恒包络OFDM雷达通信一体化研究

提出一种新的OFDM雷达通信一体化系统模型,通过DFT预编码和交织式子载波映射解决了OFDM信号峰均功率比较高的问题,实现了OFDM信号的包络恒定。同时,给出一体化系统信号处理方案,在通信接收端,通过传统的OFDM信号解调得到通信数据。在雷达接收端,通过二维联合搜索和时域相位测量进行目标速度的估计;结合相关处理和频域相位测量,实现雷达的高精度测距。仿真结果表明,在保证通信传输功能的前提下,一体化系统能够实现厘米级别的测距精度和米每秒级别的测速精度。     

计量级雷达液位计高精度测量技术

计量级高精度测量对雷达液位计的系统设计和处理方法等提出了诸多挑战,调频连续波雷达通过测量发射信号和回波信号的频率差来测量距离,能够获得较高的测量精度,同时由于其易于实现,是雷达液位计的主要体制之一。在介绍FMCW雷达液位计的系统原理基础上,对诸如晶振频率、调频斜率、工作环境等影响测量精度的因素进行了分析,提出了相应的解决措施,并开展了高精度频谱估计技术研究。该项技术在实际的雷达液位计上得到了应用,其测量精度满足系统要求。     

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.     

基于多普勒耦合估计的弹道目标测距方法

反导预警与空间监视雷达通常采用高频段、大脉宽探测远距离目标,此时距离多普勒耦合对于雷达精确测距有较大影响。同时,距离多普勒耦合的准确修正是稳定跟踪目标的必要条件,然而传统的处理方法不能适用于弹道目标等高机动目标的准确处理。本文提出了基于多普勒耦合估计的弹道目标高精度测距方法：首先采用旁路速度-加速度估计方法求解目标的径向速度,对目标测量距离进行距离多普勒耦合修正,再进行IMM-UKF滤波完成目标距离估计。该方法具有以下优势：利用当前帧的测量数据,同时考虑了目标径向加速度对于耦合的影响,提高了距离和速度的估计精度;相比跟踪时增加测速波形的方法,节约了雷达的资源,同时避免了速度测量与航迹误关联的问题;距离和速度的精确估计能够提升航迹关联成功率。仿真实验中与传统的距离多普勒耦合处理方法进行了比较,实验结果显示该方法大幅提高了雷达测距的精度。     

应用于雷达水位计的等效采样扩时测距方法

雷达水位计是一种非接触式的水位测量仪器,以电磁波为载波方式测量传感器到水面的距离,再通过计算得出实际的水位值。由于电磁波传播速度接近光速,近距离传输时相应的时间间隔很短,要达到cm 级的距离测量精度,时间测量的精度需要达到ps。常用的高精度时间测量方法存在价格昂贵或实现方式复杂等问题。文中介绍了一种等效采样扩时测距方式,实现在雷达水位计的测量范围内达到cm 级测量精度,并已在产品中实现了具体应用。     

分布式相参雷达LFM宽带去斜参数估计方法

宽带分布式相参雷达技术能够有效提升目标测量精度和识别性能,具有重要的研究价值。针对现有雷达装备一般不具有同时对正负调频率宽带线性调频信号进行去斜处理的能力,即在接收相参合成阶段无法通过正负调频率宽带去斜方式获取宽带信号发射相参所需延时相位值的问题,该文利用单元雷达与目标之间存在延时差,将单元雷达发射的宽带线性调频信号等效为目标信号,对接收信号进行互相关处理获取发射相参合成所需的参数值,通过建模和仿真实现接收相参和发射相参合成处理,并对飞机目标进行1发2收相参探测试验,获得了理想的试验结果。该方法具有估计精度高、运算量小和时实性好的优势,可应用于分布式相参雷达工程实现。     

游标测距技术在脉冲雷达中的应用及精度分析

游标测距技术是根据脉冲雷达接收信号的相位导出径向距离测量值,也就是在雷达起始距离基础上加上相位增量对应的距离。采用游标测距技术的脉冲测量雷达可以提高雷达径向距离的测量精度,以及提高雷达探测目标的能力。文中结合游标测距原理,建模仿真,分析游标测距精度的影响因素,并通过跟踪机载应答机信号及空间目标实际验证游标测距技术在脉冲雷达平台上应用。     

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(2.7110-4),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。     

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。     

毫米波高分辨雷达二步伸缩处理方法

发射宽带线性调频脉冲信号，用伸缩处理方法可以获得目标高分辨距离像，并对静止目标实现精确测距，但当目标运动时，测距精度和成像质量都会受到速度的影响．为了克服这些缺点，可以采用二步伸缩处理方法．本文给出了理论推导和仿真结果，证明该方法的距离估计精度很高，对目标速度也可进行粗略的估计．利用这些估计值可以完成对目标的距离跟踪、成像、状态的预测以及动目标指示等过程。     

双载频步进频率雷达精确速度测量方法

步进频率雷达中,目标的径向运动将导致合成的目标径向一维距离像产生距离徙动和波形失真,需要对目标速度进行测量以补偿其影响。该文提出基于单个步进频率脉冲串的共轭法速度测量方法,然后提出一种同时发射双载频步进频率信号的速度测量方法,并分析了其潜在测量精度。理论分析和仿真结果证明,两种方法相结合不仅具有普通步进频率信号的高距离分辨率等优点,而且具有速度测量无模糊测量范围大、测量精度高的特点,可以利用速度测量值补偿目标一维距离像的距离移动和失真,从而同时实现高速目标的速度精确测量和高分辨成像。     

宽窄带雷达测量精度对比研究

对比宽、窄带雷达系统对目标距离和角度的测量精度,建立目标回波模型,并分析宽、窄带雷达系统测量的理论精度;通过计算机仿真,考察了信噪比、目标包含的强散射点个数以及强散射点幅度的相对取值对宽、窄带雷达系统测量精度的影响.由理论分析和计算机仿真结果可知,宽带雷达系统对同一目标距离和角度的测量精度高于窄带雷达系统.     

