谱修正旁瓣抑制技术的研究与应用

小时宽带宽积脉冲压缩信号经加权后,主副比仍不能满足实际雷达工作需求。采用谱修正技术对线性调频信号和非线性调频信号进行旁瓣抑制,并与直接匹配滤波和频域加权的方法进行对比。仿真结果显示,该方法能够使脉冲压缩的主旁瓣比提高,且主瓣展宽和信噪比损失较小。实测数据表明该方法可有效应用于工程实践。     

线性伸缩波形的雷达距离模糊特性及旁瓣抑制

该文提出了任意信号的时域线性伸缩表达式,给出了一类新的雷达波形,并对这类波形的压缩形式(匹配滤波输出)在时域进行旁瓣抑制数字滤波。仿真结果表明,这类波形的距离模糊函数的峰值旁瓣电平可达-18~-20 dB,而4dB主瓣宽度仅为相同参数的线性调频(LFM)压缩信号主瓣宽度的54%~70%;对这类波形的匹配滤波输出用该文改进的数字旁瓣抑制滤波器滤波后,其峰值旁瓣电平可低达-50dB,且主瓣宽度仅为单位采样符号长度。     

多相码信号数字脉压滤波器设计

对较小时宽带宽积相位编码信号的时域副瓣抑制滤波器设计问题进行了研究。在约束主瓣输出为常数时使积分副瓣电平最小化，利用最小二乘算法和加权迭代方法，适当放宽主瓣宽度，以使主副比达到最优。仿真结果表明，该方法的设计结果在一定多普勒频率范围内，与匹配滤波相比，能达到10dB以上的主副比改善，且主瓣宽度展宽不大，信噪比损失小于0．5dB。     

基于动态交替投影的失配滤波器快速设计算法

雷达脉冲压缩处理中,通常需要使用匹配滤波器以获得最优的输出信噪比。然而,对于常用雷达波形,其匹配滤波器输出距离旁瓣较高,易产生目标遮蔽效应,而通过优化设计失配滤波器可以在牺牲一定输出信噪比的条件下有效抑制距离维旁瓣。另外,在实际应用中一般需要对系统失真进行周期性标校,进而根据经过系统失真后的雷达波形进行失配滤波器设计,所以需要高效率的失配滤波器设计算法。然而,现有的失配滤波器设计算法通常涉及矩阵求逆等复杂计算过程,其计算复杂度高且不利于硬件实现。本文提出一种基于动态交替投影的失配滤波器快速设计算法,可实现在最小峰值旁瓣值、积分旁瓣值、加权积分旁瓣值等准则下的距离维旁瓣抑制,且信噪比损失、主瓣展宽可控。本算法适用于多种脉冲压缩波形,算法过程仅需用到简单计算及快速傅里叶变换,适用于硬件的高效率设计与实现。      

一种基于卷积神经网络的LFM信号超低副瓣脉冲压缩方法(英文)北大核心CSCD

脉冲压缩技术是为了解决雷达探测威力与距离分辨力之间的矛盾而提出的。传统匹配滤波方法采用加汉明窗等窗函数的手段抑制脉冲压缩后的副瓣电平,但只能将压缩后的副瓣电平进行一定程度上的抑制,并且带来了不必要的主瓣展宽。近年来,基于卷积神经网络的信号处理技术被广泛应用于各个领域。文中提出了一种新的基于卷积神经网络的线性调频信号脉冲压缩方法,能够在获取近似理想脉冲压缩主瓣的同时,极大地抑制副瓣电平。该方法共由三个子网络组成,分为两个阶段进行。在第一个阶段,使用两个一维卷积神经网络分别从雷达回波信号的实数部分和虚数部分提取特征,并实现初步脉冲压缩;然后基于第一阶段子网络的输出,在第二阶段中利用含有一层隐藏层的子网络来完成脉冲压缩。通过仿真验证,与传统匹配滤波方法相比,该方法可以在获得极窄的脉冲压缩主瓣情况下将脉冲压缩副瓣电平抑制在-85 dB以下,方法有效性得到了充分验证。     

