超宽带雷达信号模型研究

本文首先讨论了宽带信号的模型及宽带信号模型简化为窄带模型的条件,在此基础上对超宽带雷达信号的距离、速度及速度距离联合分辨率特性进行了分析,证明了信号分辨率性能取决于信号频谱结构及尺度,为信号波形设计及信号处理提供了依据。     

高分辨力亚毫米波全息成像系统

主动式毫米波成像为人体安检提供了一种安全、有效的技术手段,对进一步提高成像分辨力和成像质量,发展宽带高频的毫米波成像系统具有重要意义。为此建立了一个宽带高频的主动式亚毫米波全息成像系统,其发射天线的工作频率在280 GHz~320 GHz范围,使用外差混频技术直接测量得到全息数据,对其进行重建后得到目标反射率图像。同时测试了系统的工作性能,得到了距离向和方位向分辨力以及系统的信噪比和噪声等效反射率差,距离向分辨力小于4 mm,方位向分辨力为2.5 mm×2.5 mm,均接近分辨力的理论值。此外利用该系统的宽带特性研究了带宽对毫米波全息成像的影响,宽带成像除提高距离向分辨力外还有效地抑制了散斑效应。     

宽带阵列雷达波束合成技术研究

在宽带相控阵雷达天线波束合成时,由于天线孔径渡越时间影响,会引起不同频率分量信号合成的天线波束指向相互偏离,造成信号能量损失。本文提出了一种对宽带信号不同频率分量分别进行补偿的算法,使宽带相控阵雷达在整个信号带宽内形成的天线波束最大增益指向保持不变,确保不同频率分量信号能量有效叠加,以提高宽带相控阵雷达目标探测距离和角度分辨力。     

大时宽带宽积雷达空间目标距离像估计

采用二次相位滤波的方法,估计大时宽带宽积信号下空间目标的速度及加速度,并进行相应的运动补偿后获得目标一维距离像。首先,推导出具有大时宽带宽积信号的空间目标回波模型,分析了利用传统脉压处理后的数学表达式,给出不适合传统脉压处理的条件。为此,利用该方法得出速度和加速度估计值并进行二次和三次相位项系数及距离-多普勒耦合的补偿,以获得目标距离像。仿真实验验证了该条件下提取空间目标一维距离像的可行性。     

空管一次雷达高分辨录取技术效能分析

为了有效提升空管一次雷达对重点目标的距离分辨力指标,提出采用宽带信息处理技术实现目标高分辨录取的方法,重点研究了宽带信号检测、散射中心提取、编队航迹起始以及集群目标关联等关键技术,在仿真分析的基础上对精细化信号处理和数据处理设计进行了优化改进,最后通过实际应用对空管一次雷达的距离分辨力指标进行了测试和验证。结果表明:宽带信息处理技术显著提高了空管一次雷达的距离分辨能力,雷达能够很好地自动录取编队飞行中的个体目标,性能指标明显优于同类进口装备。     

多载波雷达信号分析

基于宽带模糊函数对子载波分别为单载频、线性调频、相位调制信号的多载波雷达信号特性进行了详细分析,讨论了子载波信号类型与其距离、速度轴特性以及邻道干扰影响的关系,研究了子载波为线性调频信号采用Dechirping处理时多载波合成的特点及减小峰值平均功率比的方法。     

基于FPGA的宽带线性调频信号的产生与实现北大核心CSCD

随着激光雷达技术的迅速发展,激光雷达的作用距离、分辨力和测量精度等性能指标不断提高。为了提升测量精度和距离分辨力,要求发射信号具有大的带宽。宽带线性调频信号有助于提高激光雷达的距离分辨力。针对远程测距中激光雷达测距精度低的问题,本文首先分析和比较了几种产生宽带线性调频信号的方法,针对远程测距的应用场景,提出并设计了一种宽带线性调频信号的实现方法。通过Matlab仿真实验,证明实验实现的可行性。最后在FPGA上进行实现,产生了带宽为150 MHz,距离分辨力为1 m的宽带线性调频信号。     

