用多基地雷达系统测量目标速度矢量

三维速度测量在目标探测与分析中具有重要的意义.本文首先提出一种新的能有效实现时延频移解耦的雷达发射波形,分析了发射波形的模糊函数.分析了T-R4近程多基地雷达系统中目标速度矢量的测量方法,导出了与发射机位置无关的目标速度矢量算法公式,由于与发射机位置无关,该算法十分适合于发射机位置不固定的应用场合.文中对系统性能进行了分析并给出了计算机仿真结果.     

天基TDM-MIMO雷达系统抗干扰波形设计方法

针对天基MIMO脉冲雷达探测体制的发射波形设计问题,考虑到天基雷达的发射波形等相关参数极易被敌方侦察设备侦收到,提出了一种新的抗干扰天基TDM-MIMO雷达波形设计方法。结合雷达系统的信号处理流程,建立了基于复合模糊函数的波形设计参数化模型,以表征雷达探测性能的发射信号集复合模糊函数和表征抗欺骗干扰的正交性来优化设计雷达波形,在保证了雷达探测性能的前提下,兼顾了抗干扰性能。该优化波形同时具有一定范围的多普勒不敏感的特性。天基TDM-MIMO雷达系统各发射阵元依次发射或跳变发射正交波形,所有接收阵元接收回波信号,回波信号经过信号处理流程之后实现了目标的检测。仿真试验验证了优化波形的有效性和可行性,适用于天基TDM-MIMO雷达探测高速空间目标的实际工程应用。     

地基双基地MIMO成像雷达空间分辨特性分析

地基MIMO（Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出）成像雷达是一种新体制雷达系统,相比于传统的地基合成孔径雷达具有便携性好、无需运动补偿及图像帧频高等优势,在滑坡等地质灾害预警方面具有广阔的应用前景。在利用多部MIMO雷达系统进行三维形变监测时,采用双基地MIMO雷达构型能够对传统单基地观测进行有效补充,可大大提高系统的整体观测自由度,但目前尚无有效的双基地MIMO成像雷达成像性能评估方法。针对这一问题,本文通过广义模糊函数对双基地MIMO成像雷达的空间分辨特性进行了分析。首先,根据系统的几何构型推导了地基双基地MIMO成像雷达的广义模糊函数表达式并分析了等效阵列特性,然后根据广义模糊函数对系统的旁瓣走向、两维分辨率和栅瓣位置进行了分析,给出了系统空间分辨率的计算公式,最后利用Matlab仿真验证了分析结论的正确性。      

双/多基地雷达模糊函数建模与研究

根据雷达模糊函数基本理论,结合双/多基地雷达几何结构,推导出了相干脉冲串信号和线性调频信号的双/多基地雷达模糊函数表达式.基于Matlab仿真,分析比较了双/多基地雷达模糊函数及随目标空域变化图,表明目标的分辨特性与目标的位置有关.当目标靠近基线的时候,双基地雷达模糊函数形状将展宽,目标分辨率显著降低.而对于多基地雷达...     

一种汽车雷达系统中速度解模糊的工程实现方法

针对汽车雷达实际工程应用中高速运动汽车速度解模糊以及距离速度去耦合问题,为了得到更好的距离速度估计性能,采用单发多收雷达系统,设计一种特殊的变周期组合波形,并基于参差重频解速度模糊的理论,提出一种最大探测速度范围简易可变的工程实施方法。该方法可以实现准确的速度估计,补偿多普勒频移引起的距离偏移,进一步提高参数探测性能。雷达模拟器实测数据和道路测试数据结果证明了该方法的有效性。     

MIMO雷达中的信号检测

常规雷达系统越来越难于应对日益迫近的空间目标和隐身目标,MIMO雷达已成为一个发展方向。针对运动目标,本文深入分析了充分统计量的概率密度函数,讨论了四种工作模式的内涵,研究了MIMO雷达工作于四种工作模式时的检测模型、方法及性能改善。通过理论和仿真分析,建议MIMO雷达系统采用单发多收工作模式,并且,接收站数量建议取4至6。     

互补码设计稀疏频率雷达波形

在频谱拥挤环境下,同频窄带干扰对雷达系统目标探测性能有较大的影响。针对此问题,稀疏频率波形是一个好的解决方案。波形在频谱上稀疏分布的特性可以有效地抑制同频干扰,自相关函数的低旁瓣特性保证了雷达的探测性能。本文提出了一种应用互补码设计稀疏频率波形的方法。首先,考虑两个序列的自相关函数,利用互补码良好的自相关特性,建立目标函数;其次,采用功率与旁瓣两种约束分别设计稀疏频率波形,适应不同的场景需求;最后,通过数值仿真比较,分析旁瓣抑制性能,验证优化设计方法的有效性。      

