高分辨一维多普勒像

雷达可发射频域高分辨信号,如单频连续波信号,从回波信号中估计目标各散射中心的多普勒频移,从频域分辨各散射中心。引入了高分辨一维多普勒像的概念,介绍了高分辨一维多普勒像成像基本原理,理论推导说明高分辨一维多普勒像为目标散射强度分布的横向投影。基于成像公式得到了目标多普勒像分辨率大小,以及不进行非线性相位补偿条件下,成像积累时间内目标转角或积累时间的约束条件,推导了高分辨一维多普勒像不模糊条件对数字采样率的约束,仿真试验验证了理论推导的正确性。     

基于单频连续波的无源雷达成像研究

该文提出一种新的单频连续波无源雷达成像时域算法。该算法先建立信号匹配矩阵,再将接收到的回波信号拓展为回波信号矩阵,然后将信号匹配矩阵和回波信号矩阵的Hadamard积在时间维上求和,实现回波信号的匹配积累,得到散射点目标的像。给出了算法成像分辨率,分析了影响成像质量的因素并综合得到算法聚焦能力的量度。算法完全在时域中进行成像处理,避免了频域的插值处理。在理论分析的基础上,仿真实验得到了较好成像结果,验证了所提算法有效性。     

宽波束高频雷达的超分辨率时-空级联处理

针对在宽波束高频雷达目标探测中传统傅立叶变换频谱分析方法多普勒分辨率较低的问题,提出了一种全超分辨率的时-空域级联信号处理方法.首先利用多重信号分类(MUSIC)算法获得频域超分辨率谱估计,构造出相应于各信号频率的信号子空间,将原始信号向各子空间进行投影变换以获得相应于各信号频率的阵列快拍,然后利用其进行空域超分辨率谱估计,获得相应的到达角.利用该方法能有效地采用短相干积累时间进行多目标的频率-到达角参数估计,从而有效地提高了宽波束高频雷达的目标探测和跟踪性能.数值仿真实验验证了该方法的有效性.     

合成孔径激光成像雷达中的非线性啁啾补偿

合成孔径激光成像雷达理论上可在几千千米处获得厘米量级的分辨率,在距离向和方位向分别通过对线性调频信号和相位历史的脉冲压缩得到理想的分辨率.受可调谐激光器本身性能限制,实际应用中并不能得到理想的线性调频信号,需要在成像算法中对非线性啁啾引起的相位误差进行补偿.通过介绍近年来国外的合成孔径激光成像雷达实验,重点分析了非线性啁啾的补偿方法,对比和讨论了已有方案,最后对非线性啁啾补偿方法进行了总结和展望.     

Chirp强度调制与近红外激光合成孔径雷达距离向处理

合成孔径激光雷达是利用同一孔径(望远镜)与目标作相对运动并采用信号处理方法来模拟孔径阵列,获得高方位(横向)分辨率的相干成像雷达.采用窄线宽的单频光纤激光光源和相干探测方法;发射光波被啁啾信号作幅度调制,接收后进行距离向脉冲压缩;激光雷达和目标相对运动引起的回波相位变化,由相关运算实现相位补偿和累加(孔径合成),以提高方位向分辨率.提出了新的工作体制:距离向啁啾信号调制在发射光波振幅(强度)上,方位向多普勒频移反映在回波光波相位(频率)上,便于解决距离向与方位向之间的耦合模糊问题.报道了中期实验成果:Chirp 射频信号调制激光强度,实现合成孔径激光雷达距离向的压缩.     

