低信噪比下脉冲重复周期渐变波形的相推测速实现

相推测速技术可以实现相位量级的测量精度,但是其存在准确提取相位和解相位模糊两大难点.本文提出了针对低信噪比条件下脉冲重复周期渐变波形的相推测速实现方法.首先,建立了考虑脉冲重复周期渐变波形的回波模型;然后介绍了基于包络测速解相位模糊的相推测速模型;进而为了提高相推测速在低信噪比条件下的适用性,分别提出了回波相位提取值修...     

基于调频傅里叶变换的改进型鉴相测速

随着机动目标的高速化、小型化发展,对于雷达的测量精度也提出了更高的要求。鉴相测速能够达到波长级的测量精度,其技术难点主要包括相位提取和解相位模糊。为了降低鉴相测速对信噪比的要求,本文提出了一种基于调频傅里叶变换的改进型鉴相测速方法。首先建立变脉冲重复周期的回波模型,对回波信号进行互相关FFT处理,提取峰值点得到模糊相位;其次对互相关FFT结果进行调频傅里叶变换,得到速度和加速度的粗估计值;然后根据单帧解相位模糊法,对模糊数修正值进行遍历,找出最优解,得到优化后的解模糊相位;最后采用鉴相测速,得到速度的精确值。仿真实验证明了该方法的可行性和有效性。     

干扰源双星定位中的邻星同频干扰解调对消方法

干扰源双星定位系统中邻星存在同频干扰,导致目标信号信噪比过低,利用互模糊函数估计时差、频差时,检测不到相关峰,无法完成参数提取,为此,提出了一种基于解调对消的干扰抑制方法,通过信号参数估计、调制识别、解调重构、时间同步、相位幅度补偿和相减抵消等步骤,削弱干扰信号的功率,提高目标信号的信噪比,使得同样的处理增益下相关峰值明显高于噪底.仿真结果表明该方法能够逼近理论下界,实现干扰条件下的定位参数提取,有效拓展了双星定位系统的适用性.     

一种多级特征辅助的精密测速方法

本文针对单脉冲测量雷达在多散射点、目标起伏等复杂场景下闭环测速时速度模糊问题,设计了一套完备的精密测速方法,使用惯性滤波器进行速度滤波,利用点迹距离、信噪比、距离差拟合斜率、拟合系数等特征作为辅助,识别测速模糊并实时纠正,得到准确速度值。实测数据处理表明,该方法可有效提高测速稳定性,确保测速精度。     

气液两相流中改进图像互相关测速的完整实现

针对气液两相流中密集气(液)相速度场准确测量的需要,提出了改进图像互相关测速的完整实现方法。基于傅里叶变换的图像互相关测速原理,采用回归迭代互相关算法以提高测量精度,基于相邻速度属性对误矢量进行修正,并采用亚像素拟合方法准确定位,通过对不同拟合算法进行比较,验证了3点高斯拟合算法的优越性。实验结果表明,本文提出的测量方案可以有效提高图像互相关测速的精度。     

一种高精度窄带相推测距方法

本文通过研究雷达回波信号特性,分析窄带信号相位信息,利用常规处理获得的速度和距离粗估计值辅助相推测速测距实现解模糊,获得高精度的速度值和距离变化值.采用游标测距方式实现窄带雷达跟踪目标距离估计,并通过宽窄带结合或包络估计距离样本处理等方式提高基准距离精度,从而利用窄带相推测距技术实现目标距离高精度测量.该方法在窄带跟踪...     

