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。     

16QAM-LFM雷达通信一体化信号设计

设计了一种16QAM信号与LFM脉冲相结合的高阶雷达通信一体化波形,把LFM信号作为16QAM信号的载波,在不影响雷达基本功能的前提下实现高速率的通信。对16QAM-LFM这一新型一体化波形的性能分析和计算机仿真表明,在通信性能方面,该波形与16QAM信号的通信误码率特性相同,具有比BPSK-LFM、MSK-LFM等低阶调制的一体化信号更高的频带利用率,比OFDM-LFM等高效率一体化信号更低的复杂度;在雷达性能方面,该波形因为其雷达模糊函数接近图钉型,具有比LFM信号更高的距离和速度分辨力,对低速目标的检测概率则相同。     

基于分数阶Fourier变换的雷达目标检测算法

线性调频(LFM)信号是现代雷达系统中常用的一种重要的大时宽-带宽积信号,基于匹配滤波的数字脉压方法是LFM信号经典的信号处理方法。利用分数阶Fourier变换对LFM信号的独特聚敛性质,基于Monte-Carlo仿真分析,本文研究了基于分数阶Fourier变换的目标检测和测距方法,并与经典的脉压方法进行了对比分析,分析表明该方法的目标检测性能与匹配滤波相同,且具有运算量小、不需要存储大量滤波器系数的优点,具有一定的应用潜力。     

基于ST-FRFT的非合作水声脉冲信号检测方法

为解决非合作条件下水声脉冲信号检测与参数估计的难题,本文提出了一种基于短时分数阶傅里叶变换（ST-FRFT）的检测方法。线性调频（LFM）和单频（CW）脉冲信号是最常见的两种水下声脉冲信号,在非合作条件下,信号参数信息的缺失使得不能直接采用匹配滤波检测方法,傅里叶变换（FT）对CW信号具有良好的检测增益,但对LFM信号检测增益下降,尤其是具有较大调制率的LFM信号。分数阶傅里叶变换（FRFT）对LFM信号具有良好的能量聚集性特点,有利于LFM信号的检测,并且包含了Fourier变换,同样适用于CW信号的检测。为了同时获得接收信号的时域和频域特征,设计了基于短时分数阶傅里叶变换（ST-FRFT）的检测器,可以实现信号参数未知的情况下对LFM和CW信号的截获检测。理论分析了ST-FRFT与STFT方法针对LFM信号和CW信号的检测性能,基于FT的方法对LFM信号的处理增益受到调制率的影响,相对于CW信号增益下降,并且随窗长呈非线性变化,非合作条件下难以获得最佳窗长,而FRFT对LFM信号可以获得近似匹配滤波的处理增益,提高了LFM信号的检测性能。仿真结果和湖试数据处理结果验证了理论分析的正确性与该方法的有效性。      

基于最大信噪比的雷达波形优化方法

针对雷达回波信号的信噪比问题,本文在各种通用杂波功率谱模型下提出了一种优化波形算法.它参考点目标、高斯白噪声下的匹配滤波原理,利用Schwarz不等式和拉格朗日算法,得出了优化信号与杂波功率谱之间的关系表达式.仿真表明,相对于线性调频信号(LFM),该算法可以提高雷达回波信号的输出信噪比,从而提高雷达的目标检测概率.     

有色噪声背景下自适应雷达波形优化设计

仅以提高雷达检测性能为目标所设计的发射波形通常具有较高距离旁瓣和峰均比,不利于微弱信号检测和实际工程应用。针对上述问题,提出目标信号子空间加权的自适应波形优化方法。给出利用环境中有色噪声的统计特性改善目标检测性能的系统模型,选取目标-有色噪声矩阵的大特征向量构成目标信号子空间,建立在该子空间上优化加权系数使发射波形满足自相关性能和峰均比约束的目标函数,并采用序列二次规划算法进行求解。该方法所优化发射波形能有效抑制有色噪声,同时获得较好的自相关特性和峰均比,改善雷达综合性能。仿真结果表明了该方法的有效性和灵活性。     

