最大熵原理在雷达杂波仿真中的应用

在雷达目标识别性能优化的研究中,杂波是雷达信号检测与处理的固有环境,雷达杂波的建模与仿真对于研究最佳检测理论、设计杂波抑制处理器、雷达信号模拟器的研制等都有重要意义.针对当前杂波仿真方法计算较为复杂的问题,提出了将最大熵原理引入到雷达杂波仿真中,讨论了最大熵原理在求取杂波的幅度概率密度函数中的应用,介绍了舍选法生成给定概率密度函数的伪随机数的 Monte Carlo 仿真方法.文章通过 McMaster 大学 IPIX 雷达的一组实测杂波数据对算法进行了验证,结果表明,仿真数据与实测数据具有很高的吻合度.     

宽带雷达动态目标建模及仿真研究

对复杂动态目标进行回波建模是研究目标散射特性，实现雷达跟踪识别动态目标的重要基础。该文利用宽带雷达的高分辨特性，分析了宽带信号照射到运动点目标上的回波信号形式，根据高频区目标总的电磁散射是多散射中心的合成的原理，得出了宽带雷达动态复杂目标的回波模型，并针对冲击雷达信号运用该模型进行回波仿真，获得给定目标在平动及转动情况下的回波仿真信号。仿真结果较好地反映出目标特征，为进一步进行雷达目标的识别提供了理论分析依据。     

近地轨道多目标ISAR成像方法研究

空间目标的逆合成孔径雷达(ISAR)图像包含丰富的信息.但足当雷达波束中包含多个运动目标且目标在距离维无法分辨时,很难得到多目标ISAR图像.通过对回波信号的分析,建立了宽带线性调频雷达信号的近地轨道多目标ISAR成像模型.在分析了空间目标的高速运动对多目标成像的影响后,提出了用商阶模糊度函数积进行多分量多项式相位信号参数估计的方法.利用估计的参数进行同波分离、速度补偿,消除目标高速运动对多目标成像的影响.最后通过仿真验证了分析结果的正确和算法的有效.并提出了近地轨道多目标成像的一般方法.     

雷达视频信号仿真的软件实现

本文采用软件方法对雷达视频信号进行仿真，建立多个海上目标运动的数学模型，模拟雷达对视频回波信号的检测和录取，以及对雷达探测信息作平滑处理，并最终获取目标的轨迹。     

基于子空间投影的相位编码雷达旁瓣抑制方法

相位编码雷达具有优良的抗干扰和低截获概率特性，因此它已得到广泛的研究和应用，但该雷达菌有的距离旁瓣又会影响多目标情况下的目标检测。本文首先指出了相位编码雷达中大功率信号的距离旁瓣是影响弱小目标检测的根本原因；接着给出了一种基于子空间投影在回波视频信号中逐一消除大功率回波信号来改善雷达对弱小目标检测能力的方法；然后分析了该方法的基本原理和实现步骤，仿真结果证明该方法是有效的。     

Wigner-Ville变换在抗箔条干扰方法中的研究

在雷达跟踪空中目标时,受箔条干扰信号的影响,会造成雷达探测的数据不完整、不精确、不可靠.针对这一情况,本文应用Wigner-Ville变换理论,给出了一种对雷达回波信号进行滤波的算法.通过仿真实验证明,应用Wigner-Ville变换能较好地抑制箔条干扰信号,可进一步提高雷达系统的跟踪精度和可靠性.     

非高斯背景下的频域广义匹配检测

采用广义匹配滤波器在功率谱未知的非高斯噪声中检测宽带信号。在估计功率谱时,为减小周期图法谱估计产生的误差,采用了平滑周期图法来估计非高斯噪声的功率谱,并在此基础上对信号进行恒虚警概率损失下的广义匹配滤波检测。实验证明,用平滑周期图法估计功率谱并进行的广义匹配检测,可以得到较好的检测效果。其检测性能稍弱于功率谱取真值时的检测,但远远优于传统的匹配滤波器。这一结论用到处理复杂的声纳和雷达信号,在实际应用中有一定的指导意义。     

相关噪声干扰环境中认知MIMO雷达波形优化设计

针对相关噪声干扰环境中认知MIMO雷达扩展目标检测的问题,提出基于最大化目标脉冲响应与目标回波之间的条件互信息量的准则,应用通用注水法优化设计波形.给出了最大条件互信息量表达式及噪声干扰协方差矩阵特征值与信号权值对应关系.仿真结果证明,优化信号可合理分配功率,使系统具有更强噪声干扰抑制能力,改善目标检测性能;空间自由度及信号长度对优化信号的影响,对于MIMO雷达实际应用有一定借鉴意义.     

