基于微波光子I/Q去斜接收的宽带线性调频雷达成像系统

该文提出一种新的基于微波光子I/Q去斜接收的宽带线性调频雷达成像系统方案。发射机利用微波光子倍频技术产生宽带线性调频信号,接收机利用偏分复用-双驱动马赫曾德尔调制器,将回波信号同时输入到两个不同偏振态的调制器上,并通过调节对应调制器的偏置电压在两偏振态之间引入90°相位差,从而实现微波光子I/Q去斜接收。此雷达在具备实时高分辨探测能力的同时,能区分参考点两侧的目标,解决了现有微波光子雷达接收机采用光子混频去斜接收中受镜频干扰导致距离向模糊的问题。该文首先论证了采用I/Q去斜接收的必要性,随后介绍了所提出的微波光子雷达结构与原理,最后开展了目标探测与逆合成孔径雷达成像的实验研究。该雷达工作在K波段,带宽为8 GHz。结果表明该系统可以有效解决镜频干扰引起的距离向模糊。      

0.67 THz高分辨力成像雷达

为达到厘米甚至亚厘米级的成像分辨力,从电子学角度出发,设计并构建了0.67 THz线性调频连续波(FMCW)成像实验平台。平台通过将Ka波段带宽1.2 GHz、功率2 W的线性调频信号24倍频,获得0.66 THz~0.688 8 THz的发射信号,功率约为1.2 mW,接收端的回波经过谐波混频完成去斜(Dechirp)形成2.4 GHz中频信号,二次变频后经高速采样送入信号处理机箱完成成像。雷达发射信号带宽为28.8 GHz,经系统非线性校正处理后,成像分辨力达到1.3 cm,验证了太赫兹雷达的高分辨成像能力。     

基于调频连续波的运动平台测高补偿算法研究

调频连续波雷达根据发射和接收线性调频信号的差拍频率计算目标高度,具有发射峰值功率小、硬件成本低和信号处理简单等优点,是当前高度表最常采用的一种测高波形。但当测高雷达相对地面运动,距离延时对应差拍频率和目标运动多普勒存在耦合时,直接将回波多普勒前沿检测结果作为差拍频率计算平台高度会存在较大偏差。通过对运动雷达发射调频连续波信号的回波信号进行数学建模,分析运动目标多普勒频率和距离延时对应差拍频率之间的耦合关系,给出一种改进的运动目标高度解算方法,并推导给出解析表达式。通过数值仿真,对比采用补偿方法的前后运动目标测高结果,说明所提出方法的有效性。     

数字调频连续波测距雷达方程

数字调频连续波（DFMCW）测距雷达有多项工程设计参数,包括由于连续波收发隔离度限制发射高功率Ptmax、采用数字方式产生DFMCW信号的扫频带宽B、扫频时宽T（扫频信号重复周期）及DFMCW测距雷达接收机的中频量程带宽Bn、接收机动态压缩特性和采用数字FFT信号处理器的采样频率fs等。将对这些设计参数的定义进行说明,并与一般脉冲雷达或线性调频（LFM）脉冲压缩雷达的设计参数进行比较和等效估算,最后推导出DFMCW测距雷达工程使用的方程式。     

线性调频连续波雷达的信号处理研究

连续波雷达作为发射信号的重要媒介在军事方面得到广泛的应用,但由于雷达与接收机的性能相关性,连续波雷达在研究与运用中还仍有所限制。文章首先对线性调频连续波雷达信号的特性进行了阐述,主要介绍了线性调频连续波雷达的MTI的基本原理,对于线性调频连续波雷达的信号基于算法的测角技术做出了研究与说明。     

双通道太赫兹成像雷达研究

介绍了一种具有双接收通道的太赫兹成像雷达,雷达工作频率为216 GHz,系统设计中,采用直接数字式频率合成器以及频率综合等方式,产生具有800 MHz 带宽的Ku 波段线性调频连续波信号,功分后分别与两个点频信号进行混频,产生36 GHz依400 MHz 的射频信号以及35. 95 GHz依400 MHz 的本振信号,分别驱动太赫兹发射机和接收机。本振信号功分两路,送入两个接收机,接收采用去斜接收体制,从而降低数据率。该雷达采用了6 倍频太赫兹发射模块,最终产生系统带宽为4. 8 GHz,从而获得3 cm 的距离分辨率。文中还重点研究了宽带系统标校,并开展了高分辨逆合成孔径成像实验,为后续太赫兹干涉合成孔径成像雷达研究奠定基础。     

调频间断连续波雷达信号处理分析与仿真

调频连续波雷达具有诸如低峰值功率,低截获概率以及高距离分辨率等优势.然而,其主要缺点是对收发天线较高的隔离度要求.这通常导致采用两个独立天线用于发射和接收.一些方案采用调频间断连续波技术使得调频连续波雷达可以用一个天线工作提高收发隔离度.本文对调频间断连续波体制雷达信号进行分析,利用二次FFT处理算法解决频谱延展造成虚...     

