一种新的双基地MIMO雷达杂波模拟方法

针对双基地 MIMO 雷达杂波单元划分复杂、计算量大,严重影响仿真速度的问题,提出了一种新的杂波单元划分方法,并采用杂波单元参数预存储的技术大幅度减少仿真过程中存在的重复性计算工作。新的杂波生成方法兼顾了发射角度分辨率、接收角度分辨率、距离分辨率三重约束,能有效降低杂波单元划分的复杂度,大幅度提高双基地 MIMO 雷达仿真平台运行效率。最后通过建模方法仿真出杂波,验证了上述结论。     

利用发射角度的双基地MIMO 雷达杂波抑制方法

双基地雷达中引入多输入多输出(MIMO)技术,可以从接收数据中获取双基地雷达发射角度信息。这一新增的角度信息用于空时自适应处理,获得发射空间-接收空间和多普勒3 维杂波谱。该文旨在对双基地MIMO 雷达空时自适应处理抑制杂波方法进行综述。首先介绍了双基地MIMO 雷达信号模型,然后介绍了几种正侧视双基地MIMO 雷达空时3 维自适应处理方法(3D-STAP),包括3 维线性最小方差(3D-LCMV)方法、3 维辅助通道方法、3维局域化联合处理以及3 维投影的空时3 维降维杂波抑制方法,仿真分析表明这些降维方法能够有效提高小样本条件下的双基地MIMO 雷达距离依赖杂波抑制性能。最后,对双基地MIMO 雷达空时自适应处理研究做了总结和展望。      

常规脉冲多普勒地面雷达杂波建模与仿真

针对常规脉冲多普勒雷达，介绍了用于雷达信号模拟器中的杂波仿真模型。并对单个分辨单元杂波回波信号进行建模和仿真。同时，由于地海杂波的功率调制分量存在空间相关性，对相邻多个分辨单元的杂波回波信号进行建模与仿真。最后对雷达信号模拟器中的杂波实时模拟方法和步骤作了探讨。     

正交信号MIMO雷达动态范围与弱目标检测性能分析

正交信号MIMO雷达各阵元发射相互正交的信号波形,多个信号波形在空间不能叠加形成高增益的窄波束,经目标反射回来的回波信号的动态范围较传统相控阵雷达有所降低,这将有利于改善对强杂波中的弱目标信号的检测性能。动态范围往往取决于杂波功率,本文分析了基于OFDM-LFM信号的MIMO雷达的信号功率问题,并提出利用优化的随机相位来降低信号瞬时功率,从而改善回波信号的动态范围。仿真比较了在接收机动态范围一定的条件下,MIMO雷达相对于传统相控阵雷达在弱目标检测性能方面的改善。      

机载MIMO雷达地杂波功率谱仿真分析

首先介绍多输入多输出体制雷达的地杂波模型,采用映像法将地面划分为杂波散射单元并计算各单元的回波信号,后将各单元回波信号采用矢量相加求得相干视频信号;然后给出了机载多输入多输出雷达地杂波回波信号分别经过波束合成和匹配滤波合成后杂波功率谱的峰值,并分析其经不同处理而获得不同增益值的原因.同时,对多天线接收和存在干扰条件下的地杂波功率谱进行了仿真,仿真结果表明计算的正确性.     

机载MIMO雷达杂波建模及杂波特性分析

机载MIMO雷达通过将MIMO技术应用到机载雷达,显著增加了雷达的系统自由度,改善了机载雷达的杂波抑制性能.首先建立了机载MIMO雷达的杂波数学模型;然后给出了两种典型的正交信号形式;最后对不同信号形式和不同误差条件下机载MIMO雷达的杂波功率谱和特征谱进行了仿真分析.仿真结果表明,机载MIMO雷达与机载相控阵雷达有相似的杂波分布,但其杂波自由度显著增加;发射信号从正交向相干的退化过程中,杂波在空时二维平面形成主副瓣并逐渐锐化.     