含精确“时戳”雷达多目标数据生成方法及应用

针对以固定采样周期、时间离散生成的雷达目标数据不能提供准确目标"时戳"的缺陷,提出以连续时间方式生成含精确"时戳"的雷达多目标数据方法。该方法考虑了目标与雷达扫描波束相对切向速度的影响,建立雷达扫描波束与目标运动方程组,用牛顿迭代法求解,并在正切函数奇异区间作近似处理,获取整个平面的精确"时戳"目标点迹数据,可用于多输入多输出(MIMO)雷达、相控阵雷达以及雷达网中涉及到变数据率的数据处理仿真研究。     

雷达目标特征信号与运动模式的相关性研究

空中目标的运动模式与自身姿态紧密相关,进而与目标特征信号也存在相关性.首先分析不同运动模式下目标姿态角变化率,然后推导姿态敏感雷达特征信号表示,包括雷达散射截面(RCS)、角闪烁线偏差与横向分辨多普勒像,接着以两散射点组成的简单目标为例,推导得到了上述特征信号与目标姿态角变化率之间的关系式,从而建立了目标特征信号与运动模式之间的联系,最后通过对多散射点复杂目标特征信号的仿真验证了理论分析的正确性,结果表明利用雷达特征信号区分目标不同运动模式是可行的,所得结论对基于特征信号的运动模式辨识、机动检测以及机动目标跟踪和拦截等研究具有重要意义.     

数字式雷达液位测量系统

针对传统液位测量系统精度低、抗干扰能力差、接触式的特点,介绍一种利用雷达原理研制的数字式液位测量系统.本系统采用调频测量法,用C8051F020单片机作为频率测量模块的核心.运用自相关函数对信号进行滤波;快速傅里叶变换(FFT)算法进行频域分析;移频法对频率进行细化,最后得到液位的高度.该系统具有很强的适应能力和完善的接口,在实测中取得了满意的精度.     

一种目标速度精确测量的新方法

提出了一种CW雷达目标速度测量的新方法,该方法运用离散多项相位变换法先获得目标加速度,然后利用该值对雷达回波进行加速度补偿并基于FFT和插值FFT获得速度值。又考虑到经过雷达信号处理机后得到的速度值存在波动和野值,运用自适应卡尔曼滤波进行处理,剔除野值。相比于传统的测速方法,该方法提高了测量精度,同时也较好地消除了雷达系统噪声,提高了测速系统的稳定性。计算机仿真和外场实测数据处理结果表明了该方法的有效性。     

HPRF pulse Doppler stepped frequency radar

Stepped frequency radar is a well known scheme to generate high range resolution profile (HRRP) of targets. Through appropriate radar parameter design, the radar enables both unambiguous velocity measurement and high resolution ranging within a single dwell in a high pulse repetition frequency (HPRF) mode. This paper analyzes in detail the design principle of the HPRF stepped frequency radar system, the solution to its ambiguity issue, as well as its signal processing method. Both theoretical analysis and simulation results demonstrate that the proposed radar scheme can work independently to solve the problem of motion compensation, and is therefore highly applicable to many new types of radar. Supported by the fund of National Defense Industry Innovative Team     

杂波环境下雷达信号处理的SystemVue建模与仿真方法研究

对雷达信号处理的仿真建模方法进行研究,利用SystemVue仿真平台中专用的雷达模型库构建雷达系统仿真模型,并对杂波环境下的雷达信号处理过程进行雷达系统的建模与仿真实现。首先,分析雷达回波生成过程及雷达信号处理的基本原理;其次,研究雷达仿真模型库中目标模型、杂波/噪声模型、脉冲压缩模型、MTD模型、CFAR模型的功能作用及参数设置;最后,利用SystemVue仿真平台搭建杂波环境下雷达系统仿真模型,并基于矩阵类型的数据对雷达信号处理过程进行仿真。经过仿真,雷达系统模型的信号处理结果与理论相符,验证了该仿真模型的正确性。     

