基于相位补偿的BPSK相参脉冲串信号多普勒频率变化率估计算法

目标与观测平台之间径向加速度引起的接收信号多普勒频率变化率的精确估计对于高精度单站无源定位与跟踪具有重要意义。该文针对脉内相位调制信号的频率变化率不能直接表征多普勒频率变化率的问题,首先引入相位补偿的方法消除BPSK相位调制序列的影响,然后针对固定脉冲重复频率和脉冲重复频率抖动两种情况分别提出了径向加速度引起的多普勒频率变化率的精确估计方法,并且给出了多普勒频率变化率与采样频率、观测时间及脉冲重复频率之间的约束关系。仿真结果表明,典型参数条件下该文提出算法的信噪比门限比已有算法低约4~6 dB。     

基于FrFT的LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率估计算法

线性调频信号(LFM)在雷达中广泛应用,精确获取观测LFM信号中的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪系统的一项关键技术。该文提出了基于分数阶Fourier变换(FrFT)的多普勒频率变化率估计算法,在分数阶变换域上使信号能量聚集,消除调频率对参数估计的影响的同时充分提高了信噪比,进而利用保留的脉冲间相对相位关系获得了多普勒频率变化率的高精度估计。理论分析表明,该算法估计精度接近理论下界,数值仿真验证了算法的有效性。     

欺骗干扰信号中多普勒频率变化率测量技术研究

对欺骗干扰源进行单站无源定位与跟踪的一个关键技术就是能否实现多普勒频率变化率的高精度测量.受限于干扰源的运动速度,多普勒频率变化率信息一般都非常微弱.本文提出了一种基于Morlet小波变换的高精度多普勒频率变化率估计方法,通过对欺骗干扰信号的小波变换系数自相关,增强了多普勒频率变化率信息,消除了相位模糊.计算机仿真研究表明在一般无源观测条件下多普勒频率变化率的估计均方误差能逼近CRLB.     

基于互相关的高精度多普勒频率变化率测量方法

提出了一种脉组间多普勒频率变化率的高精度测量算法,该算法利用脉组相邻脉冲对间的互相关函数估计脉组模糊频率,在连续脉组间选择任一相同模糊频率进行解模糊得到各脉组相对频率,因为这些相对频率包含相同的模糊,所以可以利用差分或滤波算法得到脉组间多普勒频率变化率;计算机仿真和试验均证明了该测量算法的有效性。     

一种脉冲群间多普勒频率变化率的估计算法

提出了一种脉冲群间多普勒频率变化率估计算法,该算法利用离散傅里叶变换进行脉冲间相参积累,获得脉冲群的相对模糊频率,通过脉冲群间相对模糊频率差分获得多普勒频率变化率。算法具有计算量小、多普勒频率变化率估计精度高的优点。计算机仿真结果证明了算法的有效性。     

一种相位编码信号多普勒补偿方法的研究与实现

在相位编码信号脉冲压缩技术中,存在着多普勒频率敏感性问题,需要对多普勒频率进行补偿。本文在分析多普勒敏感性原因的基础上,提出了一种补偿算法,该方法可以从根本上解决相位鳊码信号对多普勒频率的敏感性问题,并通过MATLAB仿真证明了这一算法的正确性与可行性。     

基于二次曲线拟合的相位编码多普勒补偿研究

相位编码信号由于其脉冲间码型捷变、图钉状模糊函数和不存在距离-多普勒模糊等低截获性能,在当前雷达对抗领域获得广泛的关注和应用。由于目标运动会使相位编码回波受到多普勒频率调制,破坏了各个调相码之间的相位关系,相关处理会出现失配现象,输出主瓣降低,旁瓣升高,系统在探测高速目标会出现多普勒失配。根据m序列码脉冲压缩随着目标速度的失配变化和目标多普勒容限关系,本论文研究了较为实用的二次曲线拟合局部脉冲压缩曲线。根据三点多普勒补偿的脉压结果实现全局最优补偿的自动估算。所提算法具有简单的实现过程,易于工程实现。     

