频率步进雷达及其在小目标检测中的应用

在强杂波环境下检测一类重要小目标（如巡航导弹，反舰掠海导弹，隐身飞机）是现代雷达面临的一个最具有挑战性的课题。频率步进雷达，由于其高距离分辨能力及独特的波形和处理，正在用来解决强杂波中小目标的检测问题。文中首先介绍了频率步进宽带高距离分辨雷达的原理和技术，然后讨论了应用频率步进雷达解决强杂波中运动小目标的无杂波区检测和无折叠杂波检测问题。     

随机序列步进频率信号及其处理

本文讨论了步进频率信号的设计问题,针对顺序步进频率信号有速度一距离耦合的缺点,提出了随机序列步进频率信号形式及其多组频率捷变相参处理方法,该信号形式具有较好的速度、距离分辨能力和杂波抑制能力。     

随机序列步进频率信号及其处理

本文讨论了步进频率信号的设计问题，针对顺序步进频率信号有速度－距离耦合的缺点，提出了随机序列步进频率信号形式及其多组频率捷变相参处理方法，该信号形式具有较好的速度、距离分辨能力和杂波抑制能力。     

基于STAP杂波抑制的天基雷达PRF设计

提出了一种基于空时二维自适应处理(STAP)杂波抑制技术的天基雷达脉冲重复频率(PRF)设计方法。该方法首先通过几何建模对主杂波缺口宽度进行估算、确定适用于整个搜索空域的脉冲宽度参数,然后通过杂波仿真获得最优STAP处理的最小可检测速度(MDV)指标、并用经典M/N中等PRF选择法设计一组PRF波形,最后画出距离-速度盲区图进行验证。文中推导了公式,用设计实例验证了该方法的有效性。仿真表明,在PRF设计中采用未补偿的主杂波缺口宽度参数在工程实际中可以获得更好的距离-速度覆盖性能。     

基于窗函数的非均匀步进频信号设计

针对均匀步进频连续波信号脉冲压缩处理过程中加窗处理抑制旁瓣导致信噪比损失的问题,提出了一种基于窗函数的非均匀步进频信号设计方法。首先根据分辨率和最大作用距离要求设计了步进信号总带宽和步进脉冲数,然后根据旁瓣要求和选择的窗函数设计了非均匀频率步进,最后根据雷达作用范围设计了频率步进量化间隔。该步进频信号呈现中间脉冲步进频率间隔小,两边脉冲步进频率间隔大的特点,在非均匀傅里叶逆变换脉冲压缩处理过程中无须加窗处理即可获得较低旁瓣,避免了加窗处理导致的信噪比损失。点目标仿真结果和实测数据处理结果验证了该非均匀步进频信号设计方法的有效性。      

正负步进频率编码信号及其处理

本文讨论了步进频率编码信号的模糊函数,提出了一种正负步进频率编码信号及其处理方法。该信号克服了常规步进频率编码信号存在距离一速度耦合的缺点,具有较高的目标距离－速度联合分辨力和较强的杂波抑制能力,并且采用相应的信号处理方法可同时完成对目标速度的精确测量。     

频率步进信号的合成孔径雷达处理

合成孔径雷达借助综合孔径原理来提高方位分辨率,而距离分辨率的提高则需借助于脉冲压缩技术.频率步进波形是通过发射载频步进变化的子脉冲串来合成大带宽信号,从而获得高距离分辨率.若将频率步进波形应用于合成孔径雷达,则可获得距离和方位的二维高分辨率.本文首先分析了径向速度对频率步进雷达一维距离像的影响,然后建立频率步进信号照射下的合成孔径雷达回波模型,提出频率步进波形设计原则,给出频率步进合成孔径雷达的成像步骤.     

机载前视FDA-MIMO雷达距离模糊杂波抑制

高重复频率的前视阵雷达杂波存在距离依赖问题和距离模糊问题,导致传统的空时自适应处理方法杂波抑制性能急剧下降甚至失效。针对前视阵雷达距离模糊杂波抑制问题,利用频控阵（FDA）-多输入多输出（MIMO）体制提供的可控自由度,本文提出了一种距离模糊杂波抑制方法。该方法将无模糊区域和模糊区域的杂波在空间频率域上分离,利用俯仰角正切值导数更新（Tangent DBU,TDBU）的方法,对前视阵条件下的距离依赖性进行补偿,最后进行空时自适应信号处理。该方法有效解决了前视阵雷达距离模糊杂波抑制问题,提高了杂波抑制性能,仿真实验验证了本文方法的有效性。      

用于远程雷达的新的杂波抑制波形

远程搜索雷达设计中,通常必须在最大的无模糊检测距离和可以达到的相干杂波抑制性能之间进行折衷处理。我们介绍一种新的波形,它向设计人员提供一种以前雷达设计中不能达到的灵活性:不严重影响最大无模糊搜索距离,又改进了杂波抑制性能。确认这种新波形的关键,是存在一种有用的 N 脉冲非递归式动目标显示器(MTI)的相消器设计,它只要求雷达发射 N—1个(非均匀间隔的)脉冲。     

相干MIMO雷达无模糊区面积缩小问题与优化扩展技术研究

在时延-多普勒平面上, 无模糊区面积决定雷达距离模糊与距离杂波折叠特性以及多普勒模糊与多普勒频率混杂特性.文章首次从理论上证明, 采用N个波形的相干多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达存在无模糊多普勒缩小现象, 在一定条件下缩小为单输入-多输出(Single-Input Multi-Output, SIMO)雷达无模糊多普勒的1/N, 导致该雷达无模糊区面积缩小为SIMO雷达的1/N, 并给出了仿真实例.无模糊区面积缩小将导致雷达在杂波环境下性能下降.对此, 提出了将相干MIMO无模糊区面积扩展到与SIMO雷达相等的波形设计技术, 并给出恢复实例, 解决了采用N个频率波形的相干MIMO雷达无模糊区面积缩小的基础性问题.     

