正交频分LFM信号MIMO雷达的距离维高分辨

MIMO雷达即多输入多输出雷达,发射时分为多个子阵,每个子阵发射的信号载频相差固定频率并满足正交关系,其信号模型及处理方法类似于步进频率雷达。由于信号之间的正交性,利用匹配滤波提取出不同频率的发射信号分量,然后相参合成实现距离维高分辨,同时还可以完成测速、测距和相参积累等功能。首先给出了MIMO雷达的信号模型,然后分析了正交频分线性调频信号的互相关特性,推导出了距离维高分辨合成处理的数学模型,分析了速度对合成效果的影响及解决方法,最后通过仿真实验证明了理论分析的正确性。     

多载频FMCW在MIMO雷达中的应用研究

 介绍多载频MIMO雷达的特点和工作原理,对多载频线性调频连续波(FMCW)信号及其回波进行了分析,并详细论述了MIMO雷达中静止目标和运动目标情况下多载频FMCW信号处理方法以及其中的一些关键问题,如通道分离滤波器的设计、距离分辨率分析、速度补偿精度分析、相参积累周期数的选取等.针对该体制雷达各发射天线间载频不同的特点,提出了采用IFFT相参合成的方法来精测目标距离,获得距离高分辨,具有运算速度快、受目标运动影响小的优点;对运动目标情况下距离多普勒的耦合问题进行了详细分析,并提出了利用相参积累进行补偿的解决方案.     

发射分集MIMO雷达融合成像处理方法

发射分集MIMO雷达具有潜在的高分辨成像能力,但成像时存在高旁瓣问题。为分析它的成像性能,该文首先建立了发射分集MIMO雷达的成像模型。通过空间频谱的支撑区分布,阐明了分集成像的高分辨性能,并着重分析了其旁瓣特性。基于谱外推的思想,提出了一种发射分集MIMO雷达融合成像处理方法,该方法能够实现MIMO雷达高分辨成像同时具有良好的旁瓣性能。仿真实验验证了该文所提方法的有效性。     

随机稀疏调频步进信号距离像抗混叠方法研究

传统步进频率波形不模糊距离窗大小受载频步进量制约,将会导致距离像混叠等问题.针对此问题,基于压缩感知理论,研究了一种随机稀疏调频步进信号距离像抗混叠方法.首先对子脉冲进行脉压（Dechirp）处理,将处理后的回波信号看作为具有等效带宽线性调频信号回波的量测数据;其次根据子脉冲随机发射方式构造相应的量测矩阵,得到随机稀疏调频步进信号的压缩感知重构模型,并采用压缩感知重构算法得到高分辨一维距离像.最后,对该方法不模糊距离窗大小进行了分析,并给出了影响不模糊距离窗大小的因素和参数设置原则.所研究方法通过将随机稀疏调频步进信号的距离像合成处理等效为LFM信号的距离像合成过程,既降低了载频步进量对不模糊距离窗大小的限制,克服了距离像混叠问题,又提高了距离像合成性能.仿真实验进一步验证了本文方法的有效性.     

多载频MIMO雷达解速度模糊及综合处理方法

多载频MIMO雷达采用稀布阵发射多载频FMCW信号,阵列接收目标回波。该文分析了多载频MIMO雷达的信号模型,提出了一种解速度模糊的新方法,该方法不需发射多重频信号,利用各发射通道模糊多普勒频率获得目标真实速度的最小二乘解。还提出了一种新的发射接收综合处理方法,该方法将积累后每个距离单元等分成Nn份,并用相参积累结果对其加权,在抑制距离栅瓣的同时充分利用了收发阵列孔径。最后讨论了多载频MIMO雷达的参数选取问题。仿真结果表明了该文方法的有效性。     

使用线性调频脉冲串信号的新雷达工作模式

针对LFM信号高距离分辨率与宽带宽的矛盾,本文提出了一种新的线性调频子脉冲串(LFM burst)信号雷达工作模式。在回波信号处理时,对其先进行子脉冲内匹配压缩,再对各个子脉冲进行脉冲间相参合成,进一步提高雷达的距离分辨率。LFM burst工作模式在不增加系统瞬时带宽的条件下,可以成倍地提高雷达的距离分辨率;相反如果雷达距离分辨率的要求不变,则可以有效降低系统的瞬时带宽。本文提出并论证了LFM burst模式的工作原理,分析了它带来的优点,同时还对多目标回波和动目标多普勒特性进行了讨论。     

一种基于频域子带合成的多发多收高分辨率SAR成像算法

针对传统单通道SAR系统无法同时实现方位向高分辨率和大测绘带宽的不足,该文研究了一种基于多载频LFM波形的方位多孔径MIMO SAR系统,建立了相应的几何模型,详细推导了其回波表达式,并提出了一种基于频域子带合成的MIMO SAR高分辨率成像算法.该算法将方位向多普勒解模糊,改进的距离向频域子带合成和CS成像算法相结合...     