基于回波的多子带SAR系统载频误差补偿方法研究

为了提高SAR系统的分辨率,在距离向可以通过发射一系列不同载频的窄带信号,通过信号处理的方法实现带宽合成,进而得到等效大带宽信号对应的分辨率。为有效实现带宽合成,要求不同子带回波的载频步进值严格已知,这在某些实际应用环境中,并不能总是满足,因而需要从回波数据中直接估计步进值。该文提出一种基于子带回波数据的载频误差估计与补偿方法。该方法基于压缩后子带回波数据多普勒相位与载频的关系,对子带图像进行干涉处理,提取差分相位,并利用差分相位沿方位向的冗余进行相干积累,获得以实际载频步进值为振荡频率的单频信号,进而通过频谱分析方法得到误差频率,并对子带间相位误差进行补偿。通过该方法,能够实现子带信号的相干合成,提升了SAR数据成像质量。实验数据的处理结果验证了该方法的有效性。     

调频连续波SAR距离—多普勒成像算法研究

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)是一种新体制成像雷达,具有体积小、重量轻、分辨率高、功耗低和低截获等一系列优点。通过理论推导,详细介绍了FMCW SAR在不同成像条件下的去调频信号模型,并在此模型的基础上推导分析了距离—多普勒(Range-Doppler,RD)成像算法的流程,给出了精确成像所需的方位向匹配滤波器。通过仿真对算法的正确性和可行性进行了验证。     

微型SAR成像系统分析

微型SAR分辨率高,体积小,重量轻,受到广泛重视,将广泛应用于无人机侦察平台。介绍了调频连续波SAR的去调频信号模型,重点推导了多普勒误差的补偿方法,并推导出改进的距离-多普勒成像算法。通过仿真和实时成像验证了该算法的正确性和可行性。     

基于距离多普勒概念的全息雷达成像算法

全息雷达成像系统具有电离辐射小、穿透衣服等优点,在人体安检等领域具有广泛的应用前景.然而,现有系统尚存在多运动目标补偿及快速成像能力不足的问题,限制了其在火车站等人流量大的场景中的应用.本文提出了一种基于距离多普勒概念的全息雷达成像方法,其优点是成像速度快、运动补偿方便,具有多运动目标快速成像的潜力.该方法利用了信号在时间采样和空间采样上的对称性,将合成孔径雷达成像中常用的距离多普勒算法引入全息雷达成像.本文对距离多普勒全息雷达成像算法进行了推导,通过仿真及试验,验证了该成像方法具有多目标运动补偿及快速成像的能力.     

基于MIMO的ISAR成像算法研究

基于RD算法的ISAR成像在实际应用中由于很多复杂的因素导致可利用的成像积累时间短,有可能达不到所要求的方位向分辨率。在此研究了几种不同情况下,结合MIMO技术对同一目标ISAR成像的算法。它采用多个收发雷达对同一目标发射一组射频信号,通过对接收到的回波信号进行匹配滤波实现距离像压缩,将不同雷达接收到的距离像进行选取、插值、组合,最后对组合后数据进行方位向多普勒分辨成像。理论推导以及仿真实验结果证明,该方法在不同情况下都可以在达到方位向分辨率的前提下,缩短成像所需时间,或者在确保成像时间的前提下,提高成像的分辨率。这样缩短成像时间的方法扩大了ISAR成像的应用范围,提高了ISAR成像效果。     

Wind velocity observation with a CW Doppler radar

We study the problem of gathering information about wind velocity from continuous-wave clear-air Doppler radar measurements. The radar is assumed to be a monostatic fixed-frequency Doppler radar, and the wind velocity as well as the reflectivity are modeled as random fields with statistical parameters depending on the altitude. We seek to reconstruct the hodograph curve of the wind profile, i.e., the projection of the wind velocity profile to the ground plane. We show that under certain assumptions of the wind field, the problem reduces to a well-known problem occurring in classical X-ray tomography. Numerical simulations based on the use of X-ray inversion methods are presented.     

