AgileDARN雷达内定标的方法与实现

AgileDARN雷达系统是一种基于全数字相控阵技术的灵敏型地基相干高频雷达系统,实现对中高纬度电离层的探测。雷达系统的幅度和相位不一致将会导致雷达发射波束和接收波束的波束指向偏移,副瓣电平抬高和天线增益下降,最终影响雷达的探测精度。针对AgileDARN雷达系统幅度和相位不一致性展开研究,提出了一种基于FPGA和C++软硬件相结合的内定标方法。在发射探测信号之前,分别发送接收定标信号和发射定标信号,通过雷达系统的各个接收和发射通道后,计算各个通道之间的幅度和相位差异,用补偿因子来实现对雷达多通道幅度和相位不一致性的校正。实测数据表明:校正后各通道间幅度误差小于0.2 dB,相位误差小于1°。在满足系统一致性要求的前提下,既保证了实时性,又节省了雷达系统成本。     

AgileDARN雷达内定标的方法与实现

AgileDARN雷达系统是一种基于全数字相控阵技术的灵敏型地基相干高频雷达系统,实现对中高纬度电离层的探测。雷达系统的幅度和相位不一致将会导致雷达发射波束和接收波束的波束指向偏移,副瓣电平抬高和天线增益下降,最终影响雷达的探测精度。针对AgileDARN雷达系统幅度和相位不一致性展开研究,提出了一种基于FPGA和C++软硬件相结合的内定标方法。在发射探测信号之前,分别发送接收定标信号和发射定标信号,通过雷达系统的各个接收和发射通道后,计算各个通道之间的幅度和相位差异,用补偿因子来实现对雷达多通道幅度和相位不一致性的校正。实测数据表明:校正后各通道间幅度误差小于0.2 dB,相位误差小于1°。在满足系统一致性要求的前提下,既保证了实时性,又节省了雷达系统成本。     

AgileDARN雷达数字信号处理的FPGA实现

AgileDARN雷达系统是一种基于全数字相控阵技术的灵敏型地基相干高频雷达系统,实现对中高纬度电离层的探测。本文对雷达系统的数字信号处理展开研究,设计分析雷达数字系统收发信号处理流程,基于FPGA芯片实现信号收发、幅相不一致性校正、数字滤波、数字波束合成处理,实现方向图的灵活扫描和回波定向精度的提升,通过仿真实验验证了FPGA设计的可行性和有效性。     

多波束天线通道幅相误差的自校正算法

多波束天线利用多信号分类(MUSIC)算法对目标参数进行精确估计时,存在多波束天线的通道幅度和相位误差的失配现象,使MUSIC算法的性能严重下降;针对基于MUSIC的数字波束通道不一致问题,给出了一种新的基于MUSIC算法的最小化代价函数的波束无源自校正算法,利用阵列结构的先验知识对接收数据进行预处理,得到校正矩阵后自校正,并根据多波束阵列天线形成网络天线实测参数,加入随机幅度和相位误差进行计算机模拟仿真,验证仿真算法的正确性。     

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。     

反无人机射频前端设计

本文针对无人机探测提出了一种低成本全电控阵列前端设计方案,为无人机探测雷达提供输入信号。该前端包括发射天线单元、接收天线阵列、北斗天线和下变频接收模块,本文对各个模块进行了分析论证,设计了发射天线、接收天线及阵列和下变频模块,对发射天线和接收天线进行了仿真,完成了下变频模块的设计和测试。发射天线增益2dB,接收天线法向增益3.58dB,阵列采用锥台结构,波束可实现较大空域的覆盖,下变频接收通道增益>40dB,工作频带内接收通道具有良好的幅相一致性。该方案具备波束扫描范围大、扫描速度快的能力,同时也面向无人机探测应用,具备低成本的特点。     

数字子阵级MIMO雷达设计方法

设计并实现了一种集中式数字子阵级MIMO雷达实验系统,该系统在子阵间实现正交二相相位编码信号发射,接收端实现了子阵级发射数字多波束合成与接收数字多波束合成,有效完成了对民航飞机的观测。子阵多波束与子阵正交波形发射成倍简化了系统设计复杂度,具有良好的工程应用价值,使得MIMO雷达功能可作为数字相控阵雷达的典型工作模式在数字阵中推广应用。     

基于一体化结构的声自导发射/接收波束形成

根据鱼雷电子系统发展的需求,提出了基于交换式以太网的鱼雷电子系统一体化结构.在一体化结构的框架下,将声自导发射波束形成和基阵接收波束形成作为功能独立的智能化执行器和传感器.在声自导发射波束形成模块,采用DDS方法生成基准信号,并通过延时滤波算法精确控制通道间的相位关系,从而控制声自导发射波束的指向.在基阵接收波束形成模块中,提出了"二次正交采样"的方法,实现高频窄带阵列信号的实时处理,并在复包络的基础上完成接收波束形成.最后,验证了发射波束形成和接收波束形成的正确性.     

