基于局部解线性调频的多频连续波雷达实时加速度补偿算法

本文给出了多频连续波雷达的一种实时加速度补偿算法。带有加速度信息的雷达回波相当于线性调频信号,目前各种解线性调频算法的最主要缺点在于运算量大,难以用于实时处理。本文提出的算法通过等效的复调制、低通、抽取等处理,得到了完全包含加速度信息的局部时域信号,然后利用加速度模板的方法进行了局部的解线性调频,从而实现加速度补偿。这种方法具有较高的估计精度,并且大大降低了解线性调频的运算量,可以用于雷达实时信号处理。仿真结果证明了该方法的有效性。     

数字多频连续波雷达信号处理中的关键算法

数字多频连续波雷达设备简单,可同时得到多个目标的运动参数、俯仰角、方位角以及距离的精确测量值。本文详细讨论了多目标环境下数字多频连续波雷达信号处理中运动参数以及相位信息分离和估计的算法,并根据实时测距的要求提出了一种新的快速解距离模糊算法。     

多频连续波雷达与角度-距离联合估计方法

频控阵（frequency diverse array）雷达存在角度和距离定位模糊的问题,基于频控阵与早期的多频连续波（multi-frequency continuous wave）雷达相同的测距原理,提出了改进的多频连续波雷达模型,通过采用相控阵接收的方式,克服了传统频控阵角度和距离定位模糊的问题.根据收发阵元数的不同,推导了四种配置下的信号模型,分析了多频连续波雷达相比传统频控阵可解耦角度与距离定位模糊的原因.新的多频连续波雷达实现定位的本质为三维多频估计问题,为此提出了一种基于迭代插值傅里叶系数（iterative interpolation Fourier coefficients））的角度-距离联合估计方法,理论分析了算法的性能.仿真结果验证了所提方案与算法的有效性.     

基于FRFT的LFMCW雷达加速动目标检测与参数估计

在线性调频连续波雷达中,目标加速度使回波多普勒信号受到速度和加速度的调制,造成多普勒频谱畸变,从而导致目标检测性能下降和参数估计精度损失.采用分数阶傅立叶变换的快速算法实现了加速运动目标回波检测和加速度-速度估计,并提出了一种自适应多级搜索算法实现了加速度-速度的快速估计,该算法具有运算复杂度低、精度高的特点.另外推导出了一般高斯白噪声环境下Chirp信号参数估计的CRB界,为高斯白噪声环境下参数估计的方差提供了实际下界.     

连续波雷达中对较大加速度的一种估计方法

在连续波雷达信号事后处理过程中,当目标的加速度比较大、信噪比又比较低时,各种算法很难处理出正确的结果。而目标的径向加速度是一个非常关键的参数。对它的成功的估计是后续处理中得到目标速度与距离的一个重要前提。本文针对这种情况,对连续波雷达回波频谱幅度产生原因进行分析,提出了二次曲线拟合频谱幅度来估计加速度的方法。仿真证明该方法的有效性。     

毫米波超近程LFMCW雷达运动目标参数估计

毫米波超近程线性调频连续波(LFMCW)雷达运动目标参数估计新方法,可以在加速度运动目标环境中有效估计出目标的加速度、速度和距离参数。该方法能够对加速度运动目标多普勒信号进行加速度补偿,解决目标多普勒频谱畸变现象和LFMCW雷达固有的距离速度耦合现象,达到改善加速度运动目标的检测性能和提高参数估计精度目的,且算法稳健,运算量小。算法通过仿真分析,评估了加速度运动补偿前后的效果,证明了算法的有效性。该方法可用于针对毫米波超近程LFMCW雷达信号处理快速、准确的参数估计。     

加速运动目标的双频比相测距算法研究

该文分析了目标机动时加速度对多频连续波雷达双频比相测距造成的影响,提出了一种基于局部解线性调频的实时加速度补偿算法。详细介绍了该算法的原理,分析了它的运算量,并通过仿真实验将它与DAF加速度估计和补偿方法进行了对比,仿真结果证明了该算法的可行性和有效性。     

基于多项相位变换的线性FMCW雷达目标加速度和速度估计方法

在线性调频连续波(LFMCW)雷达中,加速度运动目标回波存在多普勒频谱畸变现象,造成目标检测性能和参数估计精度损失.本文提出的方法首先将多普勒信号作多项相位变换,并在变换后的信号频谱中估计出目标的加速度,然后对多普勒信号进行加速度补偿,最后在补偿后的多普勒信号频谱中估计出目标速度.仿真分析表明这种方法能够以较小的运算量,达到改善加速度运动目标的检测性能和速度估计精度的目的.     

几种连续波雷达系统参数设计和信号处理方法

连续波雷达具有结构简单、体积小、无距离盲区、低功耗和低截获、成本低等优点,在军用导航、战场侦察等领域得到广泛应用。文中对双频连续波、多频连续波、步进频率连续波和步进频移键控连续波等4种体制连续波雷达信号处理系统的参数设计和信号处理问题进行了对比分析,得到了各个波形的特点,并通过计算机仿真进行了验证。综合仿真结果和理论分析得到,步进频移键控连续波,能在一个处理周期内对多目标进行分辨。     

LFMCW雷达多目标加速度和速度估计方法

在线性调频连续波(LFMCW)雷达中,加速度运动目标回波存在多普勒频谱畸变现象,造成目标检测性能和参数估计精度损失。本文提出对同一距离单元上的多个目标的多普勒信号进行修正的多项相位变换,能够以较小的运算量,准确估计多个目标的速度和加速度,达到改善目标的检测性能和提高参数估计精度目的。     

