一种基于多载频相位编码信号的速度估计新方法

基于正交频分复用技术的多载频相位编码信号具有良好的抗干扰性能、较高的频谱利用率和易于数字化处理等诸多优点,近年来备受关注。本文提出了一种基于MCPC信号的目标速度估计新方法,其核心思想是利用各子载频的粗距离像进行脉冲多普勒处理,然后通过最小二乘算法得到目标的无模糊速度。仿真分析表明,即便是高速目标情况下,该方法也能够在信噪比不高的情况下有效估计目标速度,同时获得不模糊测速和距离高分辨性能。      

双载频步进频率雷达精确速度测量方法

步进频率雷达中,目标的径向运动将导致合成的目标径向一维距离像产生距离徙动和波形失真,需要对目标速度进行测量以补偿其影响。该文提出基于单个步进频率脉冲串的共轭法速度测量方法,然后提出一种同时发射双载频步进频率信号的速度测量方法,并分析了其潜在测量精度。理论分析和仿真结果证明,两种方法相结合不仅具有普通步进频率信号的高距离分辨率等优点,而且具有速度测量无模糊测量范围大、测量精度高的特点,可以利用速度测量值补偿目标一维距离像的距离移动和失真,从而同时实现高速目标的速度精确测量和高分辨成像。     

随机稀疏调频步进信号距离像抗混叠方法研究

传统步进频率波形不模糊距离窗大小受载频步进量制约,将会导致距离像混叠等问题.针对此问题,基于压缩感知理论,研究了一种随机稀疏调频步进信号距离像抗混叠方法.首先对子脉冲进行脉压（Dechirp）处理,将处理后的回波信号看作为具有等效带宽线性调频信号回波的量测数据;其次根据子脉冲随机发射方式构造相应的量测矩阵,得到随机稀疏调频步进信号的压缩感知重构模型,并采用压缩感知重构算法得到高分辨一维距离像.最后,对该方法不模糊距离窗大小进行了分析,并给出了影响不模糊距离窗大小的因素和参数设置原则.所研究方法通过将随机稀疏调频步进信号的距离像合成处理等效为LFM信号的距离像合成过程,既降低了载频步进量对不模糊距离窗大小的限制,克服了距离像混叠问题,又提高了距离像合成性能.仿真实验进一步验证了本文方法的有效性.     

步进频率综合宽带多目标成像处理

步进频率综合宽带技术是一种易于雷达工程实现的距离高分辨技术,但步进频率工作体制雷达对目标的运动十分敏感,因而步进频率综合宽带处理时需进行速度补偿处理。由于单目标成像处理不适用于速度不同的多目标情形,研究了多目标成像处理方法。多目标成像处理方法将脉冲压缩后多个目标的数据进行分割,对每个目标的数据段进行包络再对齐、速度补偿、综合成像、距离像拼接处理,最终得到包含多目标的完整距离像。仿真结果表明该方法有效、可行。     

基于频率步进信号的旋转式合成孔径雷达成像方法

针对频率步进信号实现旋转式合成孔径雷达成像的难题,该文提出了脉冲间距离走动校正的旋转式合成孔径雷达成像方法。首先,推导了频率步进雷达旋转SAR 几何模型,然后提出了频率步进雷达脉冲间距离走动及其频域校正方法,接着采用-k 算法实现了场景的高分辨成像,最后对方位分辨性能进行了详细分析。计算机仿真结果验证了该方法的有效性以及高分辨性能。      

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.     

