一种频谱随机非连续雷达信号的处理方法

高频地波OTH雷达工作在电磁干扰严重的短波波段 ,采用非连续频谱信号可降低电磁干扰对雷达的影响 ,但频谱的非连续性会引起距离旁瓣的升高 ,回波信号的动态范围变小 ,这种旁瓣无法用传统频域加权方法消除 ,从而导致地波雷达在多目标环境下探测弱小目标的能力降低。文中从消除信号频谱的非连续性的角度 ,介绍了一种基于线性预测方法的频谱非连续高频雷达信号的处理方法 ,较好地实现了频域不连续信号距离速度二维处理。经过预测处理后所得到的输出波形的距离旁瓣电平达到 -2 7dB ,目标的距离旁瓣得到有效抑制 ,使雷达在多目标环境下检测弱小目标的能力大大提高。     

雷达跟踪、探测

0310185利用数值微分构造机动目标跟踪的估计模型:原理和应用[刊]/杨宜康//电子学报.—2002,30(12).—1759～1762(K)0310186一种提高二相编码雷达检测目标动态范围的方法[刊]/顾红//电子学报.—2002,30(12).—1752～1754(K)在相位编码雷达进行各目标回波信号功率相差较大的多目标或隐身目标检测时,会存在隐身目标和小     

中脉冲重复频率脉冲多卜勒雷达的目标检测

本文介绍单通道中脉冲重复频率脉冲多卜勒雷达接收机中处理回波信号数据的一种方法和装置,在这种装置中,可防止把离散旁瓣回波信号看成真实目标。这种回波信号数据是用一种杂波对消电路进行处理的,在优先选用的一种装置中,这种对消电路有一个消除主波束杂波的多卜勒滤波器组和一个消除区域旁瓣杂波回波信号的恒虚警门限电路。这种回波信号数据以数据块的形式暂时存储起来,而这种数据块表示每种脉冲重复频率的脉冲间歇期内的回波数据。这些数据块在预定距离范围内扩展,并同时在此预定距离范围内进行两路并行相关处理,以便区分离散旁瓣杂波回波信号。其中有一路相关处理是直接对扩展数据块进行的,而另一路则是对与时变门限电平(它是距离的函数,且响应于区域旁瓣杂波回波信号)进行比较后的扩展数据块进行的,这样就可从这种相关处理的比较中检测出离散旁瓣杂波回波信号。于是,检测出的这些离散旁瓣回波信号折叠成数据块,并用它来使恒虚警门限电路输出的离散旁瓣回波信号消隐。当这些离散旁瓣回波信号消隐后,数据块在第二个预定距离范围内扩展和进行相关处理,以便确定目标的其实距离。在另一可供选用的装置中,时变门限电平不响应于区城旁瓣杂波回波信号,但回波信号对区域旁瓣杂波回波信号归一化,以便提高对旁瓣离散回波信号的检测能力。     

长M码序列的失配滤波器设计及其性能分析

长M码序列具有大时宽带宽积和低截获率,在雷达对抗中具有较大优势,但长M码序列的非周期相关接收会产生大的距离旁瓣,强回波信号的距离旁瓣会淹没小的回波信号.采用时域的失配滤波法,结合权值迭代修正运算,能够有效地抑制距离旁瓣.但失配滤波法性能的变化情况并无确切分析,文中通过改变回波的信噪比和回波的多普勒频率的方法,测试了失配滤波法的性能的具体变化趋势.结果表明,失配滤波器的旁瓣抑制性能的多普勒容限稍微有所提高,但对多普勒频率非常敏感,并只在高信噪比情况下具有较好的旁瓣抑制能力.     

