L波段雷达电离层高速运动目标ISAR成像补偿方法

目标高速运动和电离层效应都会对低频段宽带线性调频雷达信号的相位产生调制现象,进而降低逆合成孔径雷达(ISAR)成像分辨率。为得到清晰的目标ISAR图像,需有效消除这两者对目标回波的影响。该文首先建立电离层高速运动目标回波的信号模型,再根据目标回波为高阶多项式相位信号的特点,提出基于离散多项式变换的高阶相位估计算法,利用高阶相位估计值进行回波信号相位调制分量补偿,实现ISAR成像的自聚焦。仿真实验表明,该算法可以准确估计回波信号高阶相位参数,提高ISAR成像质量。     

FSK-FMCW雷达通信一体化信号设计与处理方法研究

在未来的智能交通系统中,车载雷达通信一体化信号可使智能车辆同时完成雷达探测和通信信息传输功能,然而现有的基于调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW）的车载雷达通信一体化信号的通信数据率较低,难以满足未来智能交通的需求。为了提高雷达通信一体化系统的通信数据率,本文提出了一种频移键控（Frequency-Shift Keying, FSK） FMCW雷达通信一体化信号设计方法,该方法通过在每个线性调频（Linear Frequency Modulation, LFM）信号上调制多个通信符号,以提高一体化信号的通信数据率。此外,在雷达接收端,将差拍处理和二维快速傅里叶变换（Fast Fourier Transformation, FFT）相结合,对接收到的目标回波进行处理,以获取目标的距离与速度估计。在通信接收端,通过差拍和一维FFT处理,对接收到的FSK-FMCW雷达通信一体化信号进行通信信息解调。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。      

步进频率信号相位对消合成运动目标距离像

研究了步进频率信号运动目标成像新方法。首先推导了步进频率信号合成扩展目标距离像原理;基于离散傅里叶变换理论,分析了运动导致的步进频率信号合成距离像失真,提出了相位因子对消合成运动目标距离像方法。新方法不需要估计运动速度。仿真结果证明了该算法效果。     

基于二次速度估计的距离像运动补偿

为解决频率步进雷达高分辨距离像的运动补偿问题,推导了其成像原理,分析了运动目标的回波相位特性,提出一种基于二次速度估计的距离像补偿算法。首先对回波信号的互相关函数进行快速傅里叶变换(FFT)以获得速度、距离粗估计值,其次采用基于谱包络最小波形熵的修正离散Chirp-Fourier变换(MDCFT)在合理区间内进行参数的精确估计,最后分析其补偿性能。该算法通过对回波互相关函数进行FFT为MDCFT缩小参数搜索区间,将极大简化计算。仿真结果证明了该算法的可行性与有效性。     

调频步进雷达扩展目标高分辨距离像分析

本文首先对扩展目标的一维距离像进行了离散建模;然后给出了扩展目标调频步进雷达回波信号的数学模型,证明了调频步进雷达相参合成扩展目标一维距离像原理;文章分析了目标运动对合成距离像的影响,推导了运动目标合成距离像的距离单元走动计算公式,给出了运动目标一维距离像二次相位误差补偿的速度临界值;最后给出了计算机仿真,证明了本文的结论.     

一种污染谱干扰的识别技术研究

污染谱(SMSP)干扰是一种具有较高能量利用率、较好干扰效果的新型干扰,对现代新体制相参雷达具有很大的威胁。文中根据SMSP干扰调频斜率的分段特性以及与目标回波信号调频斜率的差异,提出了一种SMSP干扰的识别算法。首先,该算法基于离散匹配傅里叶变换实现了对干扰信号调频斜率的估计。其次,基于距离维的离散匹配傅里叶变换,采用先粗搜索再细搜索的两级步进搜索方法,快速精确地检测出SMSP干扰与真实回波信号脉冲前沿的位置。最后,将受到SMSP干扰的雷达回波信号作为仿真数据,仿真结果表明该方法可准确识别SMSP干扰。     

基于DMFT的LFM信号参数估计

线性调频信号是低截获概率雷达常用的一种信号形式,如何在低信噪比情况下检测线性调频信号一直是人们研究的焦点之一.在离散匹配傅里叶变换的基础上对算法进行改进,并利用改进后的算法分别对单分量和多分量线性调频信号进行仿真,仿真结果表明离散匹配傅里叶变换能够在低信噪比情况下比较准确地估计出线性调频信号的参数,不存在交叉项问题.离散匹配傅里叶变换是一种针对线性调频信号有效的参数估计方法.     

微动目标合成距离像数学分析

首先给出了微动目标合成宽带信号回波的一般模型,利用矩阵理论和离散傅里叶变换理论分析了微动目标合成距离像的一般数学原理和多普勒效应,证明了传统的最大二次相位误差准则不能精确地表征运动对距离像的影响,提出了新的距离像畸变度量指标,并给出了关于新准则的几个有用的结论,对步进频率信号进行了具体分析,最后给出了仿真计算,证明了理论分析的结论.     