频率步进太赫兹雷达的一维高分辨距离像

频率步进信号是一种较常用的距离分辨力高的雷达信号,常用于雷达的目标识别,而太赫兹波比微波信号波长短,更易于实现距离高分辨力。利用0.2 THz步进频率太赫兹雷达实现了高分辨一维距离像,分析了步进频率雷达系统中一维高分辨力距离像的成像原理,对0.2 THz步进频率雷达系统进行了介绍,最后,用Matlab对太赫兹雷达高分辨力进行了仿真,仿真结果表明,频率步进太赫兹雷达对静止目标达到了厘米级的高分辨力,而对于运动目标存在距离发散和耦合时移,速度越大,失真越大。     

基于随机调频步进信号的高分辨ISAR成像方法

为充分利用随机调频步进逆合成孔径雷达回波所具有的联合稀疏特征,提高成像性能,该文提出一种基于分布式压缩感知理论的随机调频步进逆合成孔径雷达高分辨成像方法。首先构建随机调频步进信号回波的联合稀疏表示模型,并完成子脉冲的脉冲压缩处理;其次,基于每组子脉冲的随机方式(组与组之间的随机方式不同),构建相应的随机量测矩阵,获取回波的压缩感知信号模型,并利用分布式压缩感知理论实现距离向联合高分辨重构;最后结合回波在方位向的稀疏性,采用快速稀疏重构算法实现方位向高分辨成像。理论分析和仿真结果表明由于充分利用了随机调频步进信号回波的随机性与联合稀疏特征,所提出方法具有重构精度高、距离向采样率低、抗噪性能强等特点。     

一种改进的步进频率雷达信号的运动补偿研究

为解决步进频率雷达一维距离像失真和运动补偿的问题,提出了一种精确的速度估计方法。文中首先阐述了步进频率信号的改进原理及其处理方法,该方法先使用互相关FFT测速法对目标速度进行粗估计,然后再以最大脉组乘积求和为准则搜索精确速度,最后实现对运动目标的速度补偿从而得到精确的一维距离像。仿真结果表明,在信噪比为-4dB的时候仍能得到准确的结果,改进后的信号性能有了很明显的改善,一维距离像不会随目标的运动而产生失真,该运动补偿方法具有估计精度高、抗噪性能好的优点。     

基于相参频谱合成技术的步进频信号处理

调频步进信号指的是采用线性调频信号取代简单脉冲,作为步进频信号子脉冲的信号形式。采用基于相参频谱合成技术的步进频信号处理方法,解决传统步进频信号处理方法距离模糊严重、易于产生伪峰的问题。理论分析和仿真结果表明,只要参数设计合理,该方法能够有效实现步进频信号的子脉冲合成,得到可靠的高分辨距离信息。     

高分辨雷达的一种新的波形设计

频率步进合成高分辨雷达体制受目标径向运动速度的影响极大,为了获取目标准确的高分辨距离像,需要做运动补偿。目标运动速度的估计精度直接决定速度补偿效果。首先分析了顺序跳频和随机跳频两种高分辨信号的特点,然后概述了相参合成处理实现高分辨的方法,最后研究了目标运动对这两种信号合成一维距离像的影响,并在此基础上提出了一种新波形的设计方法,从而大大提高了目标速度的估计精度。     

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。     

基于运动参数估计的ISAR成像算法研究

在逆合成孔径雷达（ISAR）成像算法中,目标的运动参数补偿对成像质量有很大影响。针对线性调频步进信号的ISAR成像算法进行研究,通过质量重心法对目标的速度和加速度进行粗估计,用多普勒法和最小熵法对运动参数进行修正,得到更精确的速度和加速度,并对回波包络进行补偿,最终实现ISAR成像。     

随机混沌感知矩阵及其在成像雷达中的应用

根据压缩感知理论提出了一种适用于成像雷达的新算法,在成像目标分布满足稀疏性前提下,利用发射的随机混沌序列( SCS )形成卷积矩阵,然后通过随机行抽取构造随机感知矩阵( SC-SM)。给出了完整的算法实现框架,从理论上证明了SCS的随机性和统计独立性以及SCSM的有限等距性( Restricted Isometry Property,RIP)。仿真结果验证了算法的有效性,同时分析了影响算法性能的主要因素。与匹配滤波法相比,所提算法重构误差小,输出旁瓣低。 SCSM与其他随机矩阵具有相同的性能,然而,SCSM容易在硬件上实现,且更适用于要求保密性高和抗干扰能力强的场合。     

