运动目标PSM的时分极化测量方法研究

针对现有的时分极化测量体制雷达,通过对波形产生器进行微小的改造,在相邻脉冲内生成正负斜率线性调频信号,提出一种可以在相邻的两个脉冲周期内获得高速运动目标的极化散射矩阵(PSM)的方法.利用正负斜率线性调频脉冲对斜率相反的性质,在一个极化切换周期内估计目标多普勒频移和时延,定义极化校准矩阵,同时利用相邻两个脉冲回波的信息,通过对极化校准矩阵求逆,精确获得极化散射矩阵四个元素的值.仿真结果中与传统方法进行了对比,证明了该方法的可行性和优越性.     

雷达动目标极化散射矩阵瞬时测量技术

研究了雷达运动目标的信息获取问题,提出了运动目标极化散射矩阵瞬时测量方法。雷达正交双极化天线同时发射正、负调频斜率线性调频信号,目标的正交双极化回波分别与2个线性调频信号进行匹配滤波,利用正、负斜率线性调频信号的模糊函数特性测量目标时延和多普勒频移,通过求解线性方程组消除极化-多普勒耦合,精确得到目标极化散射矩阵的4个元素。该方法可以在单个脉冲周期内同时获取目标的距离信息、速度信息和极化信息。仿真实验验证了该方法的有效性。     

新体制极化测量雷达的瞬态极化测量性能分析

瞬态极化雷达采用同时发射、同时接收的测量体制,可以利用正交极化通道的单次回波信号测量目标极化散射矩阵。首先给出了窄带瞬态极化雷达信号模型和信号处理方法;然后详细分析了两类瞬态极化雷达信号波形(频移脉冲矢量波形和正负调频斜率LFM矢量波形)的测量性能;最后用国防科技大学研制的X波段瞬态极化雷达系统开展外场实验,实验结果表明:与分时极化测量结果相比,两者的相对幅度测量结果差异小于2 dB,相对相位测量结果差异小于10,°从而验证了瞬时极化测量的有效性。     

同时极化雷达波形隔离度分析与选择

针对目标极化特性测量,尤其是大动态单目标极化特性的测量问题,同时极化测量波形的设计需着重考虑其波形隔离度。首先,从模糊函数的角度出发定义波形隔离度。然后,针对波形隔离度这个指标,讨论双频矢量脉冲信号、正负斜率线性调频信号和全极化OFDM信号等典型极化测量波形的隔离度性能,重点分析了多普勒频移对波形隔离度的影响。最后对不同波形下波形隔离度的影响因素及性能指标进行比较,给出了这几种极化测量波形的适用场景,对同时极化测量波形的设计与选择具有一定指导意义。     

雷达目标极化散射矩阵的瞬时测量方法

目标极化特性的瞬时测量是极化雷达探测与目标识别等领域非常关心的基础性问题.本文针对频移脉冲波形,研究了互易条件下目标极化特性瞬时测量问题.建立了瞬时极化测量雷达的目标回波模型,在深入分析了目标回波极化特性的基础上,提出了一种基于离散时间傅立叶变换的完整极化散射矩阵频域估计算法,证明其为无偏估计,给出了估计精度的理论公式和实验结果.     

基于正交互补序列的瞬时极化测量编码波形设计

以二相编码波形为例,建立了瞬时极化雷达的极化测量信号模型;为提高波形的峰值旁瓣电平(PSL)和隔离度(Ⅰ),设计出用于瞬时极化测量的正交互补二相编码波形,分析了其匹配接收方案;以26位正交互补序列为例,讨论了该编码波形的自模糊函数、互模糊函数特性;最后,结合具体雷达参数,分析了其极化测量性能:对于静止目标或多普勒频移精确补偿后,该编码波形具有特有优势,既能消除多目标间的相互干扰,又能消除散射矩阵元素之间的串扰影响,准确进行散射矩阵测量,当多普勒频移不能精确补偿时,该编码波形极化测最性能将变差,例如,在本文测量参数下,当多普勒频移为6KHz时,PSL、Ⅰ分别下降至28.5dB、22.5dB.本文结果对研究相位编码波形在瞬时极化测量中的应用前景及工程实现等问题具有参考价值.     

LFMCW激光雷达二次混频变周期调频解耦算法

线性调频连续波(LFMCW)激光雷达探测多个运动目标时,不同目标的中频信号频谱会相互叠加,此时无法直接从中频信号的频谱获取每个目标的距离和速度信息.为此提出一种基于二次混频和变周期调频解耦的多目标检测算法,用于LFMCW激光雷达多目标探测情况下目标检测与信息获取.该方法利用中频信号二次混频获得目标的多普勒频移,然后通过变周期调频对不同调频斜率下目标多普勒频移进行配对,获得真实目标的多普勒频移.利用所获得目标速度信息构建补偿信号对原中频信号进行补偿,并最终获得目标的距离信息.利用该方法对包含3个不同目标的中频信号进行检测仿真,获得3个目标的速度误差分别为:2.67％,1.01％以及0.01％,测距误差分别为0.10％,0.19％和0.28％.仿真结果说明该方法可以有效检测多个运动目标,并具有较高的检测精确度.     

散射矩阵同时测量的一种新方法

该文提出了散射矩阵同时测量的一种新方法频域分割法。这种方法的基本原理是:发射时水平极化天线和垂直极化天线同时发射两个中心频率不同、调频斜率相同的线性调频信号,中心频率的差值等于或略大于信号带宽,接收时上述的两个天线同时接收,那么每个天线接收的回波是两个不同极化组合回波的叠加,我们利用两个回波信号频谱的差异,将之分离,从而实现散射矩阵的同时测量。这种方法避免了测量不同时以及极化开关造成的极化耦合而引起的测量误差,与散射矩阵同时测量的信号编码法相比,更容易实现高极化隔离度。     

基于多调频斜率单脉冲信号的多目标参数测量

对多目标的高精度参数测量是雷达面临的重要挑战。文中在分析线性调频信号距离-多普勒耦合效应的基础上,对传统的正负调频斜率脉冲信号实现单目标参数测量算法进行改进,提出一种利用多调频斜率合成脉冲信号实现多目标参数测量方法,解决了传统方法只能适用于单目标环境下的局限性,实现高精度多目标距离、速度测量,更好地抑制了虚假 目标的出现,有效解决了线性调频信号脉冲压缩带来的距离走动误差。仿真验证了该方法的有效性,且具有良好的测量精度和稳定的抗干扰性能。     

线性调频信号的多普勒频移范围研究

汉明函数加权的线性调频信号,用正斜率做发射信号和用负斜率做接收信号,其多普勒频移范围为频宽乘以±7.4%,比负发正收的脉冲压缩系统的频移范围大了许多.文中还给出了泰勒函数加权时的频移范围,数据表明,泰勒函数是一种很好的调频信号加权函数.