调频步进信号高速运动目标径向速度精确测量技术研究

 针对调频步进信号高速运动目标径向速度影响合成距离像问题,提出一种复合测速方法.首先利用窄带跟踪距离的微分值对回波进行速度补偿和包络移动,其次对正正步进频率信号进行相关处理并构造跟踪回路以实现速度粗略估计和跟踪,然后再利用跟踪速度微分值补偿加速度,最后对正负步进频率信号进行相关处理,实现速度的精确测量.仿真结果证明了该方法的可行性.     

基于变脉宽波形的高速目标积累检测研究

针对米波低重频雷达在低信噪比下对高速运动目标的相参积累检测问题,提出了发射变脉宽信号的新方法。首先用宽脉冲回波估计目标运动参数,再对窄脉冲回波进行包络移位和相位补偿,实现相参积累,保证雷达的距离分辨率要求。该方法有效地解决了高速、匀加速径向运动目标跨速度、距离分辨单元的相参积累问题。仿真验证了新方法的有效性。     

一种基于相邻脉冲比相的高效SAR干扰方法

针对合成孔径雷达(SAR)方位积累对雷达和目标距离的相对精度要求较高,绝对精度要求较低的特点,提出利用SAR相邻发射脉冲比相的测距方法获得相对精度较高的距离值,从而得到一种能获取二维处理增益的高效SAR干扰方法,克服了以往干扰方法因难以测量SAR平台轨迹而不能获取方位处理增益的缺陷。理论分析和仿真验证都表明该方法既能完成干扰机附近的假目标干扰,也能在较低干扰功率下实现噪声压制干扰。     

基于后验数据辅助的雷达系统补偿方法

在警戒、精密跟踪雷达与逆合成孔径成像雷达中，准确地估计目标距离、速度和角度对目标捕获与跟踪至关重要。在实际的雷达系统中，由于实现电路的非理想性，生成的信号往往难以精确符合理论设计，导致目标距离、速度估计结果与理论真值存在不同程度的偏差；同时，雷达接收通道不可避免地存在由系统各部分相互耦合产生的幅相不一致性，对目标角度估计带来潜在影响，且常规补偿过程复杂，往往难以获得一套最优的补偿系数。本文结合某实际雷达系统，建立了典型目标参数估计方法的数学模型，理论分析了影响雷达目标参数估计结果的各类因素，提出了一种基于后验数据辅助的系统补偿方案，并通过实测数据与外场试验验证了方法的有效性。     

提高弹载雷达测速精度的方法研究

基于弹载雷达系统高精度目标信息测量的性能需求,本文提出对FFT频谱数据检测结果采用扩展比值插值算法进行处理,以减少目标速度信息测量误差。仿真试验验证了该方法对提高测量精度的有效性,该方法在实际应用中实现了高精度目标信息测量,从而为提高弹载雷达系统性能、实现对目标的精确跟踪提供有力技术基础。     

调频步进雷达运动目标信号处理的新方法

调频步进雷达是一种距离高分辨率的雷达体制,但是会产生目标冗余的问题.目标抽取算法就是消除这种冗余,提取目标真实位置的方法.对于这种雷达体制,目标运动是影响其性能的主要原因.本文分析了目标抽取算法的特点及速度、速度估计误差对此方法的影响.为克服速度造成的包络走动影响,本文提出了一种改进的目标抽取算法。这种方法在可以准确估计目标速度时具有很好的性能,但是随着速度估计误差增大,性能有所下降.本文给出了速度估计误差的界限,以便尽量减少速度估计误差引起的问题.此外,本文还提出了另一种幅度内插的方法,很好地解决了速度估计误差造成的距离耦合时移问题.计算机仿真的结果验证了理论分析的正确性.这两种方法,尤其是后面幅度内插的方法,可以解决调频步进雷达运动目标处理的关键问题,为这种雷达体制的实用化奠定了基础.     

基于联合概率加权的高分辨雷达目标点迹处理

针对高分辨雷达在跟踪扩展目标时出现多散射点的问题,提出了一种基于联合概率加权的雷达目标点迹处理方法。首先,对信号检测出的多散射点构建其残差变量,根据判别准则进行目标点迹配对处理,剔除异常散射点;然后,同时考虑散射点位置和回波幅度信息,计算联合概率的权值,目标多散射点经概率加权融合后估计得到散射中心。仿真分析表明,该方法在高分辨雷达扩展目标点迹处理中能有效抑制杂波的干扰,目标点迹精度在距离、方位和俯仰上分别提高了20.63%、47.51%和41.03%,同时具有很好的可靠性,满足工程应用的需求。