一种认知跟踪雷达LFM波形库建立方法

认知雷达是下一代雷达发展的方向之一。在对认知跟踪反馈环进行分析的基础上,提出了一种线性调频( LFM)信号波形库的建立方法。在应用交互多模型跟踪机动目标的背景下,通过所建的波形库对发射波形进行实时调用,达到减小跟踪误差的目的。研究了具有不同调频率参数与Fr-FT旋转角度组合的不同数量LFM信号波形库的建立,以最小化模型选择不确定性为目的推导波形选择准则,得到了不同的波形选择策略。仿真验证分析其跟踪精度可以看出,构建具有一定数量LFM波形的波形库可以提高认知跟踪雷达的性能。     

一种认知跟踪雷达LFM波形库建立方法

认知雷达是下一代雷达发展的方向之一。在对认知跟踪反馈环进行分析的基础上,提出了一种线性调频(LFM)信号波形库的建立方法。在应用交互多模型跟踪机动目标的背景下,通过所建的波形库对发射波形进行实时调用,达到减小跟踪误差的目的。研究了具有不同调频率参数与FrFT旋转角度组合的不同数量LFM信号波形库的建立,以最小化模型选择不确定性为目的推导波形选择准则,得到了不同的波形选择策略。仿真验证分析其跟踪精度可以看出,构建具有一定数量LFM波形的波形库可以提高认知跟踪雷达的性能。     

使用线性调频脉冲串信号的新雷达工作模式

针对LFM信号高距离分辨率与宽带宽的矛盾,本文提出了一种新的线性调频子脉冲串(LFM burst)信号雷达工作模式。在回波信号处理时,对其先进行子脉冲内匹配压缩,再对各个子脉冲进行脉冲间相参合成,进一步提高雷达的距离分辨率。LFM burst工作模式在不增加系统瞬时带宽的条件下,可以成倍地提高雷达的距离分辨率;相反如果雷达距离分辨率的要求不变,则可以有效降低系统的瞬时带宽。本文提出并论证了LFM burst模式的工作原理,分析了它带来的优点,同时还对多目标回波和动目标多普勒特性进行了讨论。     

用子波变换方法实现高距离分辨雷达中精确距离跟踪

本文研究了在高距离分辨雷达(HRR)中对输入的回波信号进行子波变换实现精确距离跟踪.HRR雷达所得的目标回波波形是目标各强散射点在雷达视线上的投影 .对一个具体的波形散射点至雷达之间的距离从原理上都可以得出,但从实际上,由于目标运动时姿态变化,其散射点幅度和距离变化太快,因此实现对散射点距离跟踪是很困难的.本文在国内首次介绍利用对信号的子波变换方法提取目标的综合信息实现对雷达目标的精确距离跟踪.实际证明此方法是可行的.     

一种新的低旁瓣LFM噪声雷达波形设计方法

针对LFM噪声雷达波形旁瓣功率水平高的问题,该文将低旁瓣波形设计方法和LFM噪声雷达波形设计方法相结合,提出一种新的低旁瓣LFM噪声雷达波形设计方法。该方法首先建立低旁瓣LFM噪声雷达波形设计目标函数,将确定性二次相位和随机相位的组合关系转化为优化问题的约束条件,然后通过该文提出的修正循环算法(MCAN)迭代求解,使得设计的恒模LFM噪声波形同时具有低旁瓣和高多普勒容忍性。最后,仿真结果表明该算法能够降低波形模糊函数的距离-多普勒2维旁瓣,对静止目标和运动目标均能够起到较好的效果,且保证了波形的低截获概率性能。     

基于波形库的目标跟踪波形选择方法研究

传统雷达对目标跟踪时采用固定的发射波形。本文应用认知雷达波形捷变的思想,通过建立波形库实现对发射波形的实时调用,从而进一步提高雷达的跟踪性能。在高斯噪声、线性运动目标跟踪方法的基础上,通过测量噪声与发射波形之间的关系,在经典卡尔曼滤波算法的框架中增加了波形选择模块,实现对跟踪波形的调节。同时,应用了两种不同的波形选择准则,并针对其不同的特点,仿真得出了不同的波形选择方案,表明通过波形库对波形进行实时调用可实现特定的目的和要求。     

