基于变脉宽波形的高速目标积累检测研究

针对米波低重频雷达在低信噪比下对高速运动目标的相参积累检测问题,提出了发射变脉宽信号的新方法。首先用宽脉冲回波估计目标运动参数,再对窄脉冲回波进行包络移位和相位补偿,实现相参积累,保证雷达的距离分辨率要求。该方法有效地解决了高速、匀加速径向运动目标跨速度、距离分辨单元的相参积累问题。仿真验证了新方法的有效性。     

空间目标检测与实现方法研究

空间目标由于其高速高机动等特点在观察时间内通常跨越多个距离单元,使得为了目标检测进行能量相参积累变得很困难。通过对大时宽高速运动目标雷达回波信号的建模,分析了拉伸效应、脉冲间距离迁徙等因素对积累的影响。提出了一种基于欠采样下Keystone变换的高速目标检测方法。该方法能有效补偿距离走动,去除多普勒模糊,提高信噪比,改善雷达的检测性能。通过仿真和实际数据分析,验证了该算法的有效性,同时结合硬件平台给出了工程实现方法。     

高速运动目标宽带雷达回波频域模拟及分析

该文提出了一种高速运动目标宽带雷达回波频域模拟方法。根据雷达波与运动目标相互作用的物理过程建立了运动目标宽带雷达回波的频谱模型,提出了一种雷达回波的频域建模流程,分析了目标径向距离和径向速度对LFM 信号匹配滤波结果的影响,推导了高分辨率距离像(HRRP)平移和扩展的定量结论。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。      

天空双基地预警雷达长时间相参积累算法研究

天空双基地预警雷达体制中,信号传播距离远,回波信噪比低,且目标高速运动常导致回波越距离单元走动,从而影响目标检测性能。针对这一问题,将Keystone变换用于天空双基地预警雷达体制中,在建立空间几何模型的基础上,分析了回波越距离单元走动特性,应用Keystone变换校正距离单元走动,并进行解多普勒模糊处理和基于单元选大准则的数据处理。该方法可以用于多个不同距离和速度的目标距离走动校正和相参积累检测。仿真结果验证了该方法具有良好的多目标检测性能。     

高速微弱目标长时间积累对雷达方程的影响

传统雷达方程未考虑积累时间内目标距离变化导致的回波信号功率发生变化,难以直接应用。考虑高速运动目标积累时间内目标运动对回波信号信噪比的影响以及处理时间内目标运动的影响,建立了适用于高速微弱目标长时间积累分析的雷达方程,在此基础上,分析了目标速度、探测距离与积累时间和处理时间的关系,并给出了相应的结论。     

宽带雷达回波的高频电磁散射快速算法

提出一种将射弹跳射线法和等效边缘电磁流法与线性调频信号雷达信号处理过程相结合的高频电磁散射算法,该算法能够快速准确计算复杂电大尺寸目标的大时宽带宽雷达回波信号.利用宽带雷达回波计算结果,获得了目标的一维距离像和二维ISAR成像,验证了方法的正确性.     

基于FRFT的一维距离像高速运动补偿

为提高高速运动目标的雷达识别性能,需要分析高速运动目标的回波模型,研究高速运动目标参数估计和一维距离像补偿方法.针对目标高速运动引起的回波脉冲压缩展宽,从而严重影响目标一维距离像成像质量的问题,建立了宽带线性调频信号的目标高速运动回波模型,分析了目标高速运动对高分辨一堆距离像的影响,提出了基于分数阶傅里叶变换参数估计的校正方法,消除目标高速运动对一维距离像的影响.通过引入逐级逼近搜索寻优算法,保证参数估计精度的同时提高计算的速度.仿真结果表明,文中提出的方法快速有效,且对噪声具有较好的鲁棒性.     

