HPRF脉冲多普勒频率步进雷达信号处理与参数设计

频率步进雷达是一种距离高分辨雷达,传统的处理方法是采用频时转换(IDFT)获得目标的一维距离像,实际上其处理也可以采用时频转换(DFT)的方式进行,这时也可把频率步进雷达看作是一种载频跳变的脉冲多普勒(PD)雷达.采用这种分析方法的优点是,在高重复频率(HPRF)的情况下,可以通过雷达系统的参数设计和信号处理,同时获得不模糊的测速性能和距离高分辨性能,并解决HPRF PD雷达的距离模糊问题.本论文在分析频率步进雷达时频转换(DFT)处理的基础上,给出了HPRF PD频率步进雷达系统参数设计准则及频时耦合的解决方法,以及距离模糊问题的解决方案.理论分析和仿真结果证明,这种雷达体制可以同时获得不模糊测速和距离高分辨性能.     

跳频脉冲雷达目标的距离-多普勒成像

该文采用跳频脉冲信号作为成像雷达信号形式,研究了一种雷达等效转台目标距离-多普勒成像的新算法。与常规步进频率雷达傅里叶变换成像算法相比,该算法具有多普勒不模糊范围大的特点,因而克服了步进频率雷达成像算法容易产生多普勒混叠的缺点。计算机仿真结果表明了该算法的有效性。     

跳频脉冲雷达目标的距离—多普勒成像

该文采用跳频脉冲信号作为成像雷达信号形式,研究了一种雷达等效转台目标距离－多普勒成像的新算法。与常规步进频率雷达傅里叶变换成像算法相比,该算法具有多普勒不模糊范围大的特点,因而克服了步进频率雷达成像算法容易发生多普勒混叠的缺点。计算机仿真结果表明了该算法的有效性。     

调频步进雷达高速运动目标距离像合成方法研究

调频步进信号具有作用距离远、硬件实现简单的特点,在现代雷达目标识别中具有明显优势。该文推导了调频步进信号合成距离像的原理,分析了目标运动对合成距离像的影响。为了克服调频步进信号回波对目标运动敏感的缺陷,提出一种脉冲重复时间可变的调频步进信号,通过对脉冲重复时间预先设计来消除目标速度与频率的耦合效应,并通过回波对消技术消除目标加速度对合成距离像的影响,给出了该算法对脉冲重复时间的精度要求。仿真结果证明了算法的有效性。     

频率步进和脉冲多普勒复合测速研究

毫米波频率步进(Step-Frequency)雷达是一种距离高分辨率雷达.实现运动目标的距离高分辨必须进行运动补偿,故提出了一种基于频率步进和脉冲多普勒体制复合测速的方法.仿真结果表明该方法测速精度高,抗噪性能好,算法简单,速度快.     

基于变PRT步进频信号对运动目标同时测距和测速的方法研究

摘要:高分辨雷达信号及其相应的信号处理方法的研究,对于多目标分辨以及目标高分辨成像与识别都有着重要意义,步进频率雷达信号作为一种重要的高分辨雷达信号,已经得到了广泛的应用。本文介绍了一种变脉冲重复周期（PRT）步进频信号,同时分析了该信号具有消除回波信号中由目标运动带来的二次相位项的特点,并通过发射正负跳频的两帧变脉冲重复周期（PRT）步进频信号,提出了一种对运动目标同时进行测距和测速的方法。对于步进频信号在多目标环境下的应用,针对现有方法的不足,研究了一种利用变脉冲重复周期（PRT）的步进频信号,对各目标的距离和速度同时测量的方法。通过对在两帧信号得到的两幅距离像中各目标的位置关系发生变化和不发生变化的两种情况的分析,给出了本文提出的方法的适用条件。通过恰当的选择步进频信号参数,可以通过本文提出的方法同时测出各目标的距离和速度信息。最后通过计算机仿真结果表明,本文提出的方法正确,并且有效可行。      

