多频连续波雷达两种测距算法研究

该文分析了连续波雷达参差多频测距算法的局限性,提出了多频连续波雷达的两种测距算法,即多频到双频测距法和二次相差法,并介绍了它们的基本原理。最后对两种方法进行了对比,并进行了仿真。仿真结果表明, 两种测距算法都达到了比较高的测距精度,在最后双频对应的最大不模糊距离相同的基础上,两种算法的测距精度相当。     

基于二次差频的多频连续波测距方法研究

多频测距解模糊的实现方式通常有两种:二次差频和参差双频.二次差频测距具有原理简单、接收机和发射机设计相对容易等优点.本文对二次差频测距的基本原理进行了详细推导,并对正确解模糊对信噪比的要求给出了理论分析,最后通过仿真实验验证了该方法的有效性,为多频连续波测距雷达的设计提供了一定的理论依据.     

数字多频连续波雷达信号处理中的关键算法

数字多频连续波雷达设备简单，可同时得到多个目标的运动参数、俯仰角、方位角以及距离的精确测量值。本文详细讨论了多目标环境下数字多频连续波雷达信号处理中运动参数以及相位信息分离和估计的算法，并根据实时测距的要求提出了一种新的快速解距离模糊算法。     

连续波雷达用的伪随机码波形设计

某些监视雷达要求发射的信号是连续波(CW)且为宽带,以满足距离和距离变化率的分辨力;并且,在地面反射物、多目标或其它外界干扰下,也能满足性能要求。虽然一部未调制的CW雷达,同样适合作距离变化率(多卜勒)的测量,而为了测距通常要求对发射信号进行调制。本文描述伪随机码(P R C)应用它调制在雷达发射机载波上满足距离分辨和测量的要求。介绍了P R C编码参数的折衷选择方法及其功能。值得指出的是,为了达到要求的性能,必须避免多卜勒的模糊。而这个多卜勒模糊通常使距离测量产生模糊。距离模糊能够通过在照射目标的期间内参差码钟频的方法消除,特别强调的是算法问题,它使得距离测量能做到一个码比特的精度。     

一种提高数字化连续波雷达测距性能的新方法

通过对连续波双频测距与多频测距基本原理的分析,针对双频测距存在最大不模糊距离与测距精度相互矛盾的局限性,并考虑到多频测距对正确解模糊所需信噪比较高这一缺点,同时结合双频测距与多频测距的优势,提出了一种从多频到双频转换的连续波测距新方法。文中对这种新方法的测距步骤进行了详细论述,并进行了仿真分析,仿真结果证明了该方法的有效性。     

连续波雷达测距中的解模糊技术

研究连续波雷达测距中的距离模糊问题，分析几种常用解模糊方法的性能，并讨论参差比的选取对测距范围的影响。     

LFMCW雷达数字化测距测速的工作参数设计

LFMCW雷达测距和测速的应用中,测量精度是主要考虑的因素.由于需兼顾距离和速度的测量精度要求,雷达系统参数和信号处理技术指标的设计就变得复杂.从雷达工作原理出发,在数字化信号处理中分析了时域的测距测速精度与频率分辨力的关系,着重讨论了距离分辨力与距离、速度测量精度要求的关系;提出了雷达系统工作参数设计的方法步骤,从而满足较高的测距和测速精度要求.     

多频连续波雷达隔圈解距离模糊方法研究

二次差频测距具有原理简单、结构设计相对容易等优点,文中将其应用于边搜索边跟踪模式.在介绍了二次差频测距基本原理的基础上,对该体制雷达的重难点问题隔圈解距离模糊开展研究.首先给出了隔圈解距离模糊方法,然后讨论了目标有效性判决问题,最后通过仿真验证了方法的有效性.     