基于扩频信号的MIMO雷达波束形成研究

多输入多输出雷达使用多个发射天线发射独立的信号,使用多个天线接收回波信号,对回波信号进行分离,相当于形成一个大的虚拟阵列。这里使用二进制扩频码分多址信号作为不同发射天线的发射信号。由于编码相关产生的高旁瓣,传统距离压缩方法不能产生恰当的目标距离像。使用Capon波束形成方法来降低距离旁瓣,同时产生更高的角度分辨率,可用于对目标成像。     

一种MIMO雷达谱修正旁瓣抑制方法的研究

在窄带频分MIMO雷达系统中,由于接收机带宽受雷达系统的限制,而MIMO雷达发射频分的正交信号,所以子带信号带宽较小,从而导致信号时带积变小,因此信号具有较大的距离旁瓣。针对MIMO雷达信号旁瓣高的问题,提出了一种采用谱修正技术抑制MIMO雷达距离旁瓣的方法。将MIMO雷达回波信号经过波束形成和匹配滤波后的综合输出信号频谱进行谱修正处理,计算机仿真和对实测数据的处理证明,这种方法能有效地抑制MIMO雷达的距离旁瓣。     

反无人机群阵列雷达时分波形与旁瓣抑制

针对阵列雷达常用波形距离旁瓣较高,导致探测微小无人机群目标时生成虚假目标问题,基于多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)时分复用体制,研究相位编码信号时分发射体制,采用脉内相位编码信号,提出信号处理方案,在距离维脉冲压缩的同时,利用时延和相位的耦合关系,提取每个发射通道相应的目标回波分量,实现信号在发射通道维的相干积累,达到抑制距离旁瓣的效果,以Gold二相编码和16阵元均匀线阵为例,主旁瓣比优化10 dB,验证该方法有效性,有利于提升雷达探测无人机群目标的准确性.     

基于Frank补码的MIMO雷达

多输入多输出雷达采用多个发射天线发射独立信号,多个天线接收回波信号,对回波信号进行分离,相当于形成一个大的虚拟阵列.通过发射波形的设计可以提高MIMO雷达性能.伪随机编码容易构造,但具有较高的互相关和自相关旁瓣的缺点.Frank补码序列具有良好的相关特性,其距离旁瓣较低,可用于目标成像.     

超高速隐身目标回波精确匹配检测方法研究

随着目标运动速度的日益提高、目标散射截面积越来越小,雷达探测超高速隐身目标越来越困难,超高速目标使得目标回波与发射信号不再匹配,造成匹配增益的降低,且该类目标一般高机动飞行,也会对目标造成积累损失。文中提出了一种针对目标运动特性的精确匹配检测方法,可以在回波失配和目标机动下很好地工作,提高了对超高速隐身目标的检测概率。     

基于随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换的相参积累

针对远程隐身目标微弱回波的低信噪比检测和多普勒模糊下的参数测量问题,该文采用随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换(RPRI-RFT)实现回波脉冲的长时间相参积累和盲速旁瓣(BSSL)抑制。通过分析PRI随机抖动量与多普勒模糊旁瓣均值、随机调制噪声谱方差的定量关系,表明增加积累脉冲数量可以降低调制噪声的影响,并针对脉冲数增加导致的回波跨距离单元的问题,提出RPRI-RFT实现回波脉冲的有效相参积累。理论分析和仿真结果表明,RPRI-RFT能够降低随机调制噪声,同时可以抑制盲速旁瓣,从而有效提高低重复频率雷达对远程、微弱高速多目标的检测和测量能力。     

一种正交随机相位编码的新型汽车脉冲雷达

相比遥感雷达,汽车雷达探测距离为0–1000 m近距离的车辆及行人等目标。常规的单天线汽车脉冲雷达通常发射纳秒级的短脉冲以实现近距目标的高分辨率探测。但在工程上实现纳秒级的高功率发射信号是非常困难的并需要很高的成本。另外,现有的汽车雷达存在空间角度分辨率低、点目标脉冲响应函数旁瓣高及汽车雷达间 相互强干扰的瓶颈问题。为克服这些难题,论文首先提出双天线脉冲雷达技术,使得雷达在测量发射大时宽脉冲信号成为可能。其次,通过数字波束形成技术实现高的空间分辨率,运用脉冲压缩技术实现距离向高分辨率,采用脉冲多普勒技术计算得到高分辨率的径向速度场。最后,为克服点目标脉冲响应函数旁瓣效应及汽车雷达间相互干扰的问题,提出了一种新的随机相位编码雷达信号。采用提出的雷达信号,汽车雷达间的强干扰可被有效抑制,并且在不损失信噪比的情况下,雷达的点目标脉冲响应函数的峰值旁瓣比可达–45 dB。大量的数值仿真实验验证了提出方法的有效性及先进性。      