目标高速运动对宽带一维距离像的影响及补偿方法研究

从宽带线性调频雷达信号目标回波的精确模型入手,分析了目标速度、信号时宽带宽积对目标一维距离像的影响,为提高一维距离像的质量,提出了有效的运动补偿方法,最后给出了仿真结果,验证了本文的分析结果的正确性。     

大时宽带宽积雷达空间目标距离像估计

采用二次相位滤波的方法,估计大时宽带宽积信号下空间目标的速度及加速度,并进行相应的运动补偿后获得目标一维距离像。首先,推导出具有大时宽带宽积信号的空间目标回波模型,分析了利用传统脉压处理后的数学表达式,给出不适合传统脉压处理的条件。为此,利用该方法得出速度和加速度估计值并进行二次和三次相位项系数及距离-多普勒耦合的补偿,以获得目标距离像。仿真实验验证了该条件下提取空间目标一维距离像的可行性。     

基于目标稀疏性的雷达距离超分辨

雷达目标在观测空间中通常是稀疏的。当雷达发射线性调频信号时,目标回波的匹配滤波实际上是频域去斜脉压,回波信号在频域去斜后变成复正弦波。基于目标稀疏性和去斜回波的复正弦形式,可以构造多目标频域去斜回波的距离维稀疏信号模型,然后利用凸优化方法求解目标的距离,同时实现雷达距离超分辨。本文提出了一种基于目标稀疏性和频域去斜的距离超分辨方法,理论分析和仿真实验表明,该方法的距离分辨率超过了常规脉冲压缩技术,从而实现了雷达距离超分辨。     

弹道导弹目标特性分析及雷达回波模拟

从自由段导弹目标的运动特性出发,对沿椭圆轨道高速运动并伴有进动的弹头雷达回波特性进行分析。建立了导弹的最小能量弹道模型和进动模型,分析了飞行过程中弹头姿态角的变化规律,研究了导弹目标的平动和进动对回波信号的影响,进而引入准静态技术的思想,研究了考虑脉内运动的弹头雷达回波模拟方法,最后给出弹头椭圆轨道、姿态角、回波信号和一维距离像的仿真结果,证明了理论分析的正确性和合理性。     

小波分析在脉冲压缩雷达中的去噪研究

LFM信号是脉冲压缩雷达的常用信号,针对脉冲压缩回波信号中混有噪声,采用小波分析对其进行消噪。对多个目标的回波进行了仿真,结果表明该方法具有较好的抑制高斯杂波的能力,提高了信噪比,即使目标回波淹没在噪声中,去噪之后也能够识别出来,具有较强的目标识别能力。     

动目标检测与速度估计仿真研究

介绍了雷达信号处理技术中的脉冲压缩、动目标检测、脉冲多普勒处理和恒虚警检测技术,并对雷达发射波形、目标回波、动目标检测进行了Matlab仿真。对脉冲回波信号进行脉冲压缩与动目标显示得到动目标脉压信号。利用动目标显示和脉冲多普勒处理实现脉压信号的动目标检测,并得到脉冲多普勒数据块。在数据块的距离维上进行恒虚警检测,检测动目标的距离,然后提取对应距离门的多普勒数据,检测动目标的速度。通过仿真建立了雷达信号处理的基本框架,为雷达系统建模及其仿真的深入研究提供了仿真支持。     

Pulse compression for weather radars

Wideband waveform techniques, such as pulse compression, allow for accurate weather radar measurements in a short data acquisition time. However, for extended targets such as precipitation systems, range sidelobes mask and corrupt observations of weak phenomena occurring near areas of strong echoes. Therefore, sidelobe suppression is extremely important in precisely determining the echo scattering region. A simulation procedure has been developed to accurately describe the signal returns from distributed weather targets, with pulse compression; waveform coding. This procedure is unique and improves on earlier work by taking into account the effect of target reshuffling during the pulse propagation time which is especially important for long duration pulses. The simulation procedure is capable of generating time series from various input range profiles of reflectivity, mean velocity, spectrum width, and SNR. Results from the simulation are used to evaluate the performance of phase coded pulse compression in conjunction with matched and inverse compression filters. The evaluation is based on comparative analysis of the integrated sidelobe level and Doppler sensitivity after the compression process. Pulse compression data from the CSU-CHILL radar is analyzed. The results from simulation and the data analysis show that pulse-compression techniques indeed provide a viable option for faster scanning rates while still retaining good accuracy in the estimates of various parameters that can be measured using a pulsed-Doppler radar. Also, it is established that with suitable sidelobe suppression filters, the range-time sidelobes can be suppressed to levels that are acceptable for operational and research applications     

噪声调频连续波雷达空间目标探测性能分析

在轨雷达探测空间目标时,目标相对雷达的速度高、距离远,采用通常的周期性信号雷达对其探测会产生距离模糊或速度模糊,采用解模糊的方法会增加系统的复杂性.文中采用噪声调频连续波雷达对空间目标进行探测,其发射信号无周期,作用距离无模糊.从体制上分析,其町测定远距离高速目标,并讨论其检测性能,与常规线性调频连续波雷达进行了仿真比较,证明了噪声调频连续波雷达对空间目标探测的有效性.     

