓣较高,虽然可以经过切趾滤波处理降低旁瓣,但有一定程度的信噪比损失。针对这一问题,本文提出利用初始值优化过后的Lorenz系统的变量进行混沌调频,不但可以得到更好的自相关特性,而且没有信噪比损失,同时保持了混沌信号的类随机特性和较强的抗干扰性能(ECCM)。仿真结果表明,在没有加窗处理的情况下,可得到具有-39.53dB峰值旁瓣的Lorenz混沌调频雷达信号,比切趾滤波后的线性调频波旁瓣更低,是理想的雷达信号。     

Multipath reduction using constant modulus conjugate gradienttechniques

A conjugate-gradient (CG) constant-modulus adaptive processor is proposed. For the generalized sidelobe canceler (GSC) signal processing configuration, this algorithm, CG-GSC, exhibits improved convergence over previous methods. Theoretical expressions are presented for convergence and weight update of a linearly constrained constant modulus generalized sidelobe canceler. Theoretical expressions are then derived for the conjugate direction vectors. These vectors are used to update the filter weights for a conjugate gradient adaptation rule. A simulation study of the conjugate adaptation rule reveals the increase in convergence rate for the generalized sidelobe canceler. Performance comparisons of the CG-GSC and a first-order gradient GSC for a BPSK signal with multipath and white noise interference indicate that the CG-GSC adaptation rule not only increases convergence by a factor of five compared to the first-order gradient GSC, but in some instances improves the bit error rate of the demodulated BPSK signal