中段目标宽带雷达回波仿真及分析

优化雷达自动识别中段目标,对中段目标宽带雷达回波信号进行建模,为研究中段目标散射特性,实现雷达自动识别中段目标的重要基础,提出建立了微进动目标数学描述方程,采用一种移动散射点模型的散射中心位置计算方法,根据几何绕射理论计算了各散射中心的散射强度,得到了宽带雷达中段目标的回波模型,并针对两种典型目标运用该模型进行回波仿真,获得给定目标在特定战情下的回波仿真信号.仿真结果较好地反映出目标特征,为进一步进行中段目标的识别提供了理论分析依据.     

轨道目标ISAR中频回波模拟技术研究

该文目的是研究一种空间目标宽带ISAR雷达回波的模拟实现方法，为空间目标探测雷达的研制及空间目标特性的研究提供信号来源。该文首先深入研究了空间目标的运动特性，给出了弹道目标轨道方程的计算方法，由目标的轨迹可以确定任意时刻目标的姿态，从而得到目标的散射中心分布。然后分析了目标在大时宽带宽雷达照射下的回波信号特性，结合目标轨道计算提供的散射中心分布信息，模拟出目标的中频回波信号。最后，提出了一种轨道目标ISAR雷达回波模拟器的实现方案，给出了实验结果。在实际应用中证明，用该方法模拟空间目标宽带雷达回波完全可行。     

弹道中段动态目标回波仿真研究

弹道中段目标识别是当前国防安全研究的热点,尤其是如何获取能够反映目标特性的回波数据的问题.现有的目标回波数据获取方法成本高,计算量大且不能反映复杂目标回波特性.针对此问题,提出了一种新的中段动态目标回波仿真方法.方法首先研究了弹道中段目标运动模型,在分析不同目标中段运动特性的基础上,推导出了进动目标和翻滚目标相对雷达的姿态角的变化规律.然后利用电磁计算软件计算目标全姿态角回波数据,结合动态目标的雷达-目标姿态角从全姿态角数据中提取动态回波数据.为了获取宽带回波,结合步进调频理论,对动态数据进行逆傅里叶变换.实验表明,新法能够获得反映目标运动特性的回波数据,为目标识别提供有力支撑.     

反舰导弹雷达导引头舰船目标回波仿真技术

自动目标识别已成为反舰导弹雷达导引头探测领域的研究热点,为提高目标识别效率,迫切需要逼真的仿真回波作为现场实测回波的补充,为深入研究目标识别技术提供丰富的回波样本.针对识别应用背景,研究了反舰导弹雷达导引头复杂舰船目标的回波仿真技术.根据舰船目标的三维CAD模型,利用电磁计算方法得到全姿态的一维距离像模板,重构目标的二维散射中心模型,然后结合雷达发射信号、相对运动模型以及波束的扫描方式获得目标的仿真回波.实验结果证明,上述仿真技术可以为目标识别提供有效的数据支撑.     

直升机的雷达回波仿真研究

针对雷达在悬停直升机检测和直升机识别研究等的需要,研究了宽带调频雷达的直升机回波仿真方法.在旋翼单频回波模型基础上提出了旋翼宽带调频回波模型.根据现有雷达的实际情况,将机身回波等效为机身上若干散射中心散射回波的相干迭加.采用加性高斯白噪声模拟雷达环境噪声及接收机热噪声.直升机的雷达仿真回波可由旋翼回波、机身回波和高斯白噪声几部分相干合成得到.仿真的直升机雷达回波与理论分析较为相符.在外场数据较为缺乏的情况下,仿真结果可用于直升机雷达回波特性研究,进而在悬停直升机检测和直升机识别工程应用中发挥重要的作用.     