一种改进的稀疏度自适应匹配追踪算法

压缩感知理论是一种充分利用信号稀疏性或可压缩性的全新信号获取和处理理论。针对未知稀疏度信号重构,提出了一种改进的稀疏度自适应匹配追踪算法。该算法首先利用一种基于原子匹配测试的方法得到信号稀疏度的初始估计,然后在稀疏度自适应匹配追踪(SAMP)框架下采用变步长分阶段思想实现稀疏度的逼近,在初始阶段利用大步长实现稀疏度的快速粗接近,以提高收敛速度,在随后的迭代中逐渐减小步长,实现稀疏度的精逼近,最终实现信号的精确重构。理论分析和仿真结果表明,该算法在一定程度上解决了SAMP算法在大稀疏度条件下运算量较大以及固定步长导致的欠估计和过估计问题,较好地实现了未知稀疏度信号的精确重建,并且重建性能和重建效率均优于现有的同类算法。      

采用频率步进信号的多目标三维空间定位算法

频率步进信号是发射载频步进变化的子脉冲串合成的大带宽信号,具有较高的距离分辨率,阵列天线是借助阵列信号处理的空间谱估计提高方位分辨率。提出了一种利用频率步进信号和十字接收阵列对多目标进行三维空间定位的新方法。该方法充分利用了频率步进信号的特点,通过空时域MUSIC算法和自适应波束形算法对多目标的方位和距离二维参数进行估计,最后应用简单的关联算法,实现多目标三维坐标的估计。该方法仅需要一维谱峰搜索,计算量适中,能实现目标的方位和距离估计结果的自动配对,且有较高的分辨率。计算机仿真试验结果证实该方法的有效性。     

满足高精度测量的GNSS自适干扰抑制算法

日益复杂的电磁环境严重干扰了全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的正常有效运行.多天线空域自适应处理能够有效抑制电磁干扰,但是空域自适应处理算法可能会引入卫星信号载波相位误差.此外,多天线组成的阵列本身存在各种不理想因素也会引入误差,这些对高精度测量系统来说是不可容忍的.为此,本文首先分析了GNSS中常用的空域自适应处理算法在抑制干扰的同时对载波相位测量的影响,在此基础上提出了一种不需要阵列流形信息的盲波束形成算法——二次解重扩算法.其核心思想是在解重扩（De-spread Re-spread,DR）算法的基础上增加频率精估计环节,并根据精估后的载波频率重新构造本地参考信号与接收数据进行相关,从而最小化波束形成权矢量与卫星信号的导向矢量之间的误差,减小了空域抗干扰对卫星信号载波相位的影响.     

一种脉间混沌频率步进/退雷达信号设计与分析

文章结合混沌的类随机性、低截获性特点和脉间线性频率步进信号易于处理等优势,设计提出了一种基于混沌映射控制频率步进/退方式的新的雷达信号形式。详细阐述了信号设计原理,并进一步分析了回波信号处理方法,以Bernoulli混沌映射为例比较分析了脉间线性频率步进信号和脉间混沌步进/退信号的自相关函数、模糊函数和频谱特点,最后设计了一种基于该信号的雷达系统。研究表明,脉间混沌频率步进/退信号在理论上具有良好的性能,在工程上具有可实现性,是一种有潜力的雷达信号形式。     

Estimation of frequencies and damping factors by two-dimensionalESPRIT type methods

In this paper, we consider two-dimensional (2-D) signals modeled by the sum of damped cisoids. We propose two high-resolution approaches to estimate their frequencies and damping factors. Both high-resolution methods are based on the shift-invariance structure of the signal subspace related to each dimension. The first one estimates the frequency components in both dimensions as in the matrix enhancement and matrix pencil (MEMP) method before pairing them with a new algorithm. The second one consists of the direct estimation of the signal frequency pairs without an additional step to pair the frequencies related to each dimension. We show how these methods can estimate the scattering points of radar images