基于MUSIC法的宽带分布式全相参雷达相参参数估计方法

宽带分布式全相参雷达具有高距离分辨力和高角度分辨力,可在实现对目标探测的同时获得更为精细的信息。其中,准确的相参参数是实现宽带全相参的关键。在远距离探测场景下,目标回波SNR较低,导致单部雷达无法探测到目标。如何在此情况下准确地估计相参参数,完成多部雷达相参合成,是分布式全相参雷达实现远距离探测的核心问题。本文首先建立了针对高速运动复杂目标的宽带Chirp去斜回波模型,并建立了相参参数的数学模型。然后,提出了基于MUSIC法的宽带分布式全相参雷达相参参数估计方法,通过估计观测目标的散射点个数、极点以及复幅度,重建宽带回波信号,并基于该无噪声重建信号估计相参参数。最后,利用仿真分析验证了本文提出方法在低SNR下的有效性。      

基于OMP的非合作宽带脉冲压缩雷达信号的压缩感知研究

压缩感知技术可以用来实现对非合作宽带信号的欠采样快速处理。宽带脉冲压缩雷达能够有效解决雷达探测距离和距离分辨力的矛盾,在探测领域得到了广泛应用,为实现对非合作宽带脉冲压缩雷达信号的快速欠采样接收处理,本文首先开展了信号稀疏分解与重构算法研究,通过对贪婪算法、凸松弛类算法、组合类算法三大算法进行对比分析,选用了运行速度快且重构精度高的正交匹配追踪(OMP)算法针对非合作宽带脉冲压缩雷达信号进行压缩感知仿真分析。仿真结果表明:在一定信噪比条件下,OMP算法完全能够实现对非合作宽带脉冲压缩雷达信号的欠采样和信号重构,从而实现了对非合作宽带雷达信号的欠采样处理,为处理非合作超宽带雷达信号提供了很好的理论指导。     

雷达脉冲压缩信号仿真分析

线性调频信号和相位编码信号是两种典型的脉冲压缩信号,它具有大的时宽带宽积,满足距离分辨力和速度分辨力两项指标,文章采用Matlab详细解释了两种脉冲压缩信号的产生方式,在给出仿真结果的同时,对结果进行了分析,取得了较好的效果。     

超宽带线性调频雷达目标回波模型

超宽带雷达具有高分辨能力,它探测到复杂目标时,目标总的电磁散射是多散射中心的合成,回波信号不同于普通的窄带雷达回波。文中分析了在超宽带信号照射下的目标散射特性,得到超宽带雷达的一般模型。     

调频脉冲雷达信号的伸缩处理方法与DDR技术

宽带线性调频信号，是一种高分辨雷达信号。用伸缩处理方法可以获得目标高分辨距离像，并能够对静止目标实现精确测距。本文分析了速度对这种波形的测距精度和成像质量的影响。在分析三角波调制的线性调频信号的基础上，提出了用DDR技术消除速度对测距的影响方法。同时，提出了将两步伸缩处理方法用于处理宽带线性调频脉冲雷达信号。通过理论推导和仿真，证明了这种方法的可行性。     

基于混沌调频信号的超宽带穿墙SAR成像

混沌调频信号具有良好的自相关特性,又类似随机信号,具有较强的抗干扰性能。该文将基于Bernoulli映射的混沌调频信号用于超宽带穿墙雷达成像,建立了信号模型,分析了混沌调频穿墙雷达系统的目标检测性能,分辨能力和抗墙壁多径干扰能力,并与线性调频雷达系统进行了比较。仿真结果表明,与线性调频信号相比,混沌调频信号用于穿墙雷达系统可获得较好的目标检测性能,更好的分辨能力,而且具有抗墙壁多径干扰能力。     