On Probing Signal Design For MIMO Radar

A multiple-input multiple-output (MIMO) radar system, unlike a standard phased-array radar, can choose freely the probing signals transmitted via its antennas to maximize the power around the locations of the targets of interest, or more generally to approximate a given transmit beampattern, and also to minimize the cross-correlation of the signals reflected back to the radar by the targets of interest. In this paper, we show how the above desirable features can be achieved by designing the covariance matrix of the probing signal vector transmitted by the radar. Moreover, in a numerical study, we show that the proper choice of the probing signals can significantly improve the performance of adaptive MIMO radar techniques. Additionally, we demonstrate the advantages of several MIMO transmit beampattern designs, including a beampattern matching design and a minimum sidelobe beampattern design, over their phased-array counterparts.     

Effective CLEAN algorithms for performance-enhanced detection of binary coding radar signals

With binary coding waveform as radar pulse compression signal, the sidelobe of the matched processing result of the received signals is a serious interference to the effective detection of multiple targets. In this paper, the CLEAN algorithms are introduced to eliminate such sidelobes and significantly improve the target detection performance of binary coding radar signals. A novel modified CLEAN algorithm is proposed to remove the sidelobe interferences in formulating target range profile when wideband binary coding signals are used. The effectiveness of the CLEAN algorithms is demonstrated through the processing results.     

Reduction of sidelobe and speckle artifacts in microwave imaging:the CLEAN technique

Large random thin arrays provide a high angular resolution microwave images but are plagued with artifacts (false targets and target breakup or speckle) caused by high sidelobe levels. The CLEAN algorithm for reducing the sidelobe-induced artifacts is extended to the coherent radiation field and the theory placed on a quantitative basis. The CLEAN technique decomposes the received echoes of a coherent multiple-target scene by iterative cancellation of the largest target found. At each step, cancellation information is used to create a target image. The image includes target intensities, phases, and directions. The process is designed for an imaging instrument consisting of a random thinned array. A condition is derived which, when satisfied, guarantees that all proper targets will be preserved in the cleaned image and all false targets discarded. An algorithm involving moving thresholds is derived to extract the target coordinates. It is shown that targets much weaker than the sidelobe level can be detected and displayed without the hazard of artifacts. The target dynamic range and the image contrast can be increased by up to twice the signal-to-noise ratio per element     

一种新的低旁瓣LFM噪声雷达波形设计方法

针对LFM噪声雷达波形旁瓣功率水平高的问题,该文将低旁瓣波形设计方法和LFM噪声雷达波形设计方法相结合,提出一种新的低旁瓣LFM噪声雷达波形设计方法。该方法首先建立低旁瓣LFM噪声雷达波形设计目标函数,将确定性二次相位和随机相位的组合关系转化为优化问题的约束条件,然后通过该文提出的修正循环算法(MCAN)迭代求解,使得设计的恒模LFM噪声波形同时具有低旁瓣和高多普勒容忍性。最后,仿真结果表明该算法能够降低波形模糊函数的距离-多普勒2维旁瓣,对静止目标和运动目标均能够起到较好的效果,且保证了波形的低截获概率性能。     

一种基于遗传算法的正交波形设计方法

数字阵列雷达可通过子阵组合,发射多波束等方式实现同时搜索和跟踪不同空域目标,其中发射正交波形设计是数字阵列雷达的关键技术之一。本文以降低波形信号的自相关旁瓣峰值及互相关峰值为目标,采用改进的遗传算法对随机生成的四相码波形信号进行正交优化。仿真表明,优化设计的正交四相码波形相比于其他文献在自相关旁瓣峰值及互相关峰值性能上有较大改善。     

