毫米波末制导雷达频域高分辨测角技术研究

针对毫米波末制导雷达角跟踪精度差的问题,提出基于频域高分辨像的单脉冲测角算法.该算法根据单脉冲雷达测角原理,在测角之前时和差通道的回波信号分别进行一维频域成像,然后在频域做比幅测角,获得频域单元的角度误差,经过一定的滤波处理,得到目标径向几何中心的空间角度.仿真结果表明该算法可大大提高单脉冲雷达的测角精度.     

基于角闪烁抑制的高分辨雷达角跟踪技术

针对高分辨导引头雷达在近距离跟踪目标时出现角闪烁问题,采用基于角闪烁抑制的高分辨测角算法。对回波信号进行一维成像处理,以距离像幅度作为单脉冲测角幅度,利用单脉冲测角方法得到目标在各个距离单元内的角度信息,通过加权平均处理,得到目标几何中心空间角度。仿真结果表明,该方法可以抑制角闪烁偏差,提高导引头角跟踪精度。     

距离高分辨测高技术

为了提高米波雷达低空探测性能,本文讨论步进频率体制下,单脉冲测角的米波雷达测高方法.首先利用步进频率信号的距离高分辨特性,得到回波的一维距离像,再对其进行前沿跟踪和单脉冲测角,进而得到目标的真实高度.仿真结果表明此种方法适用于对超低空目标的探测.     

毫米波频率步进单脉冲雷达角跟踪技术研究

在毫米波雷达目标跟踪中，角闪烁的非高斯特性将使得经典的卡尔曼滤波器失效。研究了非线性度函数方法在毫米波频率步进单脉冲雷达目标跟踪中的应用，采用非线性度函数方法对高分辨距离像测角数据进一步处理，仿真表明该算法性能优于经典的卡尔曼滤波。     

毫米波步进频率单脉冲雷达及其信号处理

毫米波步进频率雷达通过多脉冲相参合成处理来获得距离高分辨率，而单脉冲雷达和差波束测角具有较高的测角精度和抗干扰能力，可以在很短的时间内获得目标的误差信息。文中详细分析了毫米波步进频率单脉冲雷达获取目标角度和距离信息的原理，从数学角度给出了分析的模型，并对模型的输出信号作了仿真，说明了毫米波步进频率单脉冲雷达既能获得高的目标距离分辨率，又能获得较精确的目标角度信息。该文为毫米波步进频率单脉冲雷达的工程实现提供了有力的理论依据。     

基于极大似然估计的高分辨雷达测角方法

研究了高分辨雷达的测角方法:在介绍单脉冲测角原理的基础上,建立了宽带高分辨雷达角度估计模型,推导了目标偏角与回波信号的联合概率密度函数;提出了基于极大似然估计的宽带雷达测角方法,通过采用迭代算法交替更新目标偏角和回波信号,实现了目标偏角和回波信号的联合估计,并给出了目标偏角估计精度的近似克拉美罗界。仿真比较了该方法与传统窄带雷达测角方法的估计性能,结果表明,本方法的测角精度优于传统窄带测角方法,且在信噪比一定的条件下目标距离单元数越多,测角的均方根误差越小。仿真验证了该角度估计方法是渐近无偏的,估计误差方差小于传统窄带测角方法,且随距离单元数增多而减小。     

毫米波雷达单脉冲跟踪系统仿真技术

针对宽带毫米波雷达中的目标角跟踪问题,介绍了一种毫米波雷达单脉冲跟踪仿真系统.该系统模拟了导弹高速跟踪面目标的角闪烁情况,并采用高距离分辨率的α-β距离滤波和频率捷变角度平滑进行了跟踪处理.结果表明该仿真系统较好地抑制了面目标的角闪烁,提高了单脉冲跟踪精度,对解决面目标的导弹跟踪问题具有实际意义.     