适合用计算机解雷达模糊的几种算法

引言在脉冲多卜勒雷达中,运动目标必然给雷达带来模糊,或者出现距离模糊(对于高脉冲重复频率),或者出现速度模糊(对于低脉冲重复频率),或者距离、速度两者均出现模糊(对于中脉冲重复频率),所以解雷达模糊就成为脉冲多卜勒雷达必须解决的重要课题。本文从雷达目标的数学模型着手,着重介绍几种适合用计算机解雷达模糊的几种算法。文章还举例,分别用各种算法进行计算,予以比较,得出几点有益的结果。数学模型设n重PRF的脉间分辨单元数(或距离单元数)分别为m_1,m_2,……m_n,且为两     

一种基于查表的解速度模糊算法

根据奈奎斯特第一采样定理,采样频率要大于信号频率的两倍,信号才会不模糊。但是雷达的脉冲重复频率和目标的多普勒频率并不一定会满足此定理,这样就产生了速度模糊。解速度模糊并准确地估计目标的速度是雷达的一个重要任务,但通常的解模糊算法存在算法复杂、运算量大、精度不高等问题。提出了一种基于查表的解速度模糊算法,该方法在保证精度和容错的前提下,大大降低了运算量,是一种工程化的方法。最后仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于模拟退火算法的机载脉冲多普勒雷达中重复频率选择研究

机载脉冲多普勒雷达常采用中等脉冲重复频率,N／M检测准则工作方式,在该方式下对重复频率的要求主要是能解距离及速度模糊,且能使距离与速度遮蔽区域尽量小。因而对重复频率的选择可模型化为解大规模组合优化问题,而模拟退火算法正是解这类问题的一种有效方法。该文根据机载脉冲多普勒雷达的特点,提出了一种基于模拟退火算法的机载雷达中重复频率选择方法,通过试验表明,该方法取得了很好的效果。     

基于模拟退火算法的机载脉冲多普勒雷达中重复频率选择研究

机载脉冲多普勒雷达常采用中等脉冲重复频率,N/M检测准则工作方式,在该方式下对重复频率的要求主要是能解距离及速度模糊,且能使距离与速度遮蔽区域尽量小。因而对重复频率的选择可模型化为解大规模组合优化问题,而模拟退火算法正是解这类问题的一种有效方法。该文根据机载脉冲多普勒雷达的特点,提出了一种基于模拟退火算法的机载雷达中重复频率选择方法,通过试验表明,该方法取得了很好的效果。     

一种基于OFDM-LFM信号的PD雷达解模糊方法

为了解决线性调频脉冲多普勒雷达的距离模糊和速度模糊问题,采用了高脉冲重复频率的方式发射正交频分线性调频脉冲信号,并给出了一种用于解模糊的回波数据重排方案。这种重排方式可以解决最大无模糊距离和最大无模糊速度之间的矛盾,对重排后得到的数据矩阵进行脉冲压缩、动目标检测,最终得到的峰值可无模糊地体现目标的距离和速度。仿真结果证明了所提方法的有效性和可行性。     

一种新的超声速弱目标长时间相参积累算法

由于超声速弱目标的高速、小雷达散射截面特性,常规雷达难以对其进行有效检测与跟踪。针对该问题,文中提出了一种新的超声速弱目标长时间相参积累检测与估计算法。首先,给出了超声速弱目标回波信号模型,并分析了距离走动特性,同时通过构造线性频率相位因子,补偿了距离走动的影响;然后,进行匹配滤波和相参积累,来提高目标的检测性能,同时完成目标的参数估计;最后,通过仿真实验分析了该算法的检测和参数估计性能。理论推导和仿真结果表明,该算法的信噪比积累增益为脉压比和相参积累脉冲数的乘积。     

基于一维距离像的运动目标相参积累方法

宽带雷达具有高的距离分辨率，目标被其照射后呈现多散射中心，在径向上表现为多个距离单元，回波信号脉冲压缩后形成目标的一维距离像。在高分辨条件下，多周期积累时间内目标的运动会造成回波包络的跨单元走动，而距离走动带来了检测性能的下降。文中对相参线性调频信号进行研究，提出了一种基于横向距离单元合成处理的相参积累方法，较好地克服了包络走动的影响，提高了信噪比，改善了检测性能。     