基于复数指示角差异的多基地雷达密集多目标存在性检测

对密集多目标的探测是当前雷达技术领域所面临的前沿课题和紧迫任务,而准确判别密集多目标存在与否是进行其它处理的前提和基础。该文在分析基于复数指示角差异的单基地雷达密集多目标存在性检测方法的基础上,将其扩展到多基地雷达情况,设计了一个多基地雷达密集多目标存在性检测器,并在多个战情下进行仿真试验,分析了信噪比、传感器数量、目标和传感器部署等因素对检测性能的影响。仿真结果显示,在相同信噪比情况下,多基地雷达比单基地雷达具有更好的多目标存在性检测性能。      

基于模糊函数的双基地雷达信号检测分析

在双基地雷达系统中,基于纽曼-皮尔逊准则的似然比检测不但与发射信号的波形有关,而且还与双基地雷达系统的几何布站及目标的空间位置有关.首先以单基地雷达信号检测过程为基础,推导了双基地雷达系统的信号检测统计量模型,该模型是双基地雷达系统模糊函数的理论基础.然后给出了双基地雷达系统目标时延和多普勒频移参量的数学形式,与单基地...     

分布式孔径相参雷达预警探测技术

分布式孔径相参雷达是指空间分置的多部雷达在统一的控制和调度下,实现对目标信号级相参探测,具有探测威力大、测量精度高等优势,可应用于防空反导、预警探测、精密跟踪和空间目标监视等领域。本文针对分布式孔径雷达相参探测在预警领域的应用开展技术研究,首先分别给出了一发多收和多发多收相参合成预警探测工作原理;然后从探测威力和检测概率两方面对相参合成预警探测性能进行了分析,结果表明,相参合成对探测威力和检测概率改善效果明显;在此基础上,构建了低频段一发两收相参合成预警探测试验系统,通过对飞机目标相参探测试验验证了分布式孔径雷达相参合成预警探测的性能优势。      

一种复合多基地雷达密集多目标检测的新方法

密集多目标探测是当前雷达技术领域面临的前沿课题和紧迫任务。该文提出了一种T/R-R2复合多基地雷达信号融合方法,建立了单基地雷达接收机和多基地雷达接收机的目标回波信号模型,针对3维空间,基于距离信息提出了复合多基地雷达信号融合模型,采用最大似然法对密集多目标进行检测,分析了信噪比、目标数量、目标起伏、检测门限以及复合多基地雷达几何配置对检测性能的影响。蒙特卡洛仿真结果表明该文方法对密集多目标的检测是有效的。Swerling II型目标为本文推导的假设条件,但在Swerling 0和IV型目标起伏条件下该文的检测算法仍然有效。     

Matched-Illumination Waveform Design for a Multistatic Through-the-Wall Radar System

We present the matched illumination waveform design for improved target detection in through-the-wall radar imaging and sensing applications. We consider a multistatic radar system for detection of stationary targets with known impulse responses behind walls. The stationary and slowly moving nature of typical indoor targets relaxes the orthogonality requirement on the waveforms, thereby allowing sequential transmissions from each transmitter with simultaneous reception at multiple receivers. The generalization of the matched illumination waveform design concept from a monostatic to a multistatic setting casts the indoor radar sensing problem in terms of multiple-input multiple-output (MIMO) operations and puts in context the offering of MIMO to urban sensing and imaging of targets in enclosed structures. Numerical electromagnetic modeling is used to provide the impulse response of typical behind-the-wall stationary targets, namely tables and humans, for different target orientations and at various incident and reflection angles. Simulation results depict an improvement in the signal-to-clutter-and-noise-ratio (SCNR) at the output of the matched filter receiver for multistatic radar as compared to monostatic operation.      