一种高速多通道A/D幅相一致性修正的实现方法

相控阵雷达系统中多个A/D通道之间幅度、相位特性存在的不可避免的差异,降低了后续雷达数字信号处理使用数据源的精确度,从而影响了雷达系统的分辨率。针对这一问题,作者提出了一种自适应修正多A/D通道之间幅相不一致性的方法。实验证明该方法实现简单、修正结果较好、有较强的工程应用价值。     

一种阵列天线通道不一致性的校正算法

基于对3G通信网络中阵列天线通道不一致性校正算法的性能分析,提出了一种基于参考信号源的自适应阵列天线通道不一致性校正算法。该算法充分利用了B.Friedlander算法和注入参考信号的校正方法的优点,通过使用参考信号的到达角估计值信息,来自适应地校正阵列天线中各阵元参数的不一致性,这些参数包括增益、幅度和相位因子。计算机仿真实验表明,推荐的算法大大改善了MUSIC算法估计来波信号方向的准确性,其性能远远超过了已有的各种校正算法。     

Analysis of FPGA Implementation for AgileDARN Radar Digital System

AgileDARN radar system is a kind of sensitive ground coherent high frequency radar system based on all digital phased array technology,which can realize the detection of Middle and high latitude ionosphere.In this paper,The digital signal processing of radar system is studied detailed.The mechanism of digital signal processing of radar system have been designed and analyzed.The FPGA is used to implement the signal transceiver,Amplitude\|phase correction,Digital beam forming and digital filter for radar system,So the system can realizes flexible scanning of the direction map and improves the Echo orientation precision.The feasibility and effectiveness of the FPGA design is verified through the simulation experiments.     

单脉冲雷达合并通道定向接收机建模

对一种在单脉冲雷达中采用的以调相信号的频率压缩和合并通道中压缩信号的限幅为基础的通道合并定向接收机(角度鉴别器)进行了分析，建立了这种定向接收机在三通道幅相特性不平衡时的仿真用模型，应用这一模型可以分析接收机非线性、通道间耦合、和差通道幅相特性的不平衡等对单脉冲雷达定向特性的影响。     

双通道接收机校正系统的设计与实现

本文针对双通道接收机各通道的幅相不一致问题,提出了一种基于DSP的数字校正方案.文中讨论了双通道校正系统的硬件设计和实现,并基于硬件平台,用FIR数字滤波器来校正各通道间的幅度和相位差异,达到各通道的幅相一致.     

天气雷达远程定标控制器设计

新一代天气雷达站的建设普遍采取局站分离的方式,不利于雷达的日常维护和机外定标,在极端天气情况下,由于技术保障人员无法到达雷达站,严重影响雷达保障的时效性。天气雷达远程定标控制器能够有效解决雷达远程机外测量与定标的问题,其由硬件子系统和软件子系统两大部分组成。硬件系统单片机STM32F107为核心控制电路,软件系统采用C/S的架构。在某新一代天气雷达站经过为期一年实际应用,远程机外主要输出参数实时监测和在线检查功、实现了对雷达发射机、实现了对雷达发射机、接收机等主要系统机外和机内的远程在线定标并自动生成定标测试报表,达到了系统设计的目标。有效提高了保障人员的工作下来,提高了新一代天气雷达的业务可用性,效益良好。     

A quad polarimetric SAR calibration algorithm using rotation symmetry

Polarimetric calibration, precisely deciphering the polarimetric information hidden in the polarized characteristics of a radar scene, is the core step before applying quad polarimetric synthetic aperture radar (PolSAR) data for ground parameter inversion and classification. The previously published techniques for polarimetric calibration generally use at least one known point calibration target to completely determine the polarimetric distortions (cross-talks and channel imbalances) between the various polarized channels. This paper describes a novel method that solely relies on the image itself with the property of rotation symmetry. The algorithm derives the entire cross-talk and channel imbalance parameters using an iterative operation to circularly modify the observed average covariance matrix, which is independent on the known point calibration targets in the illuminated scene. The proposed method is validated to be reliable and efficient through polarimetric calibration experiments using the airborne C-band and RadarSat-2 quad polarimetric SAR images. The experimental results indicate that the new technique achieves similar calibration precision to the Ainsworth algorithm but without using any known calibration point target.     

用于雷达高度计定标的海面回波模拟器误差分析

雷达高度计发射前普遍采用回波模拟器来进行定标,所以对回波模拟器的误差进行准确的定量分析是高度计发射前的必备工作。在介绍回波模拟器原理的基础上,对影响回波模拟器误差的频综单元性能、二次相位、幅相起伏、延迟等特性进行了分析,最终根据设计指标计算了回波模拟器的系统误差。结果表明回波模拟器自身的精度能够满足海洋二号(HY-2)雷达高度计发射前定标的需要。     

一种机载双通道SAR/GMTI自适应-通道均衡方法的研究

基于DPCA的机载SAR/GMTI系统中，通道幅相误差导致DPCA条件不满足，系统性能下降。在深入分析基于DPCA的双通道SAR/GMTI信号模型的基础上，给出了一种自适应通道均衡方法，给出了通道均衡的流程，分析了该均衡方法的性能。该方法使通道幅相特性在最小二乘意义下准确匹配，取消了系统对DPCA条件的严格要求。该均衡方法不需要天线参数平台运动参数等先验知识。     

基于ADS-B和WEB的雷达精度分析系统

为便捷的解决雷达精度标定问题,本文介绍了一种基于广播式自动相关监视系统（ADS-B）的雷达精度准实时分析系统。针对民航航迹用于雷达动态精度分析的可行性,从ADS-B数据率、位置精度、最大可接收距离等多个方面进行了探讨,并搭建原理样机在高精度雷达上进行了验证、标定。最后基于WEB架构设计了雷达精度实时分析系统,系统在某中远程雷达上进行多个批次测试,结果表明该方法有效且可行。