一种新型的低旁瓣MIMO雷达发射波形设计方法

该文通过对经典低旁瓣MIMO雷达发射波形设计方法的改进,提出一种新型的低旁瓣MIMO雷达发射波形设计方法。该方法首先引入发射波形主瓣下界、主瓣上界两个参数,并设定主瓣下界的值;其次分别以最小化峰值旁瓣、最小化积分旁瓣为目标函数,以发射信号协方差矩阵半正定、各阵元发射信号恒功率为约束条件,在此基础上,在约束条件中加入对主瓣波动的限制,建立半正定规划优化问题,并且可通过设定不同的主瓣上界的值来控制主瓣波动、抑制旁瓣;最后利用一次凸优化算法得到全局最优解。仿真结果表明,该方法在只需求解一次凸优化问题的前提下,所设计波形旁瓣降低且可控。     

基于主优化算法的雷达波形设计

为满足雷达复杂工作场景任务需求,提出一种基于主优化(MM)算法的低相关旁瓣、稀疏频谱波形设计方法;该方法首先建立最小化积分旁瓣电平准则下的恒模发射信号模型,并考虑工作频段拥塞情况下波形稀疏频谱特性,进而建立低相关旁瓣和稀疏频谱任务需求下的主优化(MM)目标函数表达式,最后利用主优化(MM)思想构造最小化积分旁瓣电平或稀疏频谱的算法框架。仿真结果表明,该算法能够有效降低积分旁瓣电平,并能够在干扰频段形成频带陷波,且在码长较长时仍具有较佳效果。     

组网雷达低自相关旁瓣和互相关干扰的稀疏频谱波形设计方法

组网雷达在提高目标检测、跟踪和抗干扰性能方面表现出巨大潜力,但也存在高自相关距离旁瓣和各节点雷达间波形的互相关干扰问题,同时还面临工作频段拥塞问题,尤其是工作在高频(HF)至超高频(UHF)的宽带组网雷达。针对上述问题,该文在信号恒模约束下,建立联合优化功率谱密度(Power Spectrum Density, PSD),以及自相关和互相关函数积分旁瓣电平(Integrated Sidelobe Level, ISL)的波形设计目标函数。利用离散傅里叶变换性质和特征子空间分解,提出一种低运算复杂度的循环迭代算法求解该目标函数。仿真结果表明,优化后各节点雷达发射波形具有稀疏频谱特性,同时还具有低自相关和互相关干扰旁瓣,所提算法具有较高的运算效率。     

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。     

雷达脉冲压缩低旁瓣发射波形和非匹配滤波联合设计方法

为有效抑制雷达波形的脉冲压缩旁瓣水平,提高雷达弱目标检测和成像性能,本文提出了雷达波形和滤波器联合设计抑制脉冲压缩旁瓣水平的方法,建立了雷达波形和滤波器联合设计数学模型,基于分块坐标下降方法分解了联合设计问题,提出了一种联合优化算法,将该方法扩展到了正交波形和滤波器组设计,并提出一种并行优化的联合设计方法.仿真结果表明,本文方法比传统方法具有更快的运行速度.该方法可有效扩展至正交波形和滤波器组设计问题.     

一种低旁瓣混沌雷达波形设计方法

传统的线性调频雷达波形,其自相关函数旁瓣较高,虽然可以经过切趾滤波处理降低旁瓣,但有一定程度的信噪比损失。针对这一问题,本文提出利用初始值优化过后的Lorenz系统的变量进行混沌调频,不但可以得到更好的自相关特性,而且没有信噪比损失,同时保持了混沌信号的类随机特性和较强的抗干扰性能(ECCM)。仿真结果表明,在没有加窗处理的情况下,可得到具有-39.53dB峰值旁瓣的Lorenz混沌调频雷达信号,比切趾滤波后的线性调频波旁瓣更低,是理想的雷达信号。     

一种实现低距离旁瓣的四相编码脉冲压缩波形及其处理技术

从二相互补编码信号出发，提出了一种设计四相编码脉冲压缩波形的方法。应用适当的信号处理技术，所设计的四相编码脉压波形可以在理想情况下实现零距离旁瓣压输出。计算机仿真结果证实了本方法所设计的脉压波形的实用性。     

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。     

基于主瓣保形的低旁瓣MIMO雷达发射方向图优化设计方法

当发射天线的个数和结构固定且发射方向图所需要的3 dB主瓣宽度较宽时,绝大多数的发射方向图优化设计方法综合得到的发射方向图都会产生主瓣分裂的现象.针对于此,本文提出一种基于主瓣保形的低旁瓣MIMO雷达发射方向图设计方法.该方法通过约束主波束区域内任意两点之间的线段总是在主波束区域的内部来有效地避免主瓣分裂现象,以及利用...     