一种脉压体制雷达检测多目标技术的研究

双曲调频(HFM)信号具有大的时宽带宽积,可作为脉冲压缩体制雷达的发射信号,利用其检测目标时,匹配滤波器输出具有较宽的主瓣和缓降的旁瓣,这会影响多目标的距离分辨力。在介绍HFM信号的基础上,运用窗函数加权法和CLEAN算法对邻近多目标脉压输出进行改善。仿真实验表明,两类方法均能够提高多目标分辨能力。     

基于NLFM的超低旁瓣脉冲压缩方法研究

在新型的天气雷达中,由于地面杂波反射强度能达到30~55dB,为了测量雨水强度,要求旁瓣电平小于60dB。相对于线性调频信号通过幅度加权得到低旁瓣输出,非线性调频信号(NLFM)无需加权就可以得到很低的主副瓣比,因此没有加权引起的信噪比损失和主瓣展宽等问题。但是对非线性调频信号直接匹配滤波只能获得-40dB左右的主副瓣比,无法满足天气雷达实际应用的需要,因此文中提出一种基于非线性调频信号的改进设计方法,仿真结果表明,该方法可以有效降低旁瓣电平,获得-73dB的主副瓣比,但也会引入一定的信噪比(SNR)损失。     

切趾滤波旁瓣抑制技术在合成孔径雷达中的应用

线性调频SAR回波信号经过二维匹配滤波,所得到二维像具有较高的旁瓣电平,虽然通过幅度加权处理可以降低旁瓣电平,但是主瓣的分辨率会降低。该文针对这一问题,探讨了应用切趾滤波技术来抑制线性调频SAR图像的旁瓣电平的优点,并给出了具体的实现步骤。理论分析和仿真表明,在获得相同的峰值旁瓣电平下,与幅度加权旁瓣技术相比,切趾滤波技术可以保持原SAR图像的分辨率。最后,多目标SAR图像的仿真结果验证了切趾滤波技术的优越性。     

采用DMTI串联FFT的雷达信号处理系统

本文介绍采用DMTI串联FFT实现反地物杂波干扰的信号处理系统的初步研制结果。该系统采用了30级台劳加权,旁瓣抑制能力达60dB,主瓣加宽系数小于1.1。本系统探测导弹目标的分辨力达0.6Hz;探测飞机目标的分辨力达0.1Hz。     

基于阻塞滤波器的抗主瓣干扰方法

当干扰从雷达的主瓣方向进入时,传统的自适应旁瓣相消算法会导致波束变形、主瓣指向偏移等问题。为了克服传统抗干扰方法遇到的问题,提出了基于相位编码的抗干扰方法,根据发射信号的特性设计出匹配滤波和阻塞滤波器,将接收到的回波信号分别通过两滤波器得到两路信号,然后利用旁瓣对消算法将辅路的干扰滤除。这种方法会导致目标所在多普勒单元的距离旁瓣升高,为了进一步降低目标信号所在多普勒单元的距离旁瓣,提出了将目标所在距离 多普勒频率单元去除后,再进行旁瓣对消的方法。通过仿真表明,本文提出的算法能有效抑制从主瓣进入的干扰,且目标所在的多普勒单元的距离旁瓣有所降低。     

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。      

一种改进的非线性调频信号设计

 在窗函数法的基础上提出一种改进的非线性调频信号方法.该方法采用凸优化求解窗函数法设计非线性调频信号的最小峰值旁瓣抑制相关器,并基于此构造一种新的非线性调频信号,通过多次迭代可进一步降低其距离旁瓣.改进的设计方法在给定的主瓣宽度条件下可以获得较低的距离旁瓣,而且适用于小时宽带宽积的非线性调频信号设计.和已有方法相比,所提方法具有设计灵活和收敛性好的优点.仿真数据结果验证了方法的有效性.     