基于线性调频时宽的MIMO雷达正交波形设计

线性调频(LFM)信号是一种被广泛应用的大时宽带宽积信号,利用LFM信号的多样性可设计多输入多输出(MIMO)雷达的正交波形。该文针对现有波形相关函数存在的问题,以理论分析为基础,提出一种基于LFM时宽的发射波形,并给出了一种相应的正交波形设计方法。该方法以峰值旁瓣电平为准则,利用序列二次规划对各子脉冲LFM信号的时宽进行优化设计。仿真结果表明,与现有方法相比,所设计波形具有较低的自相关旁瓣电平和互相关电平。此外,通过数值实验分析了相关性能随波形个数及子脉冲个数的变化关系。     

基于Simulink的近海岸杂波背景中LFM信号的检测

近海岸复合杂波的幅度分布有多个尖峰,表现出了较强的非平稳特性,因此在该杂波背景下有效检测舰船等运动目标是一个非常困难的问题。探讨此杂波背景下线性调频(LFM)信号的检测对于研究地、海复合杂波背景中运动目标的检测有重要的意义。利用WVD分布对LFM信号具有时频聚集性的特点,本文基于Matlab7.1中的Simulink平台建立了近海岸复合杂波背景下的LFM信号的检测模型,实验结果证明该模型具有很好的实时性和集成性。     

基于QPF的LFM信号参数估计算法性能分析

基于二次相位函数的LFM信号参数估计算法计算量小、估计精度高,在雷达机动目标检测、目标运动参数估计和电子对抗等应用系统中有较好的应用前景,本文对该方法的性能和参数选取问题进行了研究,推导了输出信噪比与输入信噪比及信号长度关系的表达式,补充了文献中均方误差理论分析的高信噪比条件,给出了一种工程应用中保证可靠检测和高估计精度所需数据长度的确定方法,最后分析了QPF算法对多分量LFM信号环境的适用性.     

基于FrFT的LFM信号检测与参数估计算法

针对线性调频(Linear Frequency Modem,LFM)信号的快速检测和高精度参数估计问题,在分析LFM信号特征和分数阶傅里叶变换(FrFT)原理的基础上,基于快速解线性调频技术,提出了一种LFM信号检测和参数估计算法,该算法将LFM信号检测由二维搜索转换为一维搜索,从而有效地减少了运算量。仿真结果表明,算法在低信噪比下具有良好的参数估计性能。     

基于FPGA和DDS的LFMCW雷达波形产生器设计及实例

数字技术已经成为现代雷达普遍采用的波形合成方法，采用直接数字频率合成(DDS)产生线性调频信号及其他复杂信号的技术日益受到重视。对DDS性能及杂散分布规律进行了分析讨论，详细介绍了AD公司直接频率合成芯片AD9854的主要功能及其关键参数的设计方法，最后给出一种新颖的基于FPGA和双片DDS的应用实例设计——引入了雷达回波信号模拟模块的LFMCW雷达波形产生器，该系统可用于雷达内部功能模拟测试，最后对该系统进行了性能测试及结果分析。     

机载火控雷达的波形自适应设计

分析归纳了机载火控雷达高、中、低三种脉冲重复频率波形的特点和适用性。基于实际作战需要，提出了一种波形设计的新思路，实现了各重复频率脉冲的自适应选择，以使雷达能够智能化的始终工作于最佳状态。并着重讨论了中重复频率方式下，改善对近距离高机动目标检测性能的一些策略，且在实际飞行实验中得到初步验证。     