雷达高精度测距相位差改进算法

介绍了基于相位差法的线性调频连续波(LFMCW)雷达测距算法的原理,针对其计算量大和信噪比门限高的问题,提出一种改进相位差测距算法。该算法在快速傅里叶变换(FFT)的基础上先使用线性调频Z变换（CZT）对峰值附近的窄带进行细化,避免误差可能导致的谱线之间的相位差模糊,提高抗噪声性能,再应用相位差算法作距离估计。与经典算法进行仿真对比,结果表明,该方法的测距精度比改进Fitz算法高一个数量级,信噪比门限比补零相位差算法低7dB,且运算量有一倍以上的减少,适用于低信噪比环境下对检测精度要求较高的实时场景,有利于现阶段工程实现和推广。     

MTI在连续波雷达中的应用研究

针对杂波回波对连续波雷达探测性能的影响,介绍了动目标显示(Moving Target Indication,MTI)的基本原理,提出了MTI在伪码调相连续波雷达中的实现方法,详细对比分析了该方法对高速目标与低速目标的不同影响及不同多间隔周期对MTI处理性能的影响。该方法可实现对杂波的抑制,明显改善伪码调相连续波雷达在杂波区域的性能,同时可减少对低速目标的损耗,计算机仿真结果表明MTI在连续波雷达中具有较大的应用价值。     

基于欠定方程的频谱峰值搜索算法及其在连续毫米波雷达系统中的应用

现有谱峰搜索算法在应用于连续毫米波雷达后端中频信号处理时,或计算量较大,或精度不高.本文针对该问题,提出一种可有效提取信号峰值频率信息的快速算法,进而实现连续毫米波雷达的快速准确测速测距.该算法借助压缩感知原理,通过构建欠定方程,并计算少量内积,实现高效捕捉信号频率值.数值结果表明,此算法具有运算量小、计算精度高等特点,可为当今智能交通领域中的高精度测速测距提供一种快速解决方案.     

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。     

变采样率技术在连续波测速雷达中的应用

介绍了连续波雷达回波的数学模型,对系统的测速算法做了简要说明,利用抽取来降低采样率,提高了谱的分辨率和雷达测量精度,增加了雷达的作用范围。利用外场实测数据对不同类型目标进行了处理和对比,总结出了各种目标的最佳采样率。     

基于三阶运动模型的GRFT算法的并行化实现

广义随机傅里叶变换(GRFT:Generalized Radon-Fourier Transform)是一种广义的MTD(Moving Target Detection)算法,通过搜索目标的速度、加速度、加加速度等高阶运动信息,补偿多个脉冲间的相位来完成相参积累。这种采用搜索的方法完成众多脉冲的相参积累,必然会带来巨大的计算量,不利于雷达的实时检测。针对这个问题,根据目标各运动参数之间搜索的独立性和雷达回波信号的存储特点及GRFT算法思路,提出一种基于图形处理器(GPU:Graphic Processing Unit)的GRFT算法,实现了高维搜索并行化问题, 并采用通用并行计算架构(CUDA:Computer Unified Device Architecture)完成了GRFT算法的具体实现。仿真结果表明: GRFT算法的计算速度在GPU平台上得到显著提高。      

用于多层介质目标成像的改进波数域算法

近年来,获取高分辨探地雷达图像以实现目标检测受到广泛关注。相位偏移补偿算法（PSM）可以针对不同介电常数的多层介质成像,在各领域应用广泛。受距离维像素循环计算过程影响,PSM成像速度慢。基于PSM相关理论基础,提出改进波数域的多层介质快速成像算法,在每个独立介质层中,通过快速傅里叶运算取代PSM算法中的像素迭代过程,可以有效降低成像时间。针对双层介质模型,提出基于目标顶点区域提取的波速估计方法,用于精确补偿相位成像。通过搭建双层介质实验平台,利用该算法获得了多种被埋目标高分辨图像,验证了算法的有效性。     

一种MFSK车载雷达距离速度测量方法

针对传统的线性频率调制(LFM)波和频移键控(FSK)波体制的车载雷达系统存在的一些问题,提出了一种LFM和FSK结合的多频移键控(MFSK)波形雷达测量方法。首先,理论推导出了MFSK体制的测量原理,采用了全相位FFT(apFFT)算法来提高相位估计精度;然后,结合该算法设计出了系统信号处理方法,并对系统的性能进行对比分析。仿真结果表明:文中所设计的MFSK车载雷达系统在多目标情况下具有很高的测量分辨率、可以实现无模糊测量、有效避免虚假目标出现等优点,满足车载雷达测量系统对各项性能的要求。     

基于DPT-CZT处理的LFMCW雷达参数估计

提出了一种基于DPT-CZT处理的速度-加速度联合估计方法。根据差拍信号相位在快、慢时间轴上的二维联合特性,沿其慢时间维进行DPT处理,可以消除快、慢时间线性耦合项,同时实现了慢时间维相位的降阶处理,从而可以获得目标速度-加速度的联合估计。为确保速度估计的无模糊性,采用CZT变换对目标可能存在的频段进行密集采样以提高频率测量的精度。给出了速度-加速度联合估计的具体实现步骤以及CZT处理中参数的确定。基于速度、加速度估计值对差拍信号进行补偿,从而可以对速度估计进行进一步修正并获取目标距离的估计。仿真结果验证了方法的有效性。