Performance analysis of acceleration resolution for radar signal

In communication, radar, sonar and electronic war systems, people often need to process polynomial phase signals. For instance, after a long time accumulation, the radar echoes of maneuvering targets should be modulated by the phase function with respect to the state of relative movement including the linear phase factor caused by the constant velocity and the quadratic phase factor caused by the constant acceleration[1]. In a missile approaching warning system, the echoes are also to be modul…     

Joint adaptive waveform and baseline range design for bistatic radar

The problems of joint adaptive waveform design and baseline range design for bistatic radar to maximize the practical radar resolution were considered. Distinguishing from the conventional ambiguity function （AF）-based resolution which is only related with the transmitted waveform and bistatic geometry and could be regarded as the potential resolution of a bistatic radar system, the practical resolution involves the effect of waveform, signal-to-noise ratio （SNR） as well as the measurement model. Thus, it is more practical and will have further significant application in target detection and tracking. The constraint optimization procedure of joint adaptive waveform design and baseline range design for maximizing the practical resolution of bistatic radar system under dynamic target scenario was devised. Simulation results show that the range and velocity resolution are enhanced according to the adaptive waveform and bistatic radar configuration.     

成象系统分辨特性分析

成象过程可视为原图象通过成象系统,并产生与原图象有差异的图象估计的过程。成象系统的结构(可由数学模型表示)决定了图象估计的质量.因此,我们通过分析成象系统结构特征就可以达到分析成象系统分辨能力的目的。本文较细致地定义了成象系统分辨特征指标,并指出了这些指标的分析计算过程。作为实例,我们用本文的分析方法分析了ISAR R—D成象系统的分辨特性。     

Ambiguity function of the ground-satellite bistatic SAR system

Base on the earth, moon and satellite trajectories, the geometric model of ground-satellite SAR is presented. The ambiguity function of ground- satellites bistatic SAR is defined and the ambiguity function formula is derived. Moreover, we analyzed the ambiguity function of ground-satellite SAR through numerical simulation. The simulation results demonstrate the validity of proposed function. Furthermore, it is the theoretical basis for the subsequent research on the imaging algorithm.     

机动目标跟踪波形和检测门限自适应算法

由于现有雷达目标跟踪波形和检测门限自适应算法大多围绕以距离、距离率作为量测的一维运动目标展开,忽略了角度对目标跟踪的影响,从而无法对目标进行跟踪定位。为此,提出一种杂波背景下针对二维机动目标跟踪的雷达波形和检测门限联合自适应算法。首先,对传统基于时延-多普勒分辨单元的理论作进一步扩展,设计出一种包含距离-距离率和方位为量测的具有“棱柱”结构的分辨单元;然后,给出了包含波形参数和检测门限的量测误差协方差的联合近似表达式;最后,利用认知雷达思想,以滤波误差协方差的迹最小为代价函数自适应选择下一时刻的波形参数和检测门限,以提高系统的跟踪性能。仿真结果表明,波形和检测门限联合自适应算法的跟踪性能要明显优于传统的固定参数跟踪算法。     

双基地MIMO雷达目标定位及互耦自校正算法

利用均匀线阵互耦矩阵的带状和对称Toeplitz特性,提出了一种基于旋转不变技术估计目标参数(ESPRIT)的双基地多输入多输出(MIMO)雷达目标定位及互耦自校正算法.该算法通过ESPRIT算法中子阵的选取,将目标二维方位角估计与互耦参数估计相"去耦",角度估计过程不需任何互耦矩阵信息,且估计精度高、分辨力强;基于对目标二维方位角的估计,算法还可以精确地估计出互耦矩阵,从而实现双基地MIMO雷达的互耦自校正.该算法对目标二维方位角与互耦矩阵的估计不涉及任何角度搜索和迭代过程,具有较小的运算量.计算机仿真结果证明了该算法的正确性和可行性。     

一种提高距离扩展目标检测性能的新方法

针对传统二进制积累的硬阈值滤噪性能的不足,提出了一种基于局部模糊阈值的距离扩展目标检测新方法．新方法对积累器的阈值设置进行了改进,使用局部模糊阈值抑制高分辨雷达距离像的噪声散射单元并保持目标散射单元,通过距离维和脉冲维能量积累实现多脉冲积累来提高检测性能．与目前广泛使用的基于散射点分布密度的广义似然比检测方法相比,新方法不需要目标的任何先验信息,易于实现恒虚警检测．实验结果表明: 新方法相对于基于散射点分布密度的广义似然比检测方法的增益提高约2dB,相对于二进制积累的增益提高约4dB．     