同时数字多波束对改善相控阵雷达搜索和测角精度的分析

文中基于数字波束合成体制的相控阵雷达,研究改善传统单脉冲体制雷达性能的方法。提出了一种基于一组同时数字多波束处理的新方法。文中证明该方法可以将单脉冲测角方法和极大似然估计测角算法进行性能的平衡。该方法利用了基于同时数字多波束形成技术以及多种处理算法。计算机仿真试验证明该方法可以在提升雷达目标检测和测角性能的同时有效的改善波束形状损失。     

空间两点源的单脉冲测角极化响应研究

从雷达极化的角度分析了空间多散射/辐射源的极化敏感性,为消除空间多散射/辐射源对单脉冲雷达在角度测量上带来的严重影响提供可能的解决方向。首先分析了单脉冲雷达的测角原理,建立了空间两点源在单脉冲测角系统中的极化响应模型,之后系统研究了目标散射矩阵、目标回波幅度比和目标起伏特性对单脉冲测角的影响,得到了空间多散射/辐射源对极化有显著敏感性的结论。对提高雷达导引头抗干扰性能以及对抗拖曳式诱饵具有较大参考价值。     

基于三阶泰勒展开的自适应单脉冲测角方法

单脉冲方法是雷达中广泛使用的目标角度精确测量方法,自适应和单脉冲技术的结合大大提高了雷达对干扰环境的适应能力.但是,主瓣内明显偏离波束中心的目标,自适应单脉冲方法会出现较大的测角偏差.为解决上述问题,文中提出采用自适应单脉冲比三阶泰勒展开式进行目标角度估计的方法.该方法首先对自适应单脉冲比在波束中心进行三阶泰勒级数展开,然后利用多项式求根公式估计出目标角度.计算机仿真实验验证了该方法可以有效扩展目标角度精确测量范围.     

旋转目标距离像长度特性及微运动特征提取

本文提出了利用旋转目标高分辨一维距离像的长度变化特性提取目标旋转半径和旋转速度等微运动特征的新方法.重点分析了旋转目标一维距离像的长度特性,指出当目标旋转时,微运动造成的一维像"虚假"长度和目标真实长度在雷达视线上的投影共同构成了目标的一维距离像.当目标匀速转动时,其一维距离像的长度变化服从正弦绝对值曲线,并根据这种变化特性,提出了两种提取旋转目标微运动特征的新方法.最后,设计了外场试验,通过实测数据证明了本文的观点和特征提取方法的有效性.     

毫米波雷达高分辨抑制角闪烁试验研究

角闪烁是影响毫米波末制导雷达角跟踪精度的主要因素之一,可能致使脱靶量增加,甚至导致目标丢失。然而目前关于角闪烁的研究主要基于理论分析、建模和仿真,试验研究相对较少。本文首先简述了角闪烁产生的机理,分析了角闪烁的特征,然后总结了抑制角闪烁的常用方法,并阐述了高分辨雷达抑制角闪烁的原理,开展了毫米波单脉冲雷达角闪烁试验,最后利用室内试验结果验证了高分辨可有效抑制目标上多散射中心间相互干涉引起的角闪烁。     

毫米波FMCW MIMO雷达三维点云成像方法

毫米波FMCW MIMO雷达的三维点云成像在自动驾驶、智慧交通、工业和安防等领域的三维环境感知因其独特的优势而受到广泛关注。本文在现有处理框架下提出一种结合渐近最小方差稀疏迭代（SAMV）的高分辨点云成像方法。该方法首先对差拍信号做一维快速傅里叶变换（FFT）获得高分辨距离像,然后对每一个距离单元采用SAMV算法来估计方位角网格和俯仰角网格的功率,最后结合CASO-CFAR检测算法,得到探测区域内目标高分辨的距离、方位角和俯仰角三维信息。仿真和实验结果表明,相比现有结合Capon测角的方法,该方法能在相同雷达条件下角分辨率提高2倍,实现了毫米波雷达高分辨的三维成像。     