自然地面场景的机载PD雷达地杂波仿真

在模拟地杂波时，直接从数字高程图（DEM）数据出发，对各小面单元进行遮挡判断，并利用PD雷达的回波信号模型，计算出各DEM单元对雷达回波的贡献，从而得到总的雷达地杂波。仿真结果表明，该方法仿真的雷达地杂波能够很好地反映出特定地面的起伏特性，从而证明该方法是有效的和实用的。     

发射波形合成下的机载MIMO雷达杂波统一模型

针对发射波形相关及非理想因素影响下的机载MIMO雷达杂波分布特性的问题,给出了理想情况下机载MIMO雷达杂波模型。利用信号集合及阵列导向矢量投影变换的原理,提出了基于波形合成的机载MIMO雷达杂波统一模型,分析了模型与理想MIMO雷达、相关MIMO雷达及相控阵雷达的统一关系。然后给出了多种非理想因素影响的误差矩阵,建立了非理想因素影响下的机载MIMO雷达杂波统一模型。最后仿真分析了波形相关及非理想因素影响下的MIMO雷达杂波特性,并得出结论:波形合成会产生子阵合成,当合成子阵间发射信号全正交,且合成子阵内各阵元发射信号全相干时,杂波谱的斜脊线最窄。该统一模型为机载MIMO雷达杂波特性分析及STAP算法设计提供了理论依据。     

基于空间特征的MIMO穿墙雷达墙杂波抑制

在穿墙成像中,墙体反射波相对于目标回波具有很强的能量,因此对目标的成像及检测造成严重干扰。传统的空域滤波方法基于单发单收阵列体制,利用墙体空间特征不变性有效地抑制墙体杂波。随着MIMO技术越来越多的应用于穿墙雷达,墙体空间特征发生变化,该方法不再适用于MIMO穿墙雷达回波。为解决这一问题,该文分析了MIMO穿墙雷达回波中墙体与目标回波的空间特征,参数化建模结果表明,墙体回波的空间特征与天线阵列的位置无关且具有对称性,而目标回波不具有该特性。根据两者的这一差异,该文提出对称消去法来消除墙体回波。仿真结果表明该方法能够有效地消除墙体杂波,且能够保留目标的全部信息。     

对海监视雷达杂波的建模及仿真

杂波是雷达回波信号的重要组成部分,研究中常用幅度概率分布模型和相关谱型来描述。采用零记忆非线性变换法(ZMNL)进行建模设计,生成同时满足幅度分布条件和相关特性的随机序列,并将模拟杂波数据的概率密度和功率谱与理论曲线对比,进一步验证 ZMNL 法杂波建模的有效性和准确性。最后针对海航大学对海探测的雷达回波实测数据,进行海杂波和云雨杂波回波的幅度概率分布和功率谱的分析。     

空基双基地雷达地杂波建模及特性分析

在充分考虑双基地工作和机载工作特点的条件下 ,首先建立空基双基地雷达地杂波的等椭圆几何关系模型 ,然后计算分析了空基双基地雷达的地面反射率 ,最后提出一种通用的空基双基地雷达地杂波模型。在该模型的基础上分析了空基双基地雷达地杂波特性 ,并仿真分析了不同几何配置和运动配置下空基双基地雷达地杂波的多普勒特性和地杂波脊特性 ,结果表明地杂波特性敏感于空基双基地雷达的几何和运动配置 ,合理的配置可以降低信号处理中地杂波的影响     

MIMO双基地机载雷达距离模糊杂波抑制方法

正侧视阵MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)双基地雷达系统具有严重的距离依赖问题和杂波谱展宽现象,该文分析其杂波特性,提出了一种距离模糊杂波抑制方法。该方法在传统的MIMO双基雷达中引入距离相关的相位项,从而提供额外的自由度,通过该相位项的距离信息实现不同距离的杂波分离,并进一步对其进行有效抑制。从而解决了双基地预警雷达大场景下地面杂波距离杂波模糊的问题,仿真结果显示该方法的正确性,并且和已有的DW(Doppler Warping)距离模糊杂波抑制方法进行比较,使用IF(Improve Factor)谱线对抑制结果进行对比,显示该方法有更优的性能。      

机载分布式相干MIMO雷达的杂波谱分析

以多载频矩形脉冲信号为发射信号,建立了机载分布式相干MIMO雷达的杂渡模型;给出了经典的杂波功率谱估计方法和杂波自由度估计规则;仿真分析了多载频频率步进和不同误差条件下的最小方差（MV,minimum variance）杂波谱和杂波特征谱.仿真及分析结果表明：机载分布式相干MIMO雷达的杂波具有空时二维斜对角分布特性;杂波起伏、载机偏航均会使杂波谱展宽及杂波自由度增大;多载频频率步进的增长导致杂波去相关.     