距离—速度二维波形分析跟踪

提出一种用于MTD体制雷达的速度－距离跟踪技术；距离－速度二维波形分析数字动目标跟踪技术。它是在距离波形分析数字动目标跟踪技术的基础上发展出来的。距离－速度二维波形分析数字动目标跟踪是通过高速采样存储N次雷达脉冲回波信号，在MTD处理（如FFT）后，分析回波波形信息获取目标的距离和速度误差而进行自动跟踪的。距离－速度二维波形分析数字动目标跟踪技术和距离波形分析数字动目标跟踪技术相比，利用的回波信息更全面，因而效果更好。     

准连续波体制雷达应用研究

文中对准连续波体制应用于脉冲测量雷达进行了研究。讨论了准连续波波形设计、信号处理方法、跟踪滤波算法等准连续波信号设计与处理中的关键问题;深入分析了高速运动目标多普勒频移对准连续波信号处理和参数测量的影响;探讨了脉冲测量雷达应用准连续波体制后在优化整机系统设计、提高接收灵敏度等方面的技术优势。最后,文中给出关于准连续波体制可应用于脉冲测量雷达的理由。     

基于线性调频信号的综合脉冲与孔径雷达波形设计方法

 综合脉冲与孔径雷达(SIAR)是一种采用正交编码频率调制波形的多输入多输出(MIMO)雷达,本文对SIAR采用线性调频(LFM)脉冲信号时的波形设计问题进行研究.在对SIAR脉冲综合原理和LFM信号分析的基础上,给出了两种波形设计方法,对其性能进行了理论分析,并利用实际系统数据对其中一种波形进行了验证.计算机仿真结果和实测数据结果证实了这两种设计方法的有效性.     

空间监视相控阵雷达对目标跟踪的研究

主要研究空间监视相控阵雷达目标跟踪问题。针对LFM脉冲测距时由于距离-多普勒耦合而产生的系统偏差，采用修正测量方程的扩展卡尔曼算法，解决了非线性跟踪滤波问题，并利用Monte Carlo仿真实验验证了算法的有效性。     

基于窄带测距信息的空间目标微动特征检测与估计

微动目标被线性调频信号照射时,由于距离-多普勒耦合效应,微多普勒的存在会使得目标测量距离发生偏差。该文以匀速转动目标为例,从理论上证明了这种测距偏差随时间呈正弦规律变化,并且可以被跟踪雷达所观测。在此基础上,针对窄带跟踪雷达系统,提出了一种目标微动特征检测与参数估计的新方法,以空间目标精密跟踪雷达的典型参数为依据,设计了仿真实验和暗室动态测量实验,分析结果证明了该文的观点以及检测与估计方法的有效性。     

针对机动目标跟踪的雷达发射波形选择

该文首先在交互多模型(Interacting Multiple Model, IMM)算法的框架下,选择常速模型和自适应加速度模型作为状态模型,以应对实际中非合作目标的非机动与机动状态,并将此算法称为自适应IMM算法。然后针对机动目标跟踪时,雷达发射波形的选择需要兼顾测距测速性能与多普勒容忍性的问题,提出将V型调频(V-Linear Frequency Modulated, V-LFM)信号作为发射波形。通过分析多脉冲线性调频信号,V-LFM信号和M序列3种信号对目标距离和速度估计性能的克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound, CRLB)与多普勒容忍性表明,V-LFM信号可以在较少多普勒容忍性损失的情况下,有效提升对目标距离和速度的估计精度。仿真结果表明:发射多脉冲V-LFM信号并采用自适应IMM算法,可以明显提高雷达系统的跟踪性能。     

基于波形自适应的认知雷达机动目标跟踪算法

从认知雷达的角度出发,综合考虑跟踪模型和波形选择,提出一种能够适应目标运动状态急剧变化的波形自适应机动目标跟踪算法。首先,将匀速运动模型和当前统计模型作为交互式多模型(IMM)的模型集,并结合贝叶斯理论提出一种时变转移概率的自适应IMM算法。然后,结合量测误差椭圆与目标状态预测误差椭圆正交理论,研究了基于基带脉冲波形模糊函数旋转的波形库实现方法并给出了波形自适应选择跟踪算法的具体步骤。仿真实验表明,所提算法能够适应目标不同加速度机动,雷达系统跟踪性能得到了较大幅度提升。     

Optimal waveform selection for tracking systems

Investigates adaptive waveform selection schemes where selection is based on overall target tracking system performance. Optimal receiver assumptions allow the inclusion of transmitted waveform specification parameters in the tracking subsystem defining equations. The authors give explicit expressions for two one-step ahead optimization problems for a single target in white Gaussian noise when the tracker is a conventional Kalman filter. These problems may be solved to yield the most improvement possible in tracking performance for each new transmitted pulse. In cases where target motion is restricted to one dimension, closed-form solutions to the local (one step ahead) waveform optimization problem have been obtained. The optimal waveform selection algorithms in the paper may be included with conventional Kalman filtering equations to form an enhanced Kalman tracker. Simulation examples are presented to illustrate the potential of the waveform selection schemes for the optimal utilization of the capabilities of modern digital waveform generators, including multiple waveform classes. The extension of the basic waveform optimization scheme to more complex tracking scenarios is also discussed     