宽带运动目标回波的多普勒特性模拟方法

宽带雷达系统测试和性能评估中目标信息模拟精度和分辨率要求很高。针对宽带线性调频雷达运动目标的回波脉冲内多普勒频率呈现线性调频（LFM）变化特征、回波脉冲之间具有时移分布和相位相干特性的问题,采用基于数字射频存储（DRFM）系统的回波脉冲内LFM多普勒频率调制、多回波相参脉冲信号之间时移模拟的方法。探讨了基于宽带DRFM系统的高精度和高分辨率的运动目标多普勒频率信息实时模拟方法。采用仿真分析和实验验证方法,证实算法性能,运动目标的多普勒频率模拟精度/分辨率在特定条件下可达到Hz级。     

一种CPM信号频率成形脉冲盲估计算法

频率成形脉冲是连续相位调制(CPM)信号解调所必需的调制参数,由脉冲形状和脉冲长度两个参数共同决定。该文利用CPM信号的自相关特性,深入分析了CPM信号调制参数与自相关函数之间的内在联系,并在此基础上提出了一种频率成形脉冲的盲估计算法。该算法首先实现脉冲形状的盲识别,然后将CPM信号的调制指数调整为整数,最后通过自相关函数中非零值的个数来实现脉冲长度的盲估计。计算机仿真结果与分析表明,该算法实现简单,能够在任意调制阶数和调制指数下有效估计出频率成形脉冲。     

8 mm脉冲磁控管测云雷达测速多普勒化

8 mm磁控管发射样本中频信号的起始相位随机分布,脉间频率抖动范围为±2 MHz ,脉内频率变化为500 kHz。为了克服这些问题,提出了一种适合于国内第一套毫米波 脉冲 磁控管测云雷达的测速多普勒化算法,幅度信息从回波数字下变频经低通滤波器后直接提取 , 相位信息由零中频回波IQ信号与发射样本IQ信号进行复卷积提取,并算法仿真结果表明多 普 勒频率误差不超过4 Hz。基于FPGA技术实现了测速多普勒化算法,利用高速缓存的设计 思想 实现了复卷器的优化,利用CORDIC算法实现了幅度与相位的高精度提取,并完成了算法在实 际 雷达系统中的测试,雷达的脉冲重复频率为1 000 Hz,多普勒频率在-496～500 H z范围内,雷 达终端显示的速度值与理论值一致;回波信号幅度值为-76～6 dBm,得到的速度值 与理论值 一致。经过该算法处理的地物杂波回波的多普勒速度在零值附近分布,云体目标的回波速度 图清晰可见。该算法已经成功应用于8 mm脉冲磁控管测云雷达系统。     

一种关于LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率的估计算法

LFM信号在雷达和通信中得到广泛应用,对于单站无源定位与跟踪系统来说,获取LFM信号中多普勒频率变化率信息具有十分重要的现实意义.接收信号的多普勒频率变化率十分微弱,很难精确测量.本文提出了基于渐近小波变换的多普勒频率变化率估计算法,通过对LFM信号的渐近小波变换谱做相关,增强了多普勒频率变化率信息,消除了调频率对参数估计的影响.数值仿真表明参数估计的精度接近CRLB,能达到单站无源定位与跟踪系统的精度要求.     

时频空交叠信号的脉内调制类型识别算法

复杂电磁环境下的雷达信号分选技术充分利用被侦察信号的特征信息,把分属于不同信号源的雷达脉冲流分离开来。随着脉冲流密度的增加,出现了一些在时频空3个维度上均严重交叠的脉冲,这些脉冲的辐射源信息差别很小,以至于识别算法无法正确将它们区分,进而造成脉冲丢失或错误识别,使得信号分选的性能大大下降。以6种常见的脉内调制类型脉冲为研究对象,针对脉冲之间两两交叠的情况,提出了基于部分快速傅里叶变换算法的时频空交叠信号脉内调制类型识别算法,并通过一系列仿真分析了算法的性能,证明了算法能够有效地分辨频域和空域高度重叠但时域不完全重叠的信号脉冲流,提高信号分选的性能。     

无源双基地雷达直达波脉冲丢失与相位突变影响分析

 针对利用天线在方位上机械扫描的脉冲雷达为外辐射源的特殊性,首先分析了发射天线主波束在目标驻留时间内,从其副瓣波束截获的直达波存在脉冲丢失或/和180°相位突变的现象,然后分别推导了互模糊函数峰值输出与脉冲丢失总数、相位突变及其对应脉冲序数间的理论关系,并仿真分析了脉冲丢失或/和相位突变对信噪比损失和多普勒频率估计的影响.由仿真结果发现,脉冲丢失或/和相位突变引入的最大信噪比损失约为4 dB,对应的最大多普勒频率估计误差约为频率分辨单元的0.75倍,且其变化规律与理论分析结果相同.     