多脉冲串步进频率信号相位斜率测速技术

研究了基于步进频率波形的相推测速技术,建立了空间目标宽带步进频率雷达回波信号仿真模型,提出了多脉冲串步进频率信号相位斜率运动参数估计方法,考虑了目标本身的电磁散射特性和微动对算法估计性能的影响。在低信噪比情况下,结合恒虚警率检测与形态学滤波技术能够对噪声进行有效抑制,提高了算法的鲁棒性和测速精度。     

分布式相参雷达两种相参参数估计算法的性能比较

针对分布式相参雷达信号级融合的可行性问题,介绍相参融合原理,并以两节点分布式相参雷达为模型,仿真分析时延差与相位差的估计误差对SNR合成增益的影响,得到了相参性能良好条件下的参数估计精度要求。以此为依据,研究基于正交四相编码信号和OFDM-LFM信号的多种相参参数估计算法,仿真结果表明,在低目标回波信噪比下,峰值提取法优于互相关处理算法,多脉冲积累算法优于同算法下一维参数提取法,且各算法均受系统采样频率(时间测量精度)的影响,从而为多雷达间协同探测的模式选择提供了有利参考。     

基于互模糊函数的宽带信号时差估计

提出了一种新的高精度时差估计算法。传统的直接互相关测时差法,在低信噪比时的测量精度较差,不能满足高精度估计的要求。这种基于互模糊函数的算法与传统的直接互相关法相比,更适用于低信噪比情况下的时差估计。     

伪码信号辅助的CEI载波时延模糊度解算

针对连线干涉测量系统(CEI)在无模型时延或模型时延不准确条件下相位模糊度解算困难的问题,提出了利用伪码测距信号辅助的载波相位模糊解算方法。在测站距离约束下,根据两站所接收伪码信号的相对位置关系计算得到一个时延差作为解载波相位模糊的时延预报值。为了提高解模糊能力,引入了伪码捕获和跟踪的基本方法。仿真分析了不同信噪比下所能达到的最大精度,结果表明在信噪比高于0 dB时,可直接解算S频段的载波相位模糊;在信噪比较低时,可解算宽带群时延的相位模糊。在0dB和-30dB条件下重复试验1 000次,正确率分别达到99.88%和99.91%,证明了算法的有效性。     

High Accuracy Velo city Measurement Based on Keystone Transform Using Entropy Minimization

Velocity measurement is a basic task of radars. The target velocity is usually estimated according to the Doppler frequency shift. While traditional Doppler methods are unsuitable for high-speed targets, since the serious range migration between adjacent echoes causes phase wrapping. The serious range migration also inter-feres the coherent integration to improve the accuracy of the velocity estimation. A velocity measurement method based on Keystone transform using entropy minimization is studied to solve this problem. This method applies Key-stone transform to the echo to calculate the ambiguity de-gree with the help of entropy minimization. The proposed algorithm estimates the ambiguity degree with no error at a wider range of SNR than the traditional method. The ambiguous Doppler frequency is obtained according to the slow time. Theoretical analyses and simulations show that this method has very high precision.     

提高干涉法反演横向速度准确度研究

针对高频地波雷达使用双通道干涉法反演横向速度时,如果目标回波信噪比较低,反演得到的横向速度误差大的问题,提出将通道中多帧信号进行积累后提取通道间相位差时间变化率来反演横向速度的方法。从公式推导出发证明了其可行性,并通过仿真验证了该方法可以提高目标信号信噪比,从而得到准确的目标回波相位差变化率,进而能够有效提取低信噪比目标信号的横向速度。通过实测数据处理验证了相干积累用于高频地波雷达反演横向速度的有效性。最后对本方法实际应用的局限性进行了分析,指出了观测时间和目标加速度对提取结果的影响。     

顺轨三频三孔径星载SAR的运动目标检测及定位方法研究

杂波背景下,传统的多通道SAR运动目标检测方法在杂波对消后即实施目标检测,并不考虑目标的距离徙动校正,这种做法会丢失某些快速目标,虽能够检测到速度不是特别快的目标,却可能存在测速模糊,难以对其准确定位。对此,该文提出用3频3孔径SAR解决杂波对消后快速目标的多普勒模糊问题,并用双频共轭处理(DFCP)和Keystone变换对动目标解多普勒模糊、进行距离徙动校正,提高信噪比,进而实现对目标的检测、无模糊测速和定位。该方法在可获得与其他方法相当定位精度的同时,扩大了可检测和定位的目标的速度范围。仿真结果证明了该文方法的有效性。     