针对非合作目标的调频步进编码波形设计方法

雷达对于非合作目标的探测,存在目标微小与速度未知两大困难,而相干积累的方法需要准确探测目标速度,并进行速度补偿,实际应用过程中效果受限。针对此问题提出了一种调频步进编码波形设计方法,可以在速度未知情况下脉间积累,同时在准确测量速度后宽带合成。首先研究线性调频子脉冲的距离速度耦合特性,通过波形设计抵消脉间目标运动成像位置变化;然后研究调频步进编码波形的宽带合成技术,使所得的高分辨一维距离像无距离混叠。最后,数值仿真实验验证了所提出波形的优势与应用价值。     

基于位置相关的高分辨雷达目标检测方法

本文研究了毫米波高分辨雷达杂波背景下目标信号的检测问题,提出了基于高分辨雷达目标一维距离象位置-径向距离相关信息的非参数检测方法。该方法不但计算复杂度低,而且还具有检测沿距离走廊上多个扩展目标的能力。通过毫米波高分辨步进频率雷达实测数据证实,这是一种非常有效的扩展目标信号检测方法。     

基于目标稀疏性的雷达距离超分辨

雷达目标在观测空间中通常是稀疏的。当雷达发射线性调频信号时,目标回波的匹配滤波实际上是频域去斜脉压,回波信号在频域去斜后变成复正弦波。基于目标稀疏性和去斜回波的复正弦形式,可以构造多目标频域去斜回波的距离维稀疏信号模型,然后利用凸优化方法求解目标的距离,同时实现雷达距离超分辨。本文提出了一种基于目标稀疏性和频域去斜的距离超分辨方法,理论分析和仿真实验表明,该方法的距离分辨率超过了常规脉冲压缩技术,从而实现了雷达距离超分辨。     

频率步进雷达及其在小目标检测中的应用

在强杂波环境下检测一类重要小目标（如巡航导弹，反舰掠海导弹，隐身飞机）是现代雷达面临的一个最具有挑战性的课题。频率步进雷达，由于其高距离分辨能力及独特的波形和处理，正在用来解决强杂波中小目标的检测问题。文中首先介绍了频率步进宽带高距离分辨雷达的原理和技术，然后讨论了应用频率步进雷达解决强杂波中运动小目标的无杂波区检测和无折叠杂波检测问题。     

频率步进雷达高速目标运动补偿新方法

针对频率步进雷达对高速目标进行距离成像的问题,提出了一种基于时域二维复相关的运动补偿新方法,以克服回波包络剧烈走动对运动补偿性能的影响,并进一步扩大速度估计的不模糊范围以适应高速条件。该方法利用二维快速逆傅里叶变换(IFFT)获取相关函数,从而在高、低分辨维同时实现目标速度估计,运算量不高,抗噪性能好。针对低重频频率步进雷达,仿真对比了典型方法在不同速度和信噪比条件下的性能,验证了文中所提方法的有效性。     

噪扰下数字化多频连续波雷达的测距模糊问题

数字化多频连续波测距雷达是一种新体制雷达.它具有能同时测定多个目标、便于同时得到目标多个运动参数等突出优点.为了解决增大最大测距不模糊距离与提高测距精度之间的矛盾,我们将会在多频雷达中采用参差频差关系进行测距,这样我们可以大大提高测距最大不模糊距离.但此时噪声对测距结果有着各种有待讨论的影响,包括:能否正确解模糊;对输入信号信噪比有何要求;理论测距精度有何变化;直至对参差系数有何要求等.数字化多频雷达的这些问题,本文对这些问题进行了详细的讨论,并给出了本文结论的计算机仿真结果.从而在理论上为这种雷达的深入研究提供了一个很好的基础.     

高重频频率步进雷达抑制折叠杂波方法

针对频率步进雷达体制中高莺频导致的杂波折叠现象,本文提出了一种有效的折叠杂波抑制方法.首先在接收机前端控制中频带通滤波器的通带范围以抑制距离处理间隔之外的折叠杂波,并设计发射脉冲包络以利于更好地削弱该折叠杂波回波;然后通过波形参数设计及高分辨处理以进一步抑制距离处理间隔内的折叠杂波.该方法不需要改变基本的频率步进波形,也不会增加频率步进雷达信号处理的复杂度,具有简单易行的优点.此外,本文还通过比较表明高重频频率步进雷达比PD雷达在折叠杂波抑制方面具有更好的性能.仿真实验验证了所提方法的有效性.