基于网络综合法脉冲压缩信号的旁瓣抑制

脉冲压缩信号在雷达系统中有着广泛应用,而一直以来旁瓣抑制问题也备受关注。通常,时宽带宽积(BT)较大的线性调频信号可通过单一加窗实现较低旁瓣,但对于其它脉冲压缩信号效果甚微,文中提出的基于网络综合的旁瓣抑制的频域设计方法则适用于各种脉冲压缩信号。线性调频和二相编码混合信号兼备线性调频和相位编码信号的特点,因此文中以此信号为例进行了仿真,分析表明采用网络综合法进行旁瓣抑制,旁瓣效果理想且对多普勒频移不敏感。     

自适应多普勒频移的二相码信号处理方法

针对二相编码脉冲压缩雷达的信号处理、航天测控系统接收机的解扩需求,在高动态大偏差多普勒频移的场景下,对载波频率搜索捕获的处理方法复杂、计算量较大、实时性较差等问题,本文提出了一种自适应多普勒频移的二相码信号处理方法,在单脉冲的脉内实时提取多普勒频移同相信号及正交信号的波形,并且生成4个片段信号,根据各信号之间固定的时序关系,去除多普勒频移对基带信号的调制,恢复原始基带信号,进而实现脉冲压缩及接收机解扩。MATLAB仿真验证了有效性和可行性。该方法实现简捷、计算量小、实时性好、硬件资源少,对现有相关信号处理领域有一定的指导意义。     

基于AD9854的雷达信号源设计与实现

使用AD9854芯片和FPGA,基于DDS理论设计并实现了多模式多波形雷达信号源。它可模拟LFM、NIJM、单频、相位编码等多种脉冲信号波形,能有效验证脉冲压缩与信号处理单元的工作性能。测试结果表明,该系统能满足设计要求。     

基于压缩感知的脉间捷变频SAR成像研究

捷变频技术应用到合成孔径雷达系统中会存在多普勒调频率捷变、方位向无法压缩等问题.在分析捷变频SAR回波相位特性的基础上,本文研究了传统的相关法在方位压缩中的应用;针对相关法效率低、旁瓣高等固有缺陷,考虑到回波信号的稀疏性,提出了基于压缩感知的方位压缩算法,并形成了一种距离压缩采用匹配滤波、方位压缩采用压缩感知的捷变频SAR二维成像方案.仿真实验表明,该方案能克服多普勒调频率捷变等问题,实现捷变频SAR二维成像,并具有低旁瓣、高分辨等优点.     

Pulse compression by means of linear-period modulation

In applications where large time-bandwidth products and high target speeds combine, linear FM pulse-compression systems used in radar or sonar suffer considerable losses in performance. This paper deals with the problem of wide-band signal optimizintion for the purpose of minimizing signal degradation resulting from Doppler distortion effects. The equation for the instantaneous frequency of a Doppler-transformed signal is derived. The optimum frequency-modulation law is then shown to be the linear period modulation (it can be with equal rights called hyperbolic frequency modulation or logarithmic phase modulation). It is interesting to note that some kinds of bats use this type of signal in their "sonar." Exact and approximate expressions for the spectrum of a linear-period-modulated rectangular pulse are given, and the shape of the compressed output pulse is considered. Signal degradation due to Doppler distortion is shown to be negligible in the case of linear-period-modulation pulses. The influence of pulse envelope on the compressed signal waveform is discussed, and envelope-optimization examples are presented. A possibility for active generation of the optimum signal is mentioned. Significant properties of linear FM and linear-period-modulation pulse compression systems are compared.