双基地声呐中匹配滤波旁瓣抑制的优化方法

对于双基地声呐而言,回波信号经常会被淹没在强直达波信号的脉冲压缩旁瓣干扰中。提出了一种匹配滤波输出的旁瓣抑制方法。该方法的思想是在匹配滤波输出端设计一个FIR滤波器,使得输出的积分旁瓣电平最小,同时保持主峰输出不变。利用二阶锥凸优化算法获得了旁瓣抑制滤波器的最优解。利用数值仿真,比较了旁瓣抑制方法与常规的汉明加窗方法,结果表明,该方法可在保持输出不变的情况下,提高30 d B的旁瓣抑制性能。利用该方法设计的近中心旁瓣抑制滤波器,局部的抑制性能可达-80 d B。     

基于特征子空间的强主瓣干扰抑制方法

当空间中存在大功率主瓣干扰时,传统特征投影类干扰抑制方法存在主瓣峰值偏移、旁瓣内干扰零陷变浅等问题。针对上述问题,本文提出一种新的基于特征子空间的主瓣干扰抑制方法。首先根据赤池信息准则（AIC）与相关性判别分离主、旁瓣干扰的特征矢量;其次利用特征投影预处理抑制主瓣干扰分量;最后定义新的权矢量赋形方式,在主瓣子空间约束及旁瓣干扰线性约束下进行自适应波束形成。仿真实验结果表明,所提方法达到了更为稳健的方向图保型效果,获得了趋近于理想零值的干扰处零陷增益,提高了1.3dB以上的输出信干噪比（SINR）。      

一种改进窗函数非线性组合法的旁瓣抑制性能研究

为解决在雷达脉冲压缩过程中通过海明窗、汉宁窗等加权方式降低旁瓣而引起主瓣展宽、分辨率下降的问题,提出了一种以常用窗函数为基窗函数的改进窗函数非线性组合法。首先,相较于基窗函数,基于窗函数加权脉冲压缩的原理,证明窗函数线性组合法在主瓣展宽不变时可获得更好的旁瓣抑制能力;并在此基础上进一步证明改进的窗函数非线性组合法具有更优的旁瓣抑制能力。然后,通过对改进的窗函数非线性组合法在三角窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等作为基窗函数时的脉冲压缩性能仿真与分析,验证了该方法使用不同基窗函数均可在主瓣展宽不变、信噪比损失增加低于0.5 dB的前提下,将峰值旁瓣相比凯塞窗降低4 dB以上、相比几种常用窗函数降低7 dB以上。最后,通过多目标的仿真实验验证,相比于不同的基窗函数,改进窗函数非线性组合法具有更优的弱小目标检测能力。     

失配滤波器在数字脉压旁瓣抑制技术中的应用

通过使用加权迭代最小二乘法来设计失配滤波器，用于数字脉压旁瓣抑制技术中，并通过优化权系数，可以使得输出信号的旁瓣电平压得很低。份真结果表明，通过迭代，选择适当的权系数使得失配滤波器的输出具有较低的旁瓣电平，且峰值旁瓣电平比未优化前降低了6dB。     

层析SAR系统基线优化设计

自然场景3维影像重构是层析合成孔径雷达(TomoSAR)的重要应用。传统方法在沿高程维进行层析处理时,均通过对等距线阵模型进行加权的方式,以主瓣展宽为代价来抑制方向图旁瓣水平。针对该问题,该文建立一种基于非等距线阵的峰值旁瓣比极小极大优化模型,即在约束主瓣宽度一定的情况下,通过阵元位置的优化配置来获取观测场景视角范围内任意指向的最优旁瓣水平;提出一种目标函数离散栅格化方法,进而采用序列二次规划(SQP)方法并结合差分进化算法特有的全局记忆能力,以获取最优阵元配置方案。对PolSARpro全极化层析SAR仿真数据的处理结果表明该方法能够有效地应用于自然场景的3维影像重构。