基于发射子阵集中式MIMO雷达波束形成

与相控阵雷达相比,集中MIMO雷达发射在采用正交波形时,虽然能够得到波形分集增益,但同时也损失了相干处理增益。针对这一问题,本文提出了发射子阵波束合成的思想。首先对集中式MIMO雷达的发射端进行非相干子阵划分,然后利用子阵内波形的相关性和子阵间波形的正交性来同时获取相干处理增益和波形分集增益,并推导出了子阵划分MIMO雷达波束方向图和输出SINR的数学表达式。与相控阵雷达和常规集中式MIMO雷达相比,采用该方法的雷达能够实现较低的空域副瓣和较大的输出信干噪比。仿真实验证明了该算法的有效性。     

MIMO雷达波形设计方法综述

MIMO雷达是一种新兴的有源探测技术,波形分集能力赋予MIMO雷达潜在的探测能力,使得波形设计成为一项重要研究内容.文中综述了MIMO雷达的波形设计方法,重点探究了正交波形设计、发射方向图匹配设计、发射信号波形合成等方法,并指出了MIMO雷达波形设计下一步的研究方向.     

小斜视角单输入多输出稀疏线性阵列相参频率分集成像

现代高分辨雷达通过大带宽获得高距离分辨率,通过大孔径获得高方位分辨率。该文根据单输入多输出(SIMO)线性阵列天线的基本原理,借鉴了频率分集相参处理的思路,用两个阵元实现了多阵元所形成的波束,并结合高分辨1维距离像(HRRP)方法,实现了目标的2维成像。进而为了减小频率分集所需的发射阵元工作带宽,该文结合稀疏天线阵元思想,通过设计阵元分布,用较少的频率分集实现了大孔径。仿真验证了所提方法的有效性。     

宽带LFM信号数字脉压匹配滤波和去斜率方法的比较

在线性调频(LFM)信号数字脉压中，采用不同的数字脉压处理方法对脉压结果会有不同的影响。本文经理论分析和仿真验证，比较了数字脉压匹配滤波和去斜率两种方法的脉压性能。在这两种方法中，采样率、目标回波信号时延和目标多普勒频率的变化对数字脉压结果都有一定的影响，并且目标回波信号时延和目标多普勒频率之间有一定的对应关系。仿真试验结果为在工程应用中选择合适的数字脉压处理方法提供了依据。     

Deceptive jamming for countering UWB-SAR based on Doppler frequency phase template of false target

A false target deceptive jamming method for countering ultra-wideband synthetic aperture radar (UWB-SAR) is proposed in this paper, which is based on dechirp processing to intercepted UWB-SAR signal and inverse dechirp to jamming signal. The jammer quadrature down-converts and dechirps the intercepted UWB-SAR signal using a linear frequency modulation (LFM) signal oscillator, which could reduce the bandwidth and sample rate of analog-to-digital converter. Then, the jammer utilises the azimuth direction Doppler frequency phase between the false target and the jammer, and backward reflection coefficient template to modulate the phase of the intercepted UWB-SAR signal, and then delayed the modulated phase and also modulated the range direction Doppler frequency phase to the that. Finally, the jammer uses LFM signal oscillator to up-convert the narrowband jamming signal in order to recover the bandwidth of the signal. Parameter errors analysis and simulation results have shown that the detected parameters and motion characteristic errors reduce the resolution and offset the expected position of the false target, but it still could obtain an expected false target image. Theoretical analysis and simulation results indicated that the jamming signal proposed in this paper could produce a false target in the UWB-SAR image, which provide a feasible method for countering UWB-SAR in real time.     

线性调频信号参数快速估计

线性调频(LFM)信号参数检测是对SAR对抗的一个重要问题,本文在对用Radon-Wign er变换、快速解线调和最大似然(ML)估计和分析LFM信号的基础上,给出一种消除ML估计带来旁瓣的方法,进一步提出了一种局部快速搜索的最大似然估计法,并用于LFM信号的起始频率和调频斜率等参数的估计。最后给出了三种快速算法的计算机模拟结果。     

LFM信号参数估计的最大似然改进算法

为实现含噪声LFM信号参数的快速检测和精确估计,提出了一种基于延时相关解线调的最大似然估计改进算法,即首先在时域内进行延时相关解线调,然后对解线调后含噪声信号进行经典功率谱估计,得到调频斜率的粗略估计,将此估计值作为初始值,再进行最大似然估计,得到调频斜率的精确估计值,用此精确估计值对原LFM信号进行解线调,再以同样的思路可以得到LFM信号初始频率的最大似然精确估计值。仿真实验证明了该算法的有效性。     