空基双基地雷达地面杂波分辨单元面积计算方法

针对空基双基地雷达杂波仿真中，地面杂波分辨单元面积的计算问题，通过建立空基双基地雷达几何关系，分析了其距离特性，提出了一种宽波束发射、窄波束接收，空间同步方式的空基双基地雷达系统杂波仿真中双基地雷达杂波分辨单元的计算方法。该方法利用双基地雷达距离特性和面积分的方法，推导出了由接收机带宽和波束宽度决定的杂波分辨单元面积的精确解析式。     

基于OFDM雷达通信共享信号性能分析

为了减小电子战武器平台的体积和电磁干扰,更大程度地实现雷达与通信系统的一体化,根据信号能量共享的一体化原则,提出了基于OFDM调制的雷达通信一体化共享信号形式.与Baker码编码的OFDM雷达信号宽带模糊函数进行仿真对比,针对发现的问题,通过采用增加子载波个数的方法进行了改进.仿真结果表明,在同等参数条件下,一体化OFDM共享信号比Barker码编码的OFDM雷达信号的自相关性要弱,距离分辨力要低.增加子载波个数后,一体化OFDM信号的自相关性得到了很大提高,基本达到雷达信号探测目标的要求.     

Multichannel noncoherent integration detection using high range resolution profile

A multichannel noncoherent integration detection method based on high range resolution profile was presented in this paper.According to the property of the moment-generating function,the distribution characteristics of the noncoherent integrated signals with or without target presence were derived under the circumstance with noncorrelated Gaussian distribution noises.The loss of noncoherent integration was due to improper selection of integration range of cell numbers.A multichannel noncoherent integration detection scheme where the integration number in each channel varies was proposed to solve this problem.The quality of this method for detection of various targets was evaluated.A comparison of fixed integration range cell number detection and multichannel integration detection for a high range resolution profile was presented.Simulation results indicated that the principle of the method was correct and performed well for unknown physical dimension targets.The method required little prior knowledge about target and was convenient for practical implementation.     

星载双基地雷达空时二维杂波建模和特性分析

建立了星载双基地雷达杂波模型,考虑了卫星椭圆轨道、地球表面弯曲、地球自转、距离模糊以及收发几何配置等因素对杂波的影响．基于该模型对星载双基地雷达杂波的空时二维特性及其对空时二维自适应处理(STAP)性能的影响进行了仿真分析,结果表明,星载双基地雷达的杂波分布具有空变性和时变性; 这些特性以及距离模糊都会导致系统抑制杂波性能的下降．另外,当接收阵列阵元都放置在一颗卫星上时,由于接收阵列的低空间分辨率导致难以检测低速目标,仿真结果表明,将接收阵列空间超稀疏分布(分布式小卫星)可以很好的解决这一问题．     

双（多）基地雷达的探测范围和定位精度的分析

双(多)基地雷达体制在“四抗”性能上具有单基地雷达无法比拟的优点,其定位精度与探测范围等主要战术技术参数与常规雷达有很大不同,影响它的因素是相当复杂的。在探测范围分析中,文中推导出了它的计算公式;在定位精度分析中,考虑了目标从不同方向进入系统探测区时,其定位精度曲线,并提出改善定位精度的方法,值得注意的是:当目标进入基线附近时,其定位精度变差,此时正是雷达系统呈现较大的双基角β,发现目标的概率变大。因此,对隐身目标就有发现目标与测量精度的矛盾存在,这是双(多)基地雷达的一个突出的、值得重视的问题。     

低分辨雷达的一维横向成像及提高分辨率的方法

对飞机一类准平面目标,其一维图像能在很大程度上显示目标的特征,用作目标识别是可取的,低分辨率的常规雷达,对飞机一类目标不能作纵向分辨,但可以从回波序列得到一维的横向图像,其所成图像的分辨率不高,甚至成像不正确,其主要原因有二：其一是平动补偿不正确;其二是未考虑目标的非平面、非均匀转动。文中针对这两方面的问题,提出了新的一维横向成像算法,通过仿真数值和实测数据处理,表明新算法是合理的。     

信噪比加权空间分集雷达目标检测算法

对于空间分集雷达,各雷达站与目标的距离不同会引起信噪比的不同,从而降低传统的非相干积累检测器的检测性能.基于尼曼-皮尔逊准则,提出一种对各站接收信号进行基于信噪比加权的信号融合检测器.在已知各站回波信噪比的条件下,它可以达到检测性能的上界.数值试验表明,该检测器的检测性能较传统的非相干积累检测器有明显改善,特别在信噪比较低时.     