一种提高LFMCW体制雷达测距精度的方法

为了消除距离-速度耦合现象对LFMCW体制雷达测距模糊及精度的影响,雷达发射信号形式采用对称三角LFMCW信号,利用运动目标在上/下扫频段频谱的对称性仿真验证了单目标环境下去距离-速度耦合的有效性,提高了雷达的测距精度。针对多目标环境下对称三角LFMCW体制雷达上/下扫频段目标配对问题,提出了一种联合MTD通道检测结果与目标距离信息的方法进行上/下扫频段目标的准确配对,从而实现对多目标去距离-速度耦合。仿真结果证明了该方法的有效性。     

高重复频率(PRF)脉冲多卜勒雷达的测距模糊分辨法

高PRF脉冲多卜勒雷达的测距模糊可用基于算术余数的简单算法予以分辨。得到的不模糊距离为R=T+R_a,式中T为查表中的值,R_a为测得的模糊距离值。本文的公式很容易推广到需用三个或更多PRF才能解模糊的测距系统。目标被杂波遮挡使可见度降低,并且在目标密集的环境中导致虚假距离值。本文示出在有较多的杂波和目标环境中大的作用距离要求用小的距离可分辨单元和尽可能低的PRF值。文中还对减少虚假值的稀疏表的产生法作了论述。最后,以S波段警戒雷达作为实例。     

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.     

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。     

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.     

高重频步进频雷达测距解模糊脉冲编码方法

和常规雷达相比,频率步进雷达脉冲重复频率高、测量不模糊距离短,降低了雷达的有效作用范围并易引起成像多目标混淆。其结果限制了频率步进雷达作为一种高分辨率雷达在实际中的使用。文中从数学上分析了存在问题的原因,提出了一种能解测距模糊的步进频率脉冲编码方法。该方法能区分出相隔一个或数个脉冲重复周期的目标,具有物理意义明确,易于工程实现等优点。计算机仿真验证了该方法的可行性。     

基于高斯插值提高雷达测距精度的研究

本文结合脉冲法雷达测距原理,分析了距离量化误差产生的原因。针对LFM信号加入高斯白噪声作脉冲压缩得到的脉压波形,结合先验信息,将脉压结果主瓣内的波形近似为高斯分布,利用脉压结果中采样最大值点和次大值点的位置信息和幅度信息作高斯插值处理,预估脉压波形真实峰值时间。仿真结果表明,通过高斯插值处理,距离量化误差显著减小,雷达测距精度明显提高。     

调频步进雷达自测速方法研究

提出一种基于一阶相位差分的调频步进雷达自测速方法,对其无模糊测速范围和测速精度进行了理论分析,从计算量和测速精度2个方面比较分析了一阶相位差分法、最小波形熵法和最小脉组误差法3种步进频自测速方法。仿真结果表明文中方法的测速精度优于最小波形熵法,与最小脉组误差法相当,且计算量小于后2种方法,也不存在最小脉组误差法对发射信号频率调制的特殊要求。     

两种雷达波形的稳态跟踪性能分析

研究了单目标跟踪雷达的距离测量波形和距离、距离率联合测量波形的选择问题。选择了两种雷达波形,即用于距离测量的线性调频(LFM)脉冲波形和用于距离、距离率联合测量的上-下LFM脉冲对波形,然后分析了两种波形的测量精度。根据两种波形对应的测量方程,分别给出了其对应的卡尔曼滤波的稳态解的表达式,由此建立起了两种波形对应的稳态跟踪性能与雷达参数、雷达测量模式、目标运动和散射特性、雷达-目标距离等的函数关系。在相同的雷达参数、雷达测量模式、目标运动和散射特性的情况下,提出以标量化后的稳态跟踪性能为准则选择不同距离上的波形,最后进行了数值实验。     

基于幅度调制的连续微波雷达测距研究

为实现实时快速的全天候、高精度、大范围测距,该文提出了基于幅度调制的微波雷达测距方法.在分析主要微波雷达特点的基础上,深入探讨了该方法测尺频率和测距范围、精度之间的数学关系,并利用调制在高频载波的低频信号满足大范围测距需求,采用基于测时技术的高精度测相方法实现高精度与高速度测距,并基于混频器、测时芯片TDC-GP2等器件搭建了雷达实验系统.实验表明,基于TDC-GP2测相单元的测相精度达(2.71×10-4)°,并在2.4 GHz载波、150 kHz调制信号的条件下,对3.0～4.1 m内目标的测距实验证明了系统具有1000 m大范围测距的可行性,且目标处于3.0 m时测距精度为0.0187 m,系统单次平均测距时间为0.02～0.03 s.