舰载无源综合脉冲/孔径雷达及其若干关键问题

本文根据综合脉冲/孔径雷达采用多个天线同时向全空域辐射多个载频信号,而在接收端通过信号处理获得发射方向图的特点,提出一种新的雷达体制——舰载无源综合脉冲/孔径雷达.该雷达既利用在岸上发射、在舰船上接收而构成岸-舰双/多基地"广播式"雷达,又由于在接收站不发射信号而相当于无源定位.本文介绍该雷达的基本组成、工作原理及其特点;分析其性能;讨论该雷达需解决的关键问题.     

基于目标稀疏性的雷达距离超分辨

雷达目标在观测空间中通常是稀疏的。当雷达发射线性调频信号时,目标回波的匹配滤波实际上是频域去斜脉压,回波信号在频域去斜后变成复正弦波。基于目标稀疏性和去斜回波的复正弦形式,可以构造多目标频域去斜回波的距离维稀疏信号模型,然后利用凸优化方法求解目标的距离,同时实现雷达距离超分辨。本文提出了一种基于目标稀疏性和频域去斜的距离超分辨方法,理论分析和仿真实验表明,该方法的距离分辨率超过了常规脉冲压缩技术,从而实现了雷达距离超分辨。     

High resolution range profile formation based on LFM signal fusion of multiple radars

This paper presents a new method of High Resolution Range （HRR） profile formation based on Linear Frequency Modulation （LFM） signal fusion of multiple radars with multiple frequency bands. The principle of the multiple radars signal fusion improving the range resolution is analyzed. With the analysis of return signals received by two radars, it is derived that the phase difference between the echoes varies almost linearly with respect to the frequency if the distance between two radars is negligible compared with the radar observation distance. To compensate the phase difference, an entropy-minimization principle based compensation algorithm is proposed. During the fusion process, the B-splines interpolation method is applied to resample the signals for Fourier transform imaging. The theoretical analysis and simulations results show the proposed method can effectively increase signal bandwidth and provide a high resolution range profile.     

MIMO雷达OFDM-LFM波形设计与实现

由于MIMO雷达发射相互正交的波形,因此正交波形设计是MIMO雷达实现的关键问题。针对MIMO雷达发射波形正交的特点,介绍了正交频分复用线性调频波形(OFDM-LFM)的设计原理。提出了一种正交频分线性调频波形产生的实现方案,该方案通过并行发射多路频分的线性调频信号形成OFDM-LFM波形。设计了一种由主控计算机、波形控制模块和数字中频合成模块构成的OFDM-LFM波形产生器。给出了基于AD9910数字斜坡调制方式产生单通道线性调频信号的方法和OSK功能产生多通道线性调频脉冲信号的方法,并对单通道线性调频信号线性度进行了分析。最后给出了其中两通道LFM信号频谱和一通道线性调频脉冲信号的时域波形的测试结果,验证了方案的正确性和可行性。     

多载频MIMO-SAR对消处理抗欺骗干扰

 根据多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)的特点,提出在重叠等效相位中心(EPC)处采用对消处理抑制欺骗干扰的方法.MIMO-SAR采用收发同置天线配置可形成多组位置相同的等效相位中心;发射多载频线性调频(LFM)信号将使每组位置重叠等效相位中心处的回波相位有所差异.利用此特点,可以在子回波相位补偿后采用对消处理对欺骗干扰进行抑制.文中给出了收发同置MIMO-SAR的系统模型,分析了欺骗干扰下的回波特点,指出在位置重叠等效相位中心处的欺骗干扰信号对间仅存在相位差异,给出了对消处理完成欺骗干扰抑制的信号流程,实验结果证明了本文方法的有效性.     

基于欠采样的宽带线性调频信号参数估计

基于中国余数定理解频率模糊和解线调方法,提出一种无模糊欠采样的宽带线性调频信号的调频斜率和初始频率的估计算法.首先,欠采样宽带线性调频信号与其两路不同延迟共轭相乘,根据两路输出信号的单频特性,利用FFT、谱峰检测(PSD)和中国余数定理进行宽带线性调频信号的调制斜率无模糊估计;其次,根据估计的调制斜率数字合成无载波的线性调频信号对另外两路不同延迟的欠采样宽带线性调频信号解线调处理,利用类似方法进行宽带线性调频信号的初始频率无模糊估计.利用频谱细化技术,参数估计精度可进一步提高.计算机仿真证实了算法的有效性.