基于ARM920T内核的雷达测速仪设计与算法研究

为了提高目前公路交通中对车辆速度的监测手段,提出一种基于ARM(advanced RISC machines)的新型雷达测速仪,结合多普勒测速原理和信号处理的谱估计法,介绍了由毫米波多普勒收发前端和SamsungS3C2410A处理器构成的雷达测速仪的整体设计,包括其硬件结构的设计和在ARM920T内核中实现基4时间抽取的快速傅里叶变换算法(fastFouriertransform,FFT)。实验结果表明,该雷达测速仪的测速精度可达±1km/h,其优化后的FFT算法具有很高的精度和运行效率。     

汽车防撞毫米波雷达信号处理

线性调频连续波(LFMCW)雷达应用于汽车防撞的首要任务是距离和速度的测量;根据测距测速原理,制定了信号处理流程;构建了基于32位DSP的双FIFO数据采集和数字信号处理硬件平台;通过分析高速公路汽车间安全距离和速度关系,提出测量指标;根据测量指标要求,制定了信号处理技术指标;针对防撞雷达系统多个参数相互制约的问题,以10GHz的工作频率为基础,给出系统工作参数制定的方法和步骤;根据测量指标与频域分辨力关系,分析了1024点FFT时频性能,完成信号处理主要算法。     

基于谱估计的雷达信号模型验证方法

雷达信号模型是雷达系统仿真的重要组成部分,因此雷达信号模型验证在系统可信性分析中具有重要意义。采用经典谱估计和最大熵谱估计两种方法对仿真产生的两组雷达信号进行谱估计,提出了利用相关系数方法在频域对模型进行验证,对比分析了两种方法的优缺点,并对某雷达仿真系统与某次试验采集得到的数据进行了验证,表明此雷达仿真系统具有较高的可信度。     

全相位FFT在导弹自动驾驶仪测试中的应用

自动驾驶仪是导弹的姿态控制系统,其性能好坏决定了导弹飞行的稳定性。为了精确测量其性能,对导弹自动驾驶仪测试原理和方法进行了研究,进行了正弦信号测量方法的分析,提出了基于全相位FFT数据处理方法,并结合时移相位差校正方法实现正弦形式信号的频率、幅度和相位等参数的精确测量。利用LabVIEW图形化编程软件设计了算法软件,通过仿真试验考察了该算法在无噪、低噪和大噪环境下信号测量精度,结果表明全相位FFT方法在信号频谱测量方面具有精度高、抗噪能力强等优点,满足自动驾驶仪的测试需求。     

基于混合卷积窗和双窗法的FFT算法研究

FFT算法是信号处理中一个不可或缺的部分,也是其中需要改进的部分。设计一个精度优良的FFT算法有助于推进频谱分析的实用化进程。针对FFT改进算法的实现需求,文章采用了C语言结构设计了一个任意点数的FFT算法,分析了混合卷积窗的频谱特性,并总结了任意窗函数的幅值恢复方法。最终通过构建混合卷积窗和双窗法结合的处理方法有效提高了FFT算法的精度,仿真结果表明,与普通FFT、混合卷积窗、双窗法方法相比,基于混合卷积窗和双窗法结合的FFT算法具有更高的精度。     

机载前视风切变雷达信号处理方法分析

遭遇低空风切变是飞机失事的主要原因之一,利用机载气象雷达探测危险低空风切变的最大难题在于寻求一种好的信号处理算法,在气象信号回波功率远低于地杂波回波功率时仍有好的性能表现.介绍了机载前视风切变雷达的几种数字信号处理算法,重点讨论了脉冲对处理(PPP)法和傅立叶变换(FFT)法,分析了两种算法的原理特点,采用风切变回波模拟数据对两种算法进行了计算机仿真和性能对比分析,仿真结果表明,在一般情况下采用FFT和PPP方法估计风速的性能差异不大,在微下击暴流核心区域,都能获得对风速的良好估计.