检测性能约束下目标估计的波形优化设计

为了提高杂波背景下检测性能约束的扩展目标估计性能,提出一种基于凸优化和随机化方法的波形优化设计算法。文中考虑了实际雷达系统应用对目标检测性能的要求,定义了随机目标场景下的信杂噪比,并将之作为约束条件,以最大化接收回波与目标随机冲激响应之间的互信息作为优化准则,利用凸优化和随机化方法进行恒包络相位编码信号的设计。仿真实验结果表明,该算法获得的发射信号能够满足系统最低检测信杂噪比的要求,最大化互信息,提高了目标的估计性能,将扩展目标估计性能和检测性能有效统一起来。     

针对机动目标跟踪的雷达发射波形选择

该文首先在交互多模型(Interacting Multiple Model, IMM)算法的框架下,选择常速模型和自适应加速度模型作为状态模型,以应对实际中非合作目标的非机动与机动状态,并将此算法称为自适应IMM算法。然后针对机动目标跟踪时,雷达发射波形的选择需要兼顾测距测速性能与多普勒容忍性的问题,提出将V型调频(V-Linear Frequency Modulated, V-LFM)信号作为发射波形。通过分析多脉冲线性调频信号,V-LFM信号和M序列3种信号对目标距离和速度估计性能的克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound, CRLB)与多普勒容忍性表明,V-LFM信号可以在较少多普勒容忍性损失的情况下,有效提升对目标距离和速度的估计精度。仿真结果表明:发射多脉冲V-LFM信号并采用自适应IMM算法,可以明显提高雷达系统的跟踪性能。     

基于量子遗传算法的MIMO雷达正交信号波形设计

正交信号波形设计是MIMO雷达领域的研究热点,随着技术的发展,MIMO雷达对正交信号波形的性能要求越来越高。针对现有MIMO雷达正交信号波形互相关峰值较高且算法收敛速度慢的问题,为了提高码长较长的正交信号波形的性能,本文使用量子遗传算法,将量子计算与遗传算法相结合,进一步降低了波形的互相关峰值,一方面降低了不同目标回波之间的相互干扰,提高了雷达系统的检测性能,另一方面使雷达系统更难被敌方定位,提高了雷达的战场生存能力。仿真试验的结果表明,该方法能有效提高波形的正交性能,并加快了优化的速度。      

一种高性能超宽带线性调频信号源

介绍一种VHF／UHF频段高性能超宽带线性调频信号源的设计与实现。首先简要阐述了高性能超宽带线性调频信号源的设计思想，然后依据基带数字产生结合倍频扩展带宽的思路提出了一种超宽带线性调频信号产生方案，并进行了设计实现研究。测试结果表明：按照本文阐述的指导思想和实现方案所设计的超宽带线性调频信号源达到 了相当高的性能。     

雷达目标检测的最优波形设计综述

充分利用雷达目标和环境特性,设计最优发射波形,能够从本质上提高雷达目标检测性能,具有重要的研究价值。该文将近几年发表的雷达目标检测的最优波形设计文献进行总结和归纳,为面向目标检测的波形优化设计研究提供方法和依据,具有一定的参考价值。      

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。     

分辨率约束下毫米波雷达波形参数及接收权联合设计

针对自动驾驶中有限平台空间及发射功率导致毫米波雷达目标检测性能较低的问题,该文提出一种距离及速度分辨率约束下提升毫米波雷达目标检测概率的波形参数及接收权联合设计方法。首先,基于调频连续波(FMCW)信号,所提方法建立了毫米波相控阵阵列检测模型;其次,通过分析距离及速度分辨率与发射波形参数关系,构建考虑距离及速度分辨率的发射波形参数约束;然后,基于最大化输出信杂噪比(SCNR)准则,建立具有距离及速度分辨率约束的发射波形参数及接收权值联合优化模型以改善毫米波雷达目标检测及距离速度分辨性能;最后,所提方法基于交替迭代方法求解所得复杂非线性优化问题。仿真结果表明,所提方法可自适应调整发射波形参数和接收权以提升目标检测性能同时满足距离及速度分辨率需求。