匹配傅里叶变换快速算法及在雷达信号处理中应用

为了减小匹配傅里叶变换分析的计算量,提出了一种基于快速傅里叶变换的快速算法。根据匹配傅里叶变换的分解将积分形式转化为离散形式,推导出快速算法表达式。该算法与直接的数值离散匹配傅里叶变换算法相比较,计算量大大减少。同时给出了其在雷达信号处理中线性调频信号的检测与参数估计的应用。理论及计算机仿真结果表明了该算法的有效性和精确性,有良好的工程应用前景。     

基于LFM 信号相位/ 调频率调制的探通一体化共享信号设计

探通一体化是雷达对抗复杂电磁干扰的一种重要手段,其中基于线性调频(LFM)信号的共享信号设计是实现探通一体化的关键技术之一。文中提出了一种LFM 信号相位/ 调频斜率调制的探通一体化共享信号设计方法,通过设计附加相位或调频斜率以实现基准LFM 信号的调制,构建一个具有良好自相关和互相关性能的共享信号库。仿真给出了共享信号设计参数的选取依据,并分析了其探测及通信性能,证明了其在目标检测及通信应用中的优势。     

一种LFMCW雷达距离速度去耦合方法

宽带线性调频连续波雷达应用非常广泛,但目标运动会带来距离与速度耦合的问题从而使距离谱产生模糊。文中在分析目标回波信号基础上,提出了一种基于Radon-Ambiguity变换与分数阶傅里叶变换的距离速度去耦合新方法。该方法利用Radon-Ambiguity变换和分数阶傅里叶变换分别估计回波信号的调频率和估计初始频率,最终实现距离速度去耦合。仿真结果验证了该算法的有效性,算法同时具有速度快、精度高等优点。     

脉间CostasFH雷达信号的多普勒性能分析

研究了脉间ＣｏｓｔａｓＦＨ雷达中用逆离散傅里叶变换（ＩＤＦＴ）进行信号处理的过程,分析了脉间ＣｏｓｔａｓＦＨ雷达信号不存在距离－速度耦合的原理,讨论了仿真了目标运动对合成距离像的影响。     

HIGH RESOLUTION RANGE PROFILE FORMATION BASED ON LFM SIGNAL FUSION OF MULTIPLE RADARS

This paper presents a new method of High Resolution Range （HRR） profile formation based on Linear Frequency Modulation （LFM） signal fusion of multiple radars with multiple frequency bands. The principle of the multiple radars signal fusion improving the range resolution is analyzed. With the analysis of return signals received by two radars, it is derived that the phase difference between the echoes varies almost linearly with respect to the frequency if the distance between two radars is negligible compared with the radar observation distance. To compensate the phase difference, an entropy-minimization principle based compensation algorithm is proposed. During the fusion process, the B-splines interpolation method is applied to resample the signals for Fourier transform imaging. The theoretical analysis and simulations results show the proposed method can effectively increase signal bandwidth and provide a high resolution range profile.     

时分MIMO滑坡雷达稀疏成像算法

针对现用于成像的MIMO山体滑坡雷达均匀线性阵列数目过多、数据处理复杂度高的问题，引入稀疏阵列时分地基MIMO雷达模型，提出一种基于逆傅里叶变换和混合匹配追踪算法的成像方法。首先通过对雷达回波信号作逆傅里叶变换实现距离向压缩，并进行近似相位补偿，然后采用一种基于时延补偿因子稀疏基的压缩感知算法实现方位向压缩。同时针对多目标成像的伪影点问题，方位向数据压缩引入子空间追踪算法和正交匹配追踪算法的结合算法重构出高分辨率且没有伪影的二维图像。根据真实的山体滑坡监测成像场景参数，通过数值仿真验证了该方法能够在低于传统均匀阵列的天线数目情况下实现目标高质量成像，且具有一定的抗噪性。     

基于逆Radon变换的微动目标重构研究

目标微动对雷达回波的调制效应包括微多普勒调制、高分辨像调制和RCS调制等。根据单频和线性调频信号下典型微动目标的电磁回波模型,分析了微动在单频回波和高分辨距离像上的调制特性,在研究了微动目标的微多普勒时频图以及距离像-时间序列图的调制规律后,提出了基于逆Radon变换重构微动目标二维强散射中心分布的方法,对于微动目标利用回波高分辨距离像序列和时频分布图实现了目标二维重构,通过对仿真实验和暗室测量数据实验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于调频连续波的双基逆合成孔径雷达研究

在双基地雷达模型的基础上,研究了应用调频连续波(FMCW)雷达进行双基逆合成孔径雷达(ISAR)成像的具体问题。首先对双基体制下FMCW雷达的回波信号进行详细分析,从回波信号相位中提取出采用FMCW信号所特有的距离快时间和方位慢时间耦合项,分析该耦合项在距离多普勒域的形式及其对目标一维距离像的影响,并采用相应的补偿算法进行补偿。仿真结果表明:所述补偿算法能有效改善采用FMCW信号导致的散焦现象,获得聚焦良好的目标成像图。     

Doppler Estimation from Echo Signal Using FRFT

Fractional Fourier transform has been emerged as a very promising tool in the analysis of signal processing and optical communication. In radar communication, the ambiguity function plays an important role in estimating the delay and Doppler shift introduced in received signal. With the limitation of ambiguity function based on Fourier transform, the FRFT based ambiguity function has been introduced. But it imposes a large computational complexity in the problems where only delay and Doppler shift is needed to estimate. In this article, a new method is introduced to estimate delay and Doppler shift based on the FRFT of received echo signal.     

离散色散光域傅里叶变换的延时和带宽扩展研究

光域傅里叶变换为射频频谱分析提供了一种新的解决方案。光域傅里叶变换主要受限于大的二阶色散的获得,而离散傅里叶变换只需要控制离散点的相位,理论上可以解决大色散的获得问题。文章利用光纤环作为离散色散器件,用线性调频信号作为待测信号,进行了光域离散傅里叶变换的研究。该系统是一个快速傅里叶变换系统,每次变换用时约2.07 ns。用示波器观测线性调频信号变换前与变换后的波形延迟,可以测出该系统的变换延时,约为100 ns,其延时大小主要取决于系统中的光纤长度。该系统可以实现对信号的不间断处理。为了扩展系统的瞬时带宽,对片上集成光微环组方案的可实现性进行了分析。