应用于智能驾驶的77GHz毫米波汽车雷达收发机芯片

针对未来智能驾驶和无人驾驶对毫米波传感器多模式、多场景感知需求,设计并实现了一种77GHz多模毫米波雷达收发机芯片。芯片采用65nm CMOS工艺,集成了3路雷达发射机和4路接收机、调频连续波（FMCW）波形发生器、模数转换器以及高速数据接口等电路。利用交叉耦合中和电容技术提升了CMOS工艺上毫米波低噪声放大器、毫米波片上功放等电路性能,采用两点调制锁相环技术提升了FMCW信号带宽和调制速率。收发机的发射功率、波形样式、接收增益和带宽等参数具有较好的可配置性,满足未来多模式、小型化和低成本汽车雷达传感器需求。芯片测试结果显示,在76～81GHz频率范围内,接收机实现50dB的增益控制,最小噪声系数11dB,FMCW信号调频带宽达4.2GHz,调制速率达233MHz/μs,线性度优于0.1%,－45～+125℃全温范围内发射机典型输出功率大于13dBm。     

基于跳频技术的FMCW雷达超宽带调频抗干扰方法

调频连续波雷达调频信号的非线性极易导致差频信号的频谱混叠,传统的研究都集中在调频信号非线性的克服或补偿上,但也只能提高较窄带宽范围内的线性,并不能提高雷达的抗干扰性能.基于跳频技术对调频信号进行频率调制,使雷达以跳频方式工作在超大带宽,克服了差频信号频谱混叠造成的影响.理论分析和仿真结果表明,该方法不仅保障了雷达测距测速的有效性,而且极大地提高了雷达的抗干扰性能.     

调频连续波MIMO雷达OFDM波形设计

对于多输入多输出调频连续波雷达,正交波形设计是其最关键的技术之一。传统频分波形采用频率调制方法,使得各信号在频域上互不重叠,通过带通滤波实现多通道分解,该方法信号带宽大、系统复杂,且由于采用带通滤波,信号相干性差。因此针对调频连续波雷达,本文提出了一种新的正交波形设计方法。该方法基于正交频分复用原理,一个信号周期包含M个线性扫频周期,其中M为正交信号个数,去调频接收后,作快时间离散傅里叶变换,通过多相分解实现信号分解。该方法不需要带通滤波,信号相干性好、带宽窄、系统简单。论文最后,通过仿真实验验证了波形设计的正确性和有效性。      

宽带雷达信号调制模块设计与实现

现代宽带高分辨雷达为适用各种复杂的环境,要求其信号调制方式具有多样化和灵活性。采用单片机串口通信接收命令,FPGA高速配置DDS和射频调相器,实现了一种支持连续波调频调相和脉内调频调相的雷达信号调制模块。通过代码控制解决了脉内调频较难同步的技术难题。整个调制模块载波中心频率为1.6 GHz,调频波形有正、负锯齿波和三角波,调频带宽可达600 MHz,调相序列有巴克码、伪码L和M序列。测试结果表明,系统输出信号稳定,可靠性高。     

基于级联MZM的压缩感知微波光子测距雷达（特邀）

提出了一种基于级联马赫-曾德尔调制器(MZM)的微波光子压缩感知雷达测距系统。在发射端,利用双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)产生中心频率和带宽四倍频的线性调频(LFM)信号;在接收端,对回波信号进行去斜处理,并利用级联的MZM实现去斜信号和伪随机序列(PRBS)在光域上的混频。通过低通滤波器(LPF)后,利用低速模数转换器(ADC)采用较低的速率对该混频信号进行亚奈奎斯特采样,然后在后端利用正交匹配追踪(OMP)算法对去斜信号进行重构。仿真和验证性实验结果表明,在数据压缩比为8时,该系统可以利用较少的观测值精确恢复去斜信号的频率值,测距误差不超过2 cm。除此以外,该系统降低了雷达中数据采集、存储和信息处理的压力,突破了传统奈奎斯特采样理论的瓶颈。     

噪声调频复合单频连续波雷达空间高速目标的探测

噪声调频连续波雷达由于发射信号无周期,具有理想的图钉型模糊函数,没有周期性距离模糊和速度模糊,从原理上非常适合在轨探测远距离的超高速空间目标。该文采用插值法建立了噪声调频连续波高速目标回波模型,提出噪声调频复合单频连续波雷达采用校正距离走动的“匹配参考信号”进行相参处理的方法,实现跨距离门积累从而提高距离主旁瓣比;针对多个目标的检测采用FFT-IFFT逐个“Clean”的办法,进一步提高检测目标动态范围。仿真结果表明所提出的方法是有效可行的。     