基于冲激雷达的运动体目标检测算法

针对冲激雷达脱靶量测量中的检测问题，提出了一种新的时域多门限信号检测算法。根据冲激雷达的特点，首先采用距离门等效采样方法对运动体目标回波采样，并在此基础上，利用多门限对各距离门采样信号进行散射点回波的检测，进而通过各散射点回波平均功率的求取实现对各散射点回波的识别，从而解决了后续数据处理中信号检测精度过低和散射点无法识别的问题。仿真结果表明该算法可得到满意的检测结果。     

超宽带探地雷达目标回波信号特征提取与材质识别

基于探地雷达信号传输机理,建立了超宽带探地雷达宽带回波模型,揭示了多谱分量对目标回波信号特征提取与材质识别的影响。超宽带探地雷达由于回波信号信息丰富的特点,特征向量的选取成为目标识别的关键。利用子波变换在宽相关处理中的应用,对回波信号进行滤波和典型数据提取。提取纵向和横向典型数据用于目标形状识别;提取回波道数据进行Welch功率谱分析,用于目标材质识别。     

基于移动散射点模型的雷达回波仿真及分析

针对中段目标宽带雷达回波信号难于获取的问题,进一步研究了目标雷达视线角和中段目标姿态的建模方法,给出了基于移动散射点模型的散射中心位置计算公式,然后基于几何绕射理论计算了各散射中心的散射强度,最后对雷达一维距离像进行归一化处理,提取了散射点的相对距离特征,得到了散射点相对距离变化的特征序列.实验结果显示,对雷达一维距离像进行特征提取,可以得到中段目标的姿态信息,为中段目标识别奠定基础.     

基于FEKO与MATLAB的扩展目标回波平台构建

为了在教学科研中形象化的展示扩展目标的回波以及一维距离像信息,构建一个基于电磁仿真软件FEKO与MATLAB图形用户界面(GUI)仿真的雷达扩展目标回波模拟平台.利用该平台可以完成不同带宽、不同入射方向以及不同极化条件下电磁散射特性数据的获取以及扩展目标回波的模拟,并通过对模拟的扩展目标回波信号进行脉冲压缩处理,得到目标的一维距离像信息,将其与实际目标模型的参数进行对比分析,吻合度较好,仿真结果验证了上述平台的实用性及有效性,不仅可以作为教学科研的工具,也可以为雷达目标识别提供数据基础.     

基于RPPT似然比的宽带雷达目标检测算法

宽带雷达目标回波表现为距离扩展目标的形式,距离扩展目标检测技术是目前雷达信号处理领域的难点问题.本文从最佳匹配检测理论和高分辨率雷达目标回波特征出发,将目标上各散射点形成的在时域上分离的回波看成是具有随机参量的脉冲串信号,提出了适用于高分辨率雷达目标单次回波检测的随机参量脉冲串检测方法.仿真结果表明,在高分辨率雷达中,这种检测方法比雷达经典检测方法检测性能改善3 dB以上.     

多径环境中宽带信号的时延-尺度性能分析

该文根据宽带目标回波模型，建立了多径宽带回波模型，分别推导出了多径环境下矩形、高斯包络线性调频信号和双曲调频信号宽带模糊度函数。分析比较了不同的发射波形在多径环境中的时间分辨率。并通过对多径矩形包络线性调频信号和高斯包络双曲调频信号回波的仿真，分别给出了两条和三条路径时，两种不同发射信号的多径回波信号的宽带模糊度函数图。仿真结果表明在多径环境中高斯包络的双曲调频信号多普勒容限优于矩形包络线性调频信号，这样我们就可以忽略尺度对模糊度函数的幅值的影响。     

ISAR imaging via sparse frequency-stepped chirp signal

Frequency-stepped chirp signal can simplify the designation of radar system.However,it has a shortcoming of Doppler ambiguity for high-speed moving targets.Therefore,it is of great significance to study how to increase its equivalent pulse repeat frequency.The back scattering field of the ISAR target has strong sparsity;that is to say,most energy is contributed merely by a few scattering centers.Hence,based on the theory of the sparse signal representation,a novel method for ISAR imaging via sparse frequency-stepped chirp signals is proposed by analyzing the signal model of the target.In the proposed method,part of sub-pulses of the frequency-stepped chirp signal is randomly selected to transmit,and then the 2D high-resolution image of the target can be constructed by sparse signal decomposition.At the cost of computational resources,the method can effectively resolve the problem of Doppler ambiguity,decrease the sidelobes and obtain a super-resolution image.Furthermore,the validity of the proposed approach is confirmed by the results of numerical simulations and real data.     