雷达编码信号相位抖动抗主动欺骗干扰

抗干扰雷达长期以来是雷达领域的研究热点,数字射频存储器（Digital Radio Frequency Memory, DRFM）技术通过转发最大程度模拟真实目标信号的欺骗干扰信号,对传统抗干扰雷达带来挑战。本文针对脉冲多普勒（Pulse Doppler, PD）雷达提出一种抗DRFM转发式干扰方法,该方法通过对发射波形相位抖动调制,在保留雷达发射的脉冲相干性的同时,使雷达接收机在DRFM干扰设备没有对雷达发射信号完全接收转发的情况下,具有一定的抗欺骗干扰能力。仿真结果表明,通过提高相位调制幅度与调制单元数,可以有效提高真假目标辨别概率,同时,相位抖动使信号的峰值旁瓣电平（peak sidelobe level,PSL）提升和雷达的杂波抑制能力降低可控。     

Reduction of sidelobe levels in multicarrier radar signals via the fusion of hill patterns and geometric progression

Multi-carrier waveforms have several advantages over single-carrier waveforms for radar communication. Employing multi-carrier complementary phase-coded (MCPC) waveforms in radar applications has recently attracted significant attention. MCPC radar signals take advantage of orthogonal frequency division multiplexing properties, and several authors have explored the use of MCPC signals and the difficulties associated with their implementation. The sidelobe level and peak-to-mean-envelope-power ratio (PMEPR) are the key issues that must be addressed to improve the performance of radar signals. We propose a scheme that applies pattern-based scaling and geometric progression methods to enhance sidelobe and PMEPR levels in MCPC radar signals. Numerical results demonstrate the improvement of sidelobe and PMEPR levels in the proposed scheme. Additionally, autocorrelations are obtained and analyzed by applying the proposed scheme in extensive simulation experiments.     

MIMO雷达中的谱修正旁瓣抑制技术研究

谱修正是一种简单有效的抑制脉压旁瓣的方法,通过对信号的频谱整形,抑制信号带内起伏,并采用频域加窗达到控制脉压信号距离旁瓣的目的。MIMO雷达常用的正交信号经脉冲压缩后存在不希望的距离旁瓣,若直接将谱修正技术用于MIMO雷达各个子带信号脉压处理,由于子带间信号互相关的影响,将不能获得较好的距离旁瓣抑制效果。本文针对该问题,提出了一种对MIMO雷达综合信号进行谱修正和频域加窗的方法,可以更有效地抑制脉压距离旁瓣。仿真结果显示,该方法能取得40dB以上的主副比,且能有效降低系统的复杂度和运算量,在多普勒和角度偏差不大的情况下,其峰值旁瓣电平明显低于传统的匹配滤波。      

单脉冲脉内互补低距离旁瓣雷达波形设计

雷达脉冲压缩的距离旁瓣较高将会导致遮蔽效应的产生,已有的低旁瓣波形设计都是基于全脉冲相关进行处理。本文利用波形组合的方法进行波形设计,基于单脉冲脉内分段脉压信号处理方式和互补码自相关求和零旁瓣特征相结合,利用频域正交设计,将两个或多个互补序列调制至不同频点以子脉冲的形式分段合并为恒模单脉冲雷达波形。仿真试验表明,本文设计的单脉冲脉内互补低旁瓣波形脉压后的峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平较低,分段脉压结合互补码零旁瓣特征的信号处理方式虽然会导致0.89 dB左右的信号处理增益损失和主瓣展宽,但却能够突破部分相位编码信号的峰值旁瓣电平下限。强弱目标场景仿真表明,与线性调频信号相比,本文提出的雷达波形不会导致强目标的副瓣对弱目标的遮掩。恒虚警检测仿真表明,在剔除强目标峰值后,本文所提波形对弱目标的检测概率要优于传统的线性调频信号。