高重频步进频雷达测距解模糊脉冲编码方法

和常规雷达相比,频率步进雷达脉冲重复频率高、测量不模糊距离短,降低了雷达的有效作用范围并易引起成像多目标混淆。其结果限制了频率步进雷达作为一种高分辨率雷达在实际中的使用。文中从数学上分析了存在问题的原因,提出了一种能解测距模糊的步进频率脉冲编码方法。该方法能区分出相隔一个或数个脉冲重复周期的目标,具有物理意义明确,易于工程实现等优点。计算机仿真验证了该方法的可行性。     

机载雷达脉间波形参数伪随机跳变技术

机载雷达脉间波形参数伪随机跳变主要是通过优化设计脉冲重复间隔、初相、频率和幅度等参数,增加雷达波形的复杂度与不确定性,提升机载雷达反杂波和抗干扰能力,是机载雷达技术的主要发展方向之一.脉间参数的伪随机跳变给多脉冲相参积累、杂波谱特性建模等带来困难.该文建立了脉间参数伪随机跳变信号模型,提出了非均匀参数捷变脉间相参处理方...     

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.     

调频步进频雷达信号处理的关键问题分析

为了获得高距离分辨率，将线性调频信号作为子脉冲构成调频步进雷达信号。文中对该体制雷达的波形参数设计进行了理论分析，以及目标运动的多普勒效应对这种信号的影响。最后针对某型号雷达，给出了计算机仿真结果。     

强地杂波下基于压缩感知的稀疏子脉冲高分辨雷达成像方法

针对稀疏雷达孔径数据处理与成像问题,本文提出了一种强地杂波背景下基于压缩感知（CS）的线性调频步进信号（SFCS）稀疏子脉冲高分辨雷达成像方法。在对稀疏回波数据解线调时,采用填零一次相消技术剔除地杂波,对粗分辨距离像序列二次采样后获得高信杂比的目标高分辨回波信号;再利用该信号的频域稀疏特性,结合各脉冲簇中随机丢失不同子脉冲的情况,构造相应的部分傅里叶基矩阵实现雷达数据的稀疏化表征,然后利用正交匹配追踪（OMP）算法对目标高分辨距离像（HRRP）进行重构处理,实现对目标的高分辨成像。仿真结果验证了本文方法的有效性。      

基于NDFT的步进频率雷达信号处理

步进频率脉冲信号可以在发射较小瞬时带宽信号情况下，通过脉冲压缩而合成分辨率较高的距离像，因而在高分辨雷达系统中得到广泛的应用。但是，直接采用DFT方法合成距离像．其分辨性能并不理想。利用Chirp-z方法也存在一些缺点。本文提出了利用非均匀傅里叶变换(Nonuniform Discrete Fourier Transform，NDFT)方法来处理频率步进信号以改善雷达的分辨性能，解决了直接利用DFT方法和Chirp-z方法合成目标距离像时所存在的问题。文中给出了NDFT的定义及在重点观测区域内的采样方法，进行了针对多种情况的仿真实验。仿真结果显示，利用NDFT进行处理可以明显改善步进频率雷达的距离分辨性能。     

针对非合作目标的调频步进编码波形设计方法

雷达对于非合作目标的探测,存在目标微小与速度未知两大困难,而相干积累的方法需要准确探测目标速度,并进行速度补偿,实际应用过程中效果受限。针对此问题提出了一种调频步进编码波形设计方法,可以在速度未知情况下脉间积累,同时在准确测量速度后宽带合成。首先研究线性调频子脉冲的距离速度耦合特性,通过波形设计抵消脉间目标运动成像位置变化;然后研究调频步进编码波形的宽带合成技术,使所得的高分辨一维距离像无距离混叠。最后,数值仿真实验验证了所提出波形的优势与应用价值。     

毫米波高分辨率雷达运动补偿研究

频率步进雷达是一种距离高分辨率雷达，运动补偿是其实现距离高分辨的关键。在波形熵法用于毫米波频率步进雷达运动补偿的研究中，针对步进频率信号波形熵的局部最小值问题，采用Costas编码改进，并对波形熵的定义进行了优化，获得了满意的仿真结果。     

Medium PRF for the AN/APG-66 radar

This paper discusses the medium pulse repetition frequency (PRF) pulse doppler mode of the AN/APG-66, the multimode fire control radar for the F-16A/B aircraft. This radar is currently in production and as of January 1984 over 1700 have been delivered. Included is a discussion of the three PRF types: high, low, and medium PRF, leading to the conclusion that for an airborne, look-down application the medium PRF waveform is the best choice. System tradeoffs between a high peak power and a low peak power transmitter are discussed which show that when only a medium PRF waveform is required, the high peak power transmitter yields better performance. Some system design considerations concerning the PRF selection and sidelobe clutter are also included. Finally, the radar mechanization is presented. The AN/APG-66 radar in general, and its medium PRF mode in particular, have undergone extensive operational evaluation and the results have been excellent. The radar has met or exceeded its performance design specifications and the field reliability has been outstanding. For example, for the year 1983 the MTBF was 102.9 h based on 64 204 operating hours from two operational air bases.