基于三角波调制的加权调频干扰技术研究

针对线性调频雷达发射信号特点,提出一种新的应答式干扰技术—三角波加权调频干扰,即干扰机利用三角波频率调制接收到的雷达信号,再经放大之后转发出去。阐述了具体的干扰机理,分析了干扰信号的时频特性和干扰效果。分析结果表明:不同调制参数条件下可以达到欺骗性和遮盖性干扰效果,且干扰信号与发射信号具有相干性可以获得脉压增益,从而降低功率要求。最后通过仿真实验证明了理论分析的正确性和可行性。     

微波光子雷达去斜接收机的性能分析

微波光子去斜接收机可通过光域操作实现数吉赫兹宽带线性调频信号的处理，是实现高分辨率雷达的重要途径。本文提出了微波光子去斜接收机的通用理论模型。利用此模型分析了去斜处理过程中的电域信号增益，以及接收机的噪声特性和动态范围等指标。结果表明，单路输出型微波光子去斜接收机的噪声增益为信号增益的两倍。此外还通过数值仿真研究了典型结构下微波光子去斜接收机性能随系统关键参数的变化关系。若去斜接收机的前置电放大器增益为20 dB，则当电光调制器半波电压从6 V降低至1.5 V时，接收链路的灵敏度可优化约10.8 dB，对应的动态范围损失在2 dB以下；而当半波电压低于3 V时，前置电放大器的增益应低于30 dB以避免较大的动态范围损失。     

基于相位调制器的宽带窄线宽的线性调频激光源的产生

提出了一种基于相位调制器(PM)和可调谐光滤波器产生线性调频激光信号的方法。该方法利用带有基频的微波线性调频信号作为相位调制器的驱动信号,窄线宽的激光种子源经相位调制器调制后产生一系列的宽带线性调频激光信号。通过可调谐光滤波器抑制其他边带保留所需阶次的线性调频激光信号。实验结果表明:当光滤波器保留正二阶调频激光信号时,获得了调频带宽为2 GHz、调频速率为6 THz/s的线性调频激光信号。在观测时间为1 ms时,测得的线性调频激光信号的瞬时线宽为3.2 kHz。该方法结构简单,易于实现,并且对调频连续波激光雷达、相干光谱分析等测量应用有重要意义。     

噪声调频信号对宽带线性调频雷达的干扰机理

研究了噪声调频信号中调制噪声方差及带宽的选择对宽带线性调频匹配滤波器的影响。通过观察噪声调频信号通过线性调频匹配滤波器之后的时域输出包络,分析了其起伏特性,推导出了在最大包络起伏指标下的调制噪声最优带宽应该为发射线性调频信号的时宽的倒数量级。同时,通过误差分析表明:要在实际中达到此干扰最优带宽,对侦察接收机的指标要求无需过高。     

利用单频正弦调频信号的Bessel函数曲线特性抑制连续波雷达近距离信号

连续波(CW)雷达没有近距离盲区,但存在近距离信号泄漏和目标强回波干扰问题,严重影响雷达的探测性能。针对该问题,提出了一种基于单频调频信号的贝塞尔函数曲线特性进行近距离信号抑制的方法。首先建立了调频发射信号回波及I、Q解调数学模型,推导了调频信号的贝塞尔函数曲线特性;其次阐述了如何选择合适的调频频率和调频指数,能够更好的解决近距离干扰问题;最后,针对设置的参数进行仿真,结果表明该方法有效。     

调频连续波雷达收发天线间隔离度的计算

调频连续波雷达(FMCWR)具有分辨率高、信号动态范围大、对周围电磁环境干扰小、抗干扰能力强等特点，得到广泛应用，特别适用于海事交通管制系统(VTS)。由于调频连续波雷达发射的是连续波，不能像脉7中式雷达那样可以采用电开关来控制天线的收发转换，而必须将发射天线和接收天线分隔开来，因此接收天线对发射天线的隔离度就成为FMCWR雷达设计的重要指标。本文根据洛伦兹互易定理，结合平面波谱法(PWS)，推导出调频连续波雷达收发天线间的隔离度公式，通过对比仿真计算结果和实测结果，达到了较好的一致，验证了计算方法的有效性。     

调频连续波SAR的研究进展

调频连续波合成孔径雷达(SAR)是一种新体制的高分辨率成像雷达,具有体积小,重量轻,耗电少,造价低,分辨率高等优点,非常适合小型化SAR的应用。文中建立了更易于实现的调频连续波SAR回波信号模型,给出了基本的成像处理流程;综述了国内外调频连续波SAR的最新进展,讨论了可能的应用背景,分析了进一步发展面临的主要技术问题。分析表明,调频连续波SAR具有广阔的应用前景。