辐射式仿真中脉冲雷达ISAR成像等效模拟方法

脉冲雷达信号广泛用于逆合成孔径雷达(ISAR)成像。在辐射式仿真中采用脉冲雷达信号进行ISAR成像时,由于脉宽对应的传播距离远大于微波暗室的空间长度,脉冲回波会在发射信号未被完全辐射之前返回接收机,使得收发信号相互耦合,难以得到ISAR图像。该文提出基于间歇收发的脉冲雷达ISAR成像等效模拟方法,通过将脉冲信号分段发射、分段接收,得到分段稀疏的目标回波。然后,结合压缩感知与间歇收发回波,重构得到ISAR图像。根据等效模拟的实现流程,对仿真与实测数据进行分析,结果表明,该等效模拟方法所得ISAR图像与完整脉冲回波所得图像基本一致,从而验证了等效模拟方法的有效性。     

基于数学形态学的密集转发干扰抑制算法

基于数字射频存储器(Digital Radio Frequency Memory,DRFM)的干扰机在一个脉冲重复周期内通过重复转发截获的雷达发射信号形成密集假目标干扰,严重影响雷达对真实目标的检测和跟踪。针对这一问题,提出了一种基于数学形态学的密集假目标干扰抑制算法。该方法先用Otsu算法对脉压后的回波二值化处理,利用形态学中的开运算抑制密集干扰,对滤除干扰后的回波信号做动目标检测(Moving Target Detection,MTD)获取目标参数,实现了干扰环境下的目标检测。通过仿真和实测数据的处理,验证了该方法可以有效抑制密集假目标干扰,实现对目标的检测。     

高分辨雷达目标检测方法研究

高分辨雷达较低分辨雷达能够提供较多的目标结构信息,但是由于其目标回波和杂波的特殊性,信号检测也存在着一些新的技术问题。本文分析了高距离分辨雷达目标和杂波的回波特性,给出了回波模型,在此基础上分析了非瑞利杂波背景下高距离分辨雷达的检测方法,并进行了仿真验证,结果表明采用TM—CFAR与M／N检测相结合的方法可以很好的利用...     

非相干散射雷达的高信噪比空间物体距离测量方法

非相干散射雷达是目前地基电离层探测的强大手段, 同时在空间物体探测方面也具有重要应用前景.当空间物体回波信噪比很高时, 可以利用单个脉冲进行目标检测, 而无需相干积累.非相干散射雷达常采用相位编码脉冲, 在单个相位编码脉冲内存在多次相位翻转, 此相位翻转在接收机滤波后显示一定坡度, 通过搜索此坡度曲线上具有最大斜率的坡度点可高精度确定发射-接收回波脉冲内各对应相位翻转的时间差以及对应的距离, 对这些距离值进行加权最小二乘拟合, 即可给出该回波脉冲对应的空间物体距离及误差估计值.利用欧洲非相干散射科学联合会(European Incoherent Scatter Scientific Association, EISCAT)实测数据分析发现, 距离误差可达数十米量级, 远优于以往的基于发射-接收回波脉冲前沿时间差方法.     

基于白化滤波的多普勒天气雷达谱矩估计改进方法

针对多普勒天气雷达时间分辨率和方位分辨率提高后,回波强度和径向速度精度无法满足1 dB 和1 m/ s 业务要求的问题,采用基于距离过采样技术和白化滤波算法的改进谱矩估计方法,使估计精度大大提高。该方法通过在距离向提高采样频率,获取更多的回波信号样本数量,然后采用白化滤波算法去除回波信号距离向的相关性,提高回波信号的独立样本数;并以白化滤波后的回波信号为基础,改进现有脉冲对谱矩估计算法,提高谱矩估计精度。仿真和雷达试验结果表明,在回波信号信噪比较大时,谱矩估计改进算法比现有脉冲对算法的估计精度更高,且可解决多普勒天气雷达因时间分辨率和方位分辨率提高后引起的精度降低问题。