雷达高精度测距相位差改进算法

介绍了基于相位差法的线性调频连续波(LFMCW)雷达测距算法的原理,针对其计算量大和信噪比门限高的问题,提出一种改进相位差测距算法。该算法在快速傅里叶变换(FFT)的基础上先使用线性调频Z变换（CZT）对峰值附近的窄带进行细化,避免误差可能导致的谱线之间的相位差模糊,提高抗噪声性能,再应用相位差算法作距离估计。与经典算法进行仿真对比,结果表明,该方法的测距精度比改进Fitz算法高一个数量级,信噪比门限比补零相位差算法低7dB,且运算量有一倍以上的减少,适用于低信噪比环境下对检测精度要求较高的实时场景,有利于现阶段工程实现和推广。     

基于毫米波InISAR成像的运动目标探测与定位

介绍了基于运动补偿的运动目标ISAR成像方法,将雷达成像的概念引入到低信噪比运动目标探测的过程中,在成像的同时获取目标的径向和横向运动速度,采用多基线图像干涉处理的方法完成运动目标的定位和横向尺寸估计.建立了运动目标成像几何模型,给出了多天线时分复用接收机的通道间信号补偿方法,以及多基线相位解缠实现不模糊干涉测角定位的方法,分析了信噪比对图像干涉定位精度的影响.利用仿真数据和实际数据验证了本方法的有效性.     

线阵干涉仪解模糊算法研究

针对线阵干涉仪在测向过程中由于相位周期性模糊导致的测向模糊问题,比较了长短基线法和统计相位方差法的不同特点。在不同信噪比条件下及不同短基线间距条件下,对两方法进行理论分析与仿真对比。结果表明,在低信噪比条件下统计相位方差法相对于长短基线法有较高的解模糊准确度和稳定度,对信号的适应能力强。而短间距的改变对统计相位方差法的测量误差影响大。     

High-resolution velocity estimation and range profile analysis of moving target for pulse LFM UWB radar

A high-resolution estimation of velocity and range profile (HREVRP) method is studied to yield both high-resolution radial velocity and range profile of slowly moving target for pulse linear frequency modulation (LFM) ultra-wideband (UWB) radar. Two-dimensional projection discrete Fourier transform (2-DPDFT) is utilized to estimate the velocity. The range profile is then obtained by compensating its motion and spread with this velocity estimate. In addition, a range of the velocities is derived based on velocity ambiguity and corresponding phase restriction. The proposed method does not require any initial velocity estimation and focusing matrices construction. Besides, it has superior performance of velocity estimation compared with conventional techniques, especially at low signal-to-noise ratio (SNR) levels. The simulations validate the effectiveness of the method.     

基于延迟共轭相乘的弹道目标平动补偿

弹道目标微动叠加在弹道高速平动基础上,为了获得目标的微多普勒信息,需要对平动进行补偿。该文提出了一种基于延迟共轭相乘的平动参数估计方法,该方法通过延迟共轭相乘保留平动信息而消除微动的影响,并将平动参数估计问题转换为多项式相位信号参数估计问题,实现了平动参数的估计。仿真结果表明,所提算法能够在较低信噪比下实现平动参数的高精度补偿。      

脉内相位编码信号的识别与码序恢复

为了提高低信噪比(SNR)下对雷达脉内相位编码(PSK)信号的处理能力,对传统的相位差分法进行了改进,并利用该方法对PSK信号进行了识别与码元序列的恢复。根据PSK信号的特性,结合滤波、数字变频和高阶差分来减小噪声对相位的影响,提高了相位差分法的抗噪性。对相位差分序列归一化后,先进行码元宽度的精确估计,再由码元关系去除伪跳变点。最后通过一系列的特征提取,实现了PSK信号的综合处理。仿真结果表明,所提算法在低信噪比下性能良好,具有很高的工程应用价值。