激光多普勒测速雷达技术研究现状

多普勒频率提取算法是激光多普勒测速雷达的关键技术之一,它会直接影响测速精度、作用距离、动态响应范围。本文以一款典型激光多普勒测速雷达为例介绍了测速系统的组成与关键技术,对比分析了国内外典型激光多普勒测速雷达的性能指标及技术参数,重点研究了各种多普勒频率提取算法,并对各种算法的优缺点进行概括总结。最后对多普勒频率提取算法进行了展望。     

对抗脉冲多普勒雷达的自卫及协同干扰

分析了脉冲多普勒雷达信号时域、频域特点,研究了有效干扰脉冲多普勒雷达的难点及可行性,提出了有效干扰脉冲多普勒雷达的基本条件,以脉冲多普勒雷达为干扰对象,重点研究了5种自卫干扰方法和4种协同干扰方法。     

对多种体制雷达多普勒干扰的研究

由于现代雷达技术在现代电子战争中的显著地位,针对现代电子战中先进的多普勒雷达,极化分集体制雷达,合成孔径雷达的频域工作过程提出了新的多普勒干扰方法,并对于干扰原理和干扰结果做了理论性的阐述和分析。通过大量的计算推导看出,多普勒干扰方法可使以上三种雷达不能正常工作,对于雷达的干扰达到预想效果,在现在电子战中有很好的应用前景。     

基于微波光子时间拉伸的雷达多普勒干扰信号产生技术研究

基于传统数字射频存储的多普勒雷达干扰信号产生技术被证实为一种有效的方案,能够通过数字域存储雷达信号,并调制产生一定的频率偏移量,达到欺骗雷达的目的。此外,基于光学射频存储的雷达干扰信号产生技术虽然能够保留雷达信号的指纹信息,但无法产生预定的多普勒调制。文章提出了一种基于微波光子时间拉伸效应的多普勒雷达干扰信号产生技术,在光学射频存储的基础上,通过微波光子时间拉伸效应,在调制到光域的雷达脉冲信号中加入一定量的多普勒频移,达到对雷达速度欺骗的效果。并且对该项技术开展了仿真工作,验证了该方案的可行性和实现效果。     

Multibeam synthetic aperture radar for global oceanography

A single-frequency multibeam synthetic aperture radar concept for large swath imaging desired for global oceanography is evaluated. Each beam illuminates a separate range and azimuth interval, and images for different beams may be separated on the basis of the Doppler spectrum of the beams or their spatial azimuth separation in the image plane of the radar processor. The azimuth resolution of the radar system is selected so that the Doppler spectrum of each beam does not interfere with the Doppler foldover due to the finite pulse repetition frequency of the radar system.     

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.     

相位编码雷达信号特征研究

介绍相位编码雷达信号的各种信号特征 ,如频谱扩展、脉冲压缩、低峰值功率、距离 -多普勒耦合、多普勒敏感等 ,分析这些特点对电子侦察、干扰的影响。根据多普勒补偿技术、多普勒预处理技术等的发展 ,指出相位编码雷达信号将在未来低截获概率雷达系统中得到广泛应用。     

基于频谱校正的中国余数定理多普勒频率估计算法

脉冲多普勒(PD)雷达能够检测目标多普勒频率和有效抑制杂波,该优势使得PD雷达得到了广泛应用。但速度模糊的存在,往往对PD目标检测带来困难。该文紧密结合PD雷达体制的特点,在基于PD雷达参差重频模式下,提出一种基于全相位离散傅里叶变换(DFT)相位差频谱校正的最优余数封闭式鲁棒中国余数定理(CFRCRT)的多普勒频率估计算法。理论分析和仿真实验表明该文算法在测量精度和实时性能上可以满足工程上应用的需求。     

双线偏振天气雷达测量精度分析

双线偏振雷达是继多普勒雷达技术后，将在我国逐步推广的天气雷达探测技术。双线偏振技术扩展了常规多普勒雷达功能，可以直接探测到与降水粒子的微物理特征有关的差分反射率因子ZDR、差分传播相移KDP等物理量。基于先进的C波段双线偏振多普勒天气雷达的系统构成、工作过程和性能指标，分析了双线偏振天气雷达测量精度。计算结果表明，文中设计的雷达能够满足实际使用要求。