基于分数傅立叶变换的机载SAR多运动目标检测

机载合成孔径雷达（SAR）运动目标回波本质上为chirp信号,基于分数阶傅里叶变换（FRFT）的chirp基分解特性及分数阶傅立叶变换与时频分布的关系,给出了一种基于FRFT的针对强度相差较大的多运动目标检测方法。与传统的WVD方法相比,FRFT是一个线性变换,因此对于多个动目标就没有交叉项的干扰,简化了处理过程降低了处理复杂度。仿真结果验证了其有效性。     

宽频鱼雷自导目标回波模拟仿真

目标模拟器是鱼雷自导系统设计的重要仪器。该文的目的是给出宽频水下目标回波信号模拟的软件仿真流程，为实际应用中目标模拟器的硬件实现提供一个较完整的软件基础。文章以宽带信号处理的理论为基础，对自导系统中常用到的各种信号和目标回波的模拟（包括目标距离、方位和速度的模拟）方法做了细致的讨论，给出了多普勒频移、时延、环境噪声和海洋混响的模拟方法和Matlab仿真结果。其中，在模拟海洋混响时采用了性能较好的椭圆滤波器。文章最后还给出了对多目标和动目标的Matlab仿真结果。结果表明实际中用硬件来模拟宽带水下鱼雷自导目标回波信号是可行的。     

弹道目标移动散射点模型的微多普勒特征研究

对锥体的进动引入了移动散射点模型,该移动点位于雷达视线与锥体表面不连续处,且随着目标进动而移动。微多普勒频率的理论计算和回波仿真结果表明,二者较为一致,从而为弹道导弹微多普勒目标识别提供了一种新的理论依据。     

基于MIMO-OFDM的雷达通信一体化收发方法

本文提出了一种基于MIMO-OFDM的雷达通信一体化共享信号收发方法,研究分析了MIMO-OFDM系统的信号模型以及在雷达通信一体化系统中通信信息调制在OFDM雷达信号上的处理方法。利用MIMO波束形成技术来实现雷达通信一体化信号的发射和接收处理,设计满足雷达目标探测方向和通信方向要求的发射方向图以实现雷达通信一体化信号的发射,同时接收波束形成分别在雷达目标方向和通信方向零陷从而获得通信信号和雷达回波,这样可以减轻其信号间干扰。数值仿真表明,所提出的雷达通信一体化共享信号收发方法可以提高一体化系统的通信性能,同时获得更精确的雷达目标参数。     

基于超宽带技术的运动目标跟踪高精度定位系统设计

为克服运动目标不断变化导致跟踪定位精度较低的问题,设计基于超宽带技术的运动目标跟踪高精度定位系统;图像采集模块由FPGA单元、VGA显示单元、帧缓存单元以及图像采集单元构成,以此实现运动目标跟踪与定位中的图像采集,在超宽带技术模块中,设计超宽带运动目标定位所需的天线、定位基站、移动节点,完成超宽带动态组网,实现硬件系统的设计;基于硬件系统采集到的图像,实施图像灰度化处理、形态学滤波处理,以增强图像中有用的信息,设计TLD运动目标跟踪算法,随着运动目标开始运动,TLD模型会不断学习跟踪的运动目标,获取目标在距离、景深、角度等层面的改变,并不断学习、识别,达到良好的跟踪效果,基于超宽带技术设计运动目标动态定位算法,依据跟踪结果实现运动目标的高精度定位,完成软件系统的设计;实验测试结果表明,该系统在中、远距离目标跟踪与定位实验中跟踪错误率低于0.60%、2.4%,沿着S型运动时,路线弯折处的定位误差较低,与实验运动目标的飞行路线相贴合,具有良好的定位能力。     

低重频采样SAR系统中地面运动目标参数估计

低脉冲重复频率(pulse repetition frequency,PRF)采样合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统中运动目标回波信号存在Doppler谱模糊和Doppler中心频率模糊,这给运动目标参数估计带来了很大困难.由于杂波相消后的运动目标可以看作空间稀疏信号,基于压缩感知理论,本文提出一种低PRF采样SAR系统中的运动目标参数估计的新方法.首先采用基于Keystone变换的稀疏走动校正方法来实现包络走动校正和估计出引起整数倍PRF Doppler频率偏移的垂直航向速度分量,利用压缩感知(compressed sensing,CS)理论进行稀疏信号重建,将Doppler谱模糊的运动目标参数估计问题转化为求解优化方程稀疏解,最后利用优化方法获得运动目标的速度以及方位位置.仿真实验和实测数据都验证了本文方法的有效性.