一种利用高分辨距离像提高圆锥扫描测角精度的方法

利用阶跃变频脉压体制提供的高分辨特性,提出了圆锥扫描测角情况下抑制角闪烁、提高目标测角精度、跟踪目标要害部位的方法。这种方法利用一维距离像分离目标的散射中心,对分离后的散射中心进行测角。仿真试验表明,这种方法可以提高圆锥扫描的测角精度、抑制角闪为乐。     

基于距离像序列的空间目标识别算法

提出了基于距离像序列的空间目标识别算法,首先对距离像序列进行小波消噪,然后应用RELAX算法提取出目标强散射中心的位置和幅度,根据高于幅度门限的强散射中心的位置来确定目标径向长度,最后根据目标径向长度序列的均值和标准差对三轴稳定卫星、自旋稳定卫星和碎片进行分类识别。计算机仿真结果表明,该算法取得了比较好的识别效果。     

On a limited-view reconstruction problem in diffraction tomography

Diffraction tomography (DT) is an inversion technique that reconstructs the refractive index distribution of a scattering object. We previously demonstrated that by exploiting the redundant information in the DT data, the scattering object could be exactly reconstructed using measurements taken over the angular range [0, phimin], where pi < phimin < or = 3pi/2. In this paper, we reveal a relationship between the maximum scanning angle and image resolution when a filtered backpropagation (FBPP) reconstruction algorithm is employed for image reconstruction. Based on this observation, we develop short-scan FBPP algorithms that reconstruct a low-pass filtered scattering object from measurements acquired over the angular range [0, phi(c)], where phi(c) < phimin.     

稀疏正则化在双基地ISAR距离成像中的应用

双基地逆合成孔径(ISAR)成像中,一维距离像的分辨率因双基地角的存在而下降,为解决此问题,研究了双基地ISAR的一维距离成像算法。在分析复基带回波稀疏特性的基础上,将一维距离像的生成问题转化为噪声环境下信号的稀疏分解问题。利用可任意调节的时延单元构建冗余基,基于L曲线准则估计正则参数,最后利用推广的正则化FOCUSS算法估计复基带回波的稀疏分解系数,并据此生成目标的一维距离像。一维距离像分辨率取决于构建稀疏分解冗余基的延时单元,据此解决了双基地角对距离分辨率的限制问题,仿真实验验证了算法的有效性。     

光束轨道角动量的量子通信编码方法研究

高阶Bessel无衍射光束具有轨道角动量,并且是在自由空间中传播时一定范围内横向强度分布保持不变的单色光场,光场中的每个光子都具有确定的轨道角动量 ,在每一本征模中由光量子携带的角动量数由拓扑荷 表示,本征态 可被用于多维量子纠缠。文中基于高阶Bessel光束,提出一种利用具轨道角动量光子正交态作为信息载体实现光通信的方法,每光子携带有确定的轨道角动量态,可以提高通信协议的密钥生成效率,也为增加光通信距离提供一种量子解决方案。     

Computationally efficient DOA estimation for coprime linear array: a successive signal subspace fitting algorithm

ABSTRACT

In this paper, direction of arrival (DOA) estimation of multiple signals with coprime array is investigated and signal subspace fitting (SSF) method is linked to the coprime array, which achieves a better DOA estimation performance than the traditional uniform array. While the SSF method requires expensive computational cost in the case of multiple signals due to the multidimensional global angular searching, we propose a successive SSF (S-SSF) algorithm from a computationally efficient perspective. In the proposed algorithm, we employ rotational invariance and coprime property to obtain the initial estimates. Then, via a successive scheme, we transform the traditional multidimensional global angular searching problem into one-dimensional partial angular searching one. Consequently, the computational complexity has been significantly reduced. Specifically, the proposed S-SSF algorithm can obtain almost the same DOA estimation performance as SSF but with remarkably lower complexity. Finally, Cramer-Rao Bound (CRB) is provided and numerical simulations demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.