强海杂波下PM 波形和LFM 波形的性能评价方法

在应用调相(PM)波形设计对强海杂波环境下海面低速运动小目标检测过程中,存在性能改善与系统资源消耗的矛盾,提出了PM 信号和LFM 信号的性能评价因子,并给出了该因子的计算方法。根据该性能评价因子,可以设置一个PM信号使用的门限值,进而利用LFM 信号替换部分PM 信号,从而避免了大量不必要的PM 信号设计过程,更好地保证了PM 信号设计对目标检测性能改善和系统资源消耗的平衡,在保证检测性能基本不变的前提下节省大量的系统资源。     

UWB雷达LFM脉压信号数字产生系统性能分析

超宽带雷达线性调频（LFM）脉冲压缩信号产生系统是现代雷达技术的重要研究内容之一。该文基于波形存储直读法，提出了一种超宽带线性调频信号数字产生系统方案。对系统中幅度量化位数、采样频率、正交调制器误差和传输系统频域失真等因素对输出信号性能的影响进行了深入的理论分析，计算机仿真验证了这些分析结果。所得结论为超宽带LFM信号产生系统工程实现时参数选择、性能评估和性能优化提供重要的理论依据。     

多目标跟踪时的雷达波形调度问题

在目标跟踪领域,优化调度雷达波形能有效提高系统跟踪性能,但现有的方法均局限于单目标情况下的场景。针对多目标跟踪时的雷达波形调度问题展开了研究,首先给出了波形参数与观测误差协方差的关系,介绍了交互多模跟踪滤波算法,然后提出以滤波协方差矩阵的行列式作为对目标跟踪性能的度量标准,并从观测目标选择和波形参数优化两方面对波形调度问题进行了分析,最后结合IMM跟踪算法提出了多目标情况下雷达波形的最优调度方法。仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于微运动的旋转散射中心空域散射特征提取

本文研究了旋转运动对雷达目标回波的幅度调制作用,进而提出了一种基于微运动的旋转散射中心空域散射特征提取方法。首先对含旋转部件目标的雷达回波进行时频分析得到回波的谱图,然后基于目标上各旋转散射中心的微多普勒频率差异,利用谱图的边缘特性估计各散射中心的回波能量随时间的起伏变化关系。结合微运动的参数估计,提取旋转部件的空域散射特征。通过仿真试验和外场实验对本文所提出的方法进行了验证。旋转部件的空域散射特征可以揭示旋转部件的结构属性信息,为目标识别提供重要依据。      

基于距离像长度特征辅助的雷达目标跟踪

传统雷达目标跟踪仅利用角度和距离数据,由于获取的测量信息较少,跟踪精度受限。本文利用现代雷达所具有的距离高分辨能力,提出了一种基于距离像长度特征辅助的跟踪模型,并结合先进的非线性滤波算法得到了一种高性能目标跟踪算法—FAT UKF。该算法将目标的运动状态与距离像长度信息联系起来,通过增加观测量的维数来提高雷达的跟踪能力。对典型实例的计算机仿真结果表明,基于特征辅助的跟踪算法不仅收敛速度快,且能有效突破传统跟踪算法的理论误差下限,大大提高了雷达跟踪系统的整体性能。      

一种新的基于相位扰动的线性调频信号 SAR 抗干扰方法

以数字射频存储技术(DRFM)为代表的有源相参干扰是对抗合成孔径雷达(SAR)一种行之有效的干扰方式,传统线 性调频信号(LFM)合成孔径雷达对抗有源相参干扰能力较差。文中采用一种新的相位扰动线性调频信号(PPLFM),与传统 LFM 信号相比,增加了波形的复杂性,可有效提高其抗干扰能力。文中首先给出了PPLFM 信号的设计方法,重点优化了其扰动幅度矩阵;随后,分析了不同扰动参数时PPLFM信号的抗干扰性能与成像性能;最后,对其抗假目标干扰和移频干扰能力与 LFM 信号进行了比较。仿真结果表明,与传统LFM信号相比,新的PPLFM信号可以有效抑制有源相参干扰。