New method to extract radial acceleration of target from short-duration signal at low SNR

In order to extract target radial acceleration from radar echo signal at low SNR (signal-to-noise), this paper employed FRFT (fractional Fourier transformation) to analyze short-duration radar echo and studied the relations between signal convergence peaks in matched transformation domain and signal duration and modulated frequency of signal. When signal duration is specified, the method of multiplying sampled signal by the known frequency modulated signal to alter modulated frequency was presented, which generated the new signal with larger convergence peaks than the initial signal in matched transformation domain. Thus, it could successfully estimate the radial acceleration of radar target at low SNR. Simulations were conducted to show the feasibility and effectiveness of the method. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60541001)     

基于模糊优化度的频率编码雷达信号编码优化

分析了频率编码脉冲（frequency coded pulse, FCP）雷达工作原理;推导了基于自相关函数的步进频率信号的模糊函数,针对常用的FCP信号——步进频率编码信号（frequency stepped signal, FSS）距离-多普勒旁瓣电平较高、存在“距离-速度”耦合、距离-速度联合分辨率低的缺点;提出了优化频率编码的模糊优化度准则,并基于该准则给出了2种编码优化规律不同的频率编码优化方法.仿真结果表明：在保持原有的距离、速度分辨率不变的情况下,2种方法都能有效的降低“距离-速度”二维耦合,提高距离-速度联合分辨率.     

一种匀加速空间目标高分辨距离像补偿算法

提出了基于立方相位函数参数估计的空间目标运动补偿方法,并推导得到了速度和加速度估计的克拉美-罗界,对该算法的估计性能进行了对比和分析．仿真表明,该方法可以在较低信噪比下实现速度和加速度的估计以及高分辨一维距离像的运动补偿,更有利于后续的ISAR成像和目标识别．     

天空双基地雷达体制分析及参数设计

鉴于天空双基地雷达在兼顾单基地天基预警雷达的优势的同时能克服其信噪比偏低的缺点,在单基地天基预警雷达的基础上,对天空双基地雷达的几何模型、雷达距离方程及相关概念等方面进行了分析。然后综合考虑信号衰减、接收信噪比以及距离模糊等方面因素,对系统的载频、卫星轨道高度和脉冲重复频率等参数进行了设计。最后进行了仿真验证。理论分析和仿真结果表明：信号信噪比能达到可检测水平,且无距离模糊。     

基于雷达探测概率的飞机隐身性能评估

针对利用不同极化方式的雷达散射截面数据难以准确衡量飞机各个角域的隐身性能问题,提出了一种基于移动平滑算法和探测概率模型相结合的评估方法.首先设置平滑窗口对HH极化和VV极化的周向RCS数据进行了平滑处理减小了RCS极化相对误差.然后基于单脉冲检测和非相参积累检测求取了平滑数据的雷达探测概率及其探测概率误差,结合两种误差条件,并按照最佳移动平滑处理使RCS极化相对误差最小而不使原始数据信息失真,最优非相参积累检测效果尽可能反映各个角域探测概率误差信息的原则,定义了以滑动窗口尺寸和非相参积累脉冲构成的最优组合解.最后采用遍历比较法求解了隐身飞机RCS数据移动平滑及其探测概率的最优处理结果,进而对飞机重点角域的隐身特性进行了量化分析和有效评估.仿真结果表明:经过平滑处理的RCS数据,在求取非相参积累探测概率后,能够有效评估飞机重点角域的可探测性能,且组合解为(10,10)时,评估效果最佳.     

解运动目标径向速度模糊的一种新方法

采用多天线合成孔径雷达可以对运动目标进行检测和测速．为获得好的检测性能,基线长度应该比较长,但在这种情况下会出现测速的速度模糊问题．研究多天线SAR-GMTI系统在估计较大径向速度时的解模糊方法,从理论上分析推导了运动目标干涉相位与雷达系统参数的关系,揭示了基线长度和载波波长改变系统速度响应的机理,提出了一种新的SAR-GMTI速度解模糊方法．本方法同时利用了参差基线和参差频率的解模糊能力,比常规单参差方法解模糊能力更强．同时,提出一种数值计算方法可以简单有效地计算出目标不模糊径向速度．理论分析及计算机仿真验证了本方法的有效性．