一种低旁瓣数字波束形成方法

线性约束最小方差准则(LCMV)在波束形成技术中得到了广泛的应用.但是,很多情况下,它会产生偏高旁瓣.本文基于多线性约束最小方差准则,提出了一种降低旁瓣的波束形成算法.该算法通过搜索技术寻找到已形成波束图的最高旁瓣点,建立对应方向矢量上的增益方程,将其添加到原来的LCMV准则约束条件中,然后利用多线性约束最小方差准则进行权值更新,实现旁瓣的降低.该算法不仅适用于均匀阵列,还适用于非均匀阵列,仿真结果表明了该算法的正确性和有效性.     

基于波形共用机制的雷达通信一体化研究进展

随着电子信息技术的发展,未来特殊场景的电子设备应用必将演变为综合电子对抗水平的竞争,指挥平台需要配备多种电子对抗设备,但装备的体积、质量以及电磁兼容等问题往往难以满足实际场景的需求.为此,多功能的一体化系统成为一种有效的解决途径;同时,为了节约频谱资源,雷达通信一体化共用波形设计成为研究热点.重点阐述了近几年一体化共用...     

粒子群算法用于相控阵雷达唯相位加权发射低副瓣的研究

低副瓣是提高相控阵雷达"四抗"能力生存能力和的一个重要战术指标.通过唯相位加权控制发射波束副瓣,不仅方便易行,而且不会造成能量损失,具有很高的实用价值.粒子群算法具有需要调整的参数少,简单、易于实现和运行速度快等特点,在解决非线性优化问题方面具有非常明显的优势。文章从实际工程角度出发,提出了一种基于粒子群的唯相位加权方法,降低相控阵雷达的发射副瓣,并通过计算机仿真和分析说明该算法能有效降低副瓣,在实际中具有一定的应用价值。     

随机断续高频雷达波形设计和处理

本文综合分析了几种典型高频地波超视距雷达波形的特点,针对这些波形在高频段电磁干扰严重条件下可用连续频带较窄的问题,提出了一种依据外部电磁环境监测结果来截断干扰频段的波形.这种波形能够有效地利用不连续频段,从而提高雷达的有效带宽和抗干扰能力.针对波形频谱截断后引起的距离旁瓣过高问题,本文采用一种改进的自适应目标回波重建算法来处理,达到较好的结果.     

一种雷达探测波形精细化设计方法

三坐标相控阵雷达探测的空中目标为无人机、直升机等,各型目标的飞行一般都有其典型高度,不会超过某个固定高度。结合某雷达系统的总体方案设计,根据雷达在俯仰维内探测目标的空域分布典型特点,提出一种探测空域和波形精细化设计方法,在保证雷达正常搜索范围的前提下,可有效地缩短雷达的对空搜索时间,提高雷达搜索数据率。该方法同样可用于对地面目标的探测波形设计中。     

一种MIMO雷达多模式波形优化设计方法

在多目标多任务情况下,通常要求雷达具有多种工作模式,以实现搜索、跟踪等不同功能。传统雷达在某一时刻只能实现一种功能,工作模式不够灵活,很难高效利用系统资源。针对此问题,该文提出一种MIMO雷达多模式波形设计方法,该方法以方向图逼近、期望方向的信号功率谱或频谱逼近等为准则,在恒模约束下建立关于波形矩阵的多目标优化模型,并采用共轭梯度方法进行优化求解。仿真结果表明,所设计波形在空域上具有多波束方向图,波束指向上的信号具有多种工作模式的特性,可以同时实现搜索、跟踪等功能。     

杂波环境下共享频谱恒模波形设计

针对射频频谱环境愈发拥挤问题,深入研究了通过波形设计的手段实现频谱共享的问题。为紧密贴近工程实践,提出了一种新的方法设计恒定幅度信号的问题。该算法首先针对雷达发射端,提出雷达波形满足特定的时域与频谱要求,施加约束,然后考虑雷达接收滤波器接收杂波,以优化最大信干噪比建立优化问题模型,得到了一个非凸的分式规划问题模型。最后,利用分步优化方法分解为两个优化问题,并且将非凸问题松弛为可解的凸问题再利用高斯随机化方法得到优化信号,多次循环优化。仿真结果验证了该算法的有效性,该方法设计得到的探测信号能够实现频谱共存,而且信干噪比性能能够得到保证。      

基于知识辅助的MIMO雷达波形设计方法

该文针对雷达系统受到天线主瓣和副瓣杂波以及强干扰影响时性能下降问题,提出基于距离扩展目标和杂波先验信息的MIMO雷达波形设计方法。首先建立了目标函数,综合考虑了波束主瓣增益、旁瓣杂波抑制能力以及目标输出SCNR的改善性能;然后在优化问题求解中对约束条件进行松弛,使得波形矩阵空域和时域2维解耦合,从而实现空域波束形成和时域波形设计独立优化求解;其次利用L-BFGS算法设计恒模的发射波形矩阵,形成低副瓣的波束方向图和较深的强杂波抑制凹口,并基于目标输出SCNR最大化准则,利用迭代算法分步求解优化的主瓣发射波形和接收滤波器;最后通过电磁仿真的距离扩展目标数据验证所提算法的有效性。