机载双基地雷达杂波调谐方法研究

首先,建立了任意机载双基地雷达配置情况下的杂波回波模型;然后,分析了双基地机载雷达主杂波多普勒频率展宽与发射和接收平台配置的定量关系,推导了在不同情况下使主杂波频谱展宽最小需要满足的数学条件,并给出了具体的数学表达式;最后,通过仿真验证了文中对主杂波频谱宽度与双基地配置关系分析的正确性。     

空基双基地雷达杂波建模与分析

在空基双基地雷达系统配置下,建立了空基双基地雷达地杂波的等距离和椭圆环模型,分析了双基地杂波的地面反射特性、杂波的幅度起伏、杂波的频谱分布以及收发载机雷达的系统参数对空基双基地雷达地杂波的影响,导出了空基双基地雷达在指定距离门内地杂渡模型的表达式。仿真分析了空基双基地雷达在不同几何配置下的空时二维杂波谱以及空基双基地雷达地杂波的距离依赖性,为后续有关空基双基地雷达杂波抑制和信号处理技术的研究提供了条件。     

分布式MIMO雷达目标散射模型研究

针对当前分布式多输入多输出(MIMO)雷达目标散射模型的不足,提出了一种三维特体目标模型;在考虑点散射体电磁散射的方向性、遮蔽及收发天线方位角、俯仰角等因素的条件下,推导了目标静态雷达截面积(RCS)的计算公式和MIMO雷达信道的相关函数;同时,仿真分析了目标动态RCS的统计模型及其与收发天线双基地角的关系,以及MIMO雷达信道空间去相关的条件。仿真分析结果与RCS的经典统计模型、双基地RCS的经验结论以及单基地雷达回波信号去相关角度的经验值是吻合的,证实了模型的科学性和合理性。研究结果对分布式MIMO雷达的检测、跟踪和系统配置等研究具有参考价值。     

机载MIMO 虚拟阵LFMCW 雷达杂波距离旁瓣性能分析

线性调频连续波(LFMCW)信号应用于机载虚拟阵多输入多输出(MIMO)雷达体制。二者的结合,一方面,可在较少阵元条件下,获得虚拟的宽口径,改善雷达的测角性能;另一方面,采用连续波体制,在相同峰值发射功率的条件下,可增大雷达的探测距离,弥补MIMO 雷达宽波束发射导致的威力下降。LFMCW 信号的匹配滤波输出拖尾较长,文中对由此产生的杂波距离旁瓣泄漏问题进行了建模与分析,结果表明:LFMCW 雷达系统与线性调频脉冲雷达系统具有相似的杂波距离旁瓣泄漏特性,数值仿真验证了此结果的正确性。另外,非自适应处理的仿真结果也表明对高速、小RCS 的目标,LFM鄄CW 信号具有更高的输出信杂噪比。     

球-地双基地雷达云雨杂波建模与仿真研究

以空地为背景,研究了基于球载发射源,地面接收站的双基地雷达云雨杂波建模与仿真问题。首先给出了球-地双基地椭球与云雨杂波区域的几何关系,并建立了球-地双基地雷达云雨杂波空间几何模型,给出了基于云雨杂波反射特性、杂波的幅度起伏、杂波的频谱分布以及雷达系统参数的球-地双基地雷达杂波建模方法,导出了球-地双基地雷达在指定距离门内云雨杂波模型的表达式,最后仿真分析了球-地双基地雷达云雨杂波的距离方位维杂波强度和距离-多普勒二维谱,为后续球-地双基地雷达云雨杂波区域目标检测问题的研究提供了仿真数据和理论基础。     

大入射余角下的海杂波建模方法研究

大入射余角下的海杂波模型适用于探测雷达发现强海杂波下的隐蔽目标,是目前最新的一种雷达海杂波回波建模方法。基于随时间变化的海表面动态模型和依赖探测雷达波束几何分割的有效照射区域模型,计算出的照射区域内海杂波回波是由该区域分割的众多散射单元的回波合成的。根据雷达特性将海表面用网格分割成小块,相关模型中的每一块都可当做一个RCS单元,仿真结果证实了杂波模型的有效性。