基于变PRT步进频信号对运动目标同时测距和测速的方法研究

摘要:高分辨雷达信号及其相应的信号处理方法的研究,对于多目标分辨以及目标高分辨成像与识别都有着重要意义,步进频率雷达信号作为一种重要的高分辨雷达信号,已经得到了广泛的应用。本文介绍了一种变脉冲重复周期（PRT）步进频信号,同时分析了该信号具有消除回波信号中由目标运动带来的二次相位项的特点,并通过发射正负跳频的两帧变脉冲重复周期（PRT）步进频信号,提出了一种对运动目标同时进行测距和测速的方法。对于步进频信号在多目标环境下的应用,针对现有方法的不足,研究了一种利用变脉冲重复周期（PRT）的步进频信号,对各目标的距离和速度同时测量的方法。通过对在两帧信号得到的两幅距离像中各目标的位置关系发生变化和不发生变化的两种情况的分析,给出了本文提出的方法的适用条件。通过恰当的选择步进频信号参数,可以通过本文提出的方法同时测出各目标的距离和速度信息。最后通过计算机仿真结果表明,本文提出的方法正确,并且有效可行。      

双基地线性FMCW雷达信号模糊函数及分辨特性

该文通过对双基地雷达几何结构和线性调频连续波(FMCW)信号的特点分析,推导了双基地线性FMCW雷达信号的模糊函数,表明模糊函数形状受目标位置的影响;从模糊函数推导出的距离分辨率、速度分辨率、距离速度耦合斜率均是关于目标双基地角的函数,从而导致目标的分辨特性与目标位置有关。该结论可为这种雷达体制在信号处理和波形设计上提供理论依据。     

Radar signal design for target resolution

Target resolution involves the recognition of a particular target in an arbitrary target environment. While pulse compression methods have solved the problem of separating two closely spaced targets of about the same cross section, this separation is usually accomplished at the expense of introducing "sidelobes" in the matched filter response, which may mask weak targets and prevent their detection altogether. The paper investigates the nature of the constraints on combined range and range rate resolution in a matched filter radar and establishes a clear tie between the uncertainty relation and the practical limitations on the resolution performance of radar. It is found that, in general, an optimum radar waveform for target resolution cannot exist. Radar signal design for target resolution consists of matching the waveform to the characteristics of the target environment, and a signal can be optimum only in that it achieves the best match. These findings are illustrated by examples of matching the radar waveform to a given target environment.     

一种基于WiFi信号的运动目标无源雷达成像方法

近些年无线局域网快速发展,覆盖范围增加,该文研究基于WiFi (Wireless Fidelity)信号的运动目标成像,扩展无源雷达的应用。首先探讨分析WiFi信号模糊函数特性,结果表明其具有良好的距离分辨率,可以用作无源雷达的外辐射源。然后采用分布式孔径,借助广义似然比估计理论进行成像,重建运动目标在2维空间的分布与速度,并分析了成像分辨率。仿真结果验证了给出的基于WiFi信号的无源雷达运动目标成像方法的有效性。      

针对非合作目标的调频步进编码波形设计方法

雷达对于非合作目标的探测,存在目标微小与速度未知两大困难,而相干积累的方法需要准确探测目标速度,并进行速度补偿,实际应用过程中效果受限。针对此问题提出了一种调频步进编码波形设计方法,可以在速度未知情况下脉间积累,同时在准确测量速度后宽带合成。首先研究线性调频子脉冲的距离速度耦合特性,通过波形设计抵消脉间目标运动成像位置变化;然后研究调频步进编码波形的宽带合成技术,使所得的高分辨一维距离像无距离混叠。最后,数值仿真实验验证了所提出波形的优势与应用价值。     

高轨辐射源被动雷达空-时积累海面动目标检测技术

被动雷达作为一种特殊的双（多）基雷达体制,具有低成本、反隐身和抗干扰能力强等显著优势;与传统辐射源相比,地球同步轨道（geosynchronous earth orbit, GEO）卫星具有覆盖面积广、重访周期短、地面功率密度高等特性,将其作为辐射源构成高轨辐射源被动雷达,在广域持续隐蔽探测中具有显著优势。本文针对一发多收的高轨辐射源被动雷达系统,为解决多基目标回波的高精度融合问题,提出了一种基于空-时联合积累的高轨辐射源被动雷达海面运动目标检测技术。首先,利用Keystone变换和去调频傅里叶变换实现目标回波能量跨距离单元和跨多普勒单元现象的校正,并将各站目标回波能量积累到多普勒参数域;然后,根据目标角度、距离、多普勒参数与多基构型间的解析形式,建立各站目标回波域、多普勒参数域间各自映射关系,从而解决了多基间目标距离和多普勒参数的差异性问题,完成了多基间目标回波能量的对齐和积累,实现了高轨辐射源被动雷达动目标检测和定位。