LFM频带扩展及搬移的设计

较详细地介绍了一种LFM信号频带扩展和搬移的设计,该系统实现了300MHz超宽带线性调频,并具有优良的线性相频特性、带内平坦度和低杂波性能。文中给出了研制结果。     

超高分辨率机载SAR 宽带激励源设计与实现

针对分辨率优于0.1 m 的机载合成孔径雷达(SAR)系统,该文设计实现了中心频率14.8 GHz,带宽3.2 GHz的宽带线性调频(LFM)激励信号源。详细介绍了技术方案的选择,关键技术的实现,并对产生的宽带调频信号进行了详细的测试与分析。该信号源作为机载SAR 系统中子系统的一部分,完成了飞行试验,并获得了分辨率优于0.1m 的雷达图像,验证了该方案设计和技术实现的有效性。      

基于特征分解功率谱估计的距离成像算法

线性调频(LFM)信号是高分辨率雷达的主要信号形式之一,通过分析LFM雷达信号实现距离高分辨率成像的原理,针对杂波和噪声对雷达回波信号的影响,提出了利用基于特征分解功率谱估计的方法进行频率估计,从而实现LFM雷达信号的距离成像的算法。仿真结果表明,该方法对低信噪比情况下的目标距离一维成像是有效的。     

一种基于失真估计的ISAR系统补偿算法

由于逆合成孔径雷达利用发射宽带信号获得高分辨率的距离向 ,信号带宽通常为几百兆赫 ,当系统采用宽带的线性调频信号和时频转换技术时 ,接收和发射系统不可避免地产生失真 ,因此必须对ISAR系统进行系统补偿。介绍了一种基于失真估计的补偿算法 ,并在X波段带宽达 1GHz的测试平台上 ,采用去斜接收和Hamming加权FFT谱分析后 ,副瓣电平可达到 -3 5dB以上     

线性调频信号脉压算法研究与仿真

由于羊载频脉冲信号的时宽带宽乘积接近于l,大的时宽和带宽不可兼得,在匹配滤波器理论下引入脉冲压缩的概念。线性调频信号和相位编码信号是2种典型的脉冲压缩信号,它具有大的时宽带宽积,满足距离分辨力和速度分辨力2项指标,在此首先介绍了LFM信号脉压分析,进而引出加权处理降低旁瓣。采用Matlab对LFM信号的加权脉压性能进行了详细分析,在给出仿真结果的同时,对结果进行了分析,可以看出进行加窗脉压可以有效地降低压缩输出中的旁瓣电平,提高主旁瓣比,取得了较好的效果。     

基于幅度加权的预失真线性调频超声编码激励

为了提高医学超声成像的轴向分辨力和确保对比度,该文提出一种基于幅度加权的预失真线性调频编码新方法.该方法将线性调频发射信号幅度加权技术和回波信号旁瓣抑制技术相结合,一方面补偿超声探头对发射信号的影响,使得回波信号的带宽不局限于探头,提高轴向分辨力;另一方面消除发射信号幅频特性的菲涅耳波纹,提高发射信号的带宽并采用失配滤波器进行脉冲压缩,实现旁瓣抑制,确保成像对比度.仿真结果表明:相对恒包络线性调频编码,预失真线性调频编码方法不仅提高了轴向分辨力,而且最大旁瓣幅度减小至-48 dB以下,满足医学成像对比度要求.FieldII仿真B超图像结果表明:恒包络线性调频和预失真线性调频编码方法的轴向分辨力分别是0.35 mm和0.25 mm.     

圆极化捷变LFM脉冲压缩信号分析

针对极化捷变雷达体制，提出一种脉内线性调频、脉间圆极化编码的新型复合体制雷达信号。其信号采用脉内线性调频信号的脉冲压缩来提高距离分辨率，采用脉间圆极化编码的相关检测来提高对电子干扰的抑制能力。建立了信号的数学模型并给出具体的信号处理方案，研究了一种基于Poincare极化球上空间距离的极化解码方法。仿真结果表明，该信号体制不但具有LFM脉冲压缩信号的特点，而且伪随机编码技术和极化调制技术的结合，使其具有低截获概率，并且抗干扰性能有所提高。