FMCW雷达系统的仿真分析

在FMCW雷达系统模型的基础上,应用Matlab对三角波调制方式进行了仿真,并分别在理想状态下和噪声与相位误差的影响下,对三角波调制的FMCW雷达系统的信号处理过程进行了仿真。仿真结果表明,噪声与相位误差对系统的影响,并分析了仿真处理中影响结果的主要因素,总结了FMCW系统的优缺点,为深化研究FMCW雷达的具体应用提供了指向性参考。     

基于遗传算法的稀疏直线阵列方向图特性研究

针对直线阵列天线稀疏优化中的遗传算法进行研究,给出了一种稀疏直线阵列的优化模型,介绍了遗传算法的理论,通过算法仿真,对稀疏直线阵列的方向图特性进行研究.以方向图最大副瓣电平为适应度函数,得出结论:在稀疏阵列中阵元分布呈中心聚集态势,稀疏率、种群大小和约束条件等,均会对稀疏后阵列方向图特性产生影响;遗传算法适用于稀疏优化...     

平板缝隙阵列天线的雷达截面积分析

本文用矩量法、物理光学法及消奇点技术,对大型平板缝隙阵列天线的散射进行了研究,计算了典型阵列的雷达截面积(RCS),并进行了实验验证,两者趋势基本一致。本文计算结果表明,平板对散射场的贡献(结构项)远大于缝隙对散射场的贡献(模式项)。     

平面六边形稀疏阵列天线的优化

针对标准的差分进化算法只能处理连续空间的优化问题,提出了一种基于取整策略的差分进化算法。该方法只需要对优化变量进行四舍五入取整,就能够把标准差分进化算法用于稀疏阵列天线方向图优化。将取整策略的差分进化算法应用到六边形平面稀疏天线阵的布阵设计。为了计算六边形阵列天线的方向图,提出在口径中添加虚拟单元的计算模型,把六边形阵列转化为可以实现二维快速傅里叶变换的矩形阵列。以改善阵列峰值副瓣电平为目的进行仿真试验,结果表明,优化后的稀疏天线阵峰值旁瓣电平与采用遗传算法相比改善了4.5~5.1 dB,且具有计算速度快、稳定性好的优点。     

稀疏阵列天线综合的遗传算法优化

通过遗传算法优化选择常规满阵中一定比例的工作单元,使阵列在欠饱和状态下达到窄波束低副瓣的要求。以单元的工作状态和激励幅度为优化参量,波束宽度和副瓣电平为适值函数,通过适值缩放和多种群进化竞争使遗传进化稳定地收敛到全局最优。详细分析了稀疏阵的单元布局、稀疏率及单元激励对优化阵列特性的影响。     

时间调制阵列在雷达测距中的边带对消方法北大核心CSCD

时间调制阵列（TMA）天线作为一种新型阵列天线,具有扫描精度高、成本低、带宽大和可重构等诸多优点,近年来也被应用于毫米波亚毫米雷达天线的研制中。但是TMA会产生大量的无用边带,尤其是在雷达测距中这些边带会在距离维度上生成多个假目标造成一定的干扰。本文提出了一种TMA天线在雷达测距中的边带对消方法,通过计算距离谱中TMA所产生的无用边带的频率,幅度和相位等参数,该方法可以生成抑制这些无用边带所需的时域对消信号,降低无用边带所生成的假目标的影响。相比通过改进时间调制阵列天线硬件的传统方法,本文所提出的方法通过信号处理抑制边带信号,可进一步简化结构降低系统成本。本文基于LFMCW测距雷达进行边带对消的分析,通过仿真验证,该方法可以将无用边带抑制约10dB。     

基于分区迭代傅里叶算法的稀疏阵列天线设计优化

针对迭代傅里叶算法（IFT）在对稀疏阵列天线优化时,阵元不分区域地大规模截断带来的不利影响,介绍了一种分区IFT算法。根据满阵幅度锥削分布计算每个分区域需要的激励阵元数,在算法的截断过程中,对每个分区中按照所需的阵元数对激励幅度较大的阵元进行截断,从而使阵元的密度分布更加接近于满阵的幅度分布,更容易获得相对较低的副瓣电平。将其应用于圆形孔径平面稀疏阵列天线的优化布阵,以抑制阵列天线的峰值副瓣电平为目的,仿真试验表明分区IFT算法可以得到比标准IFT算法更优的结果。     

平面稀疏阵列天线的约束优化设计

针对有阵元数和阵列口径约束的矩形平面稀疏阵天线的综合问题,提出了一种基于整数编码的差分进化算法。该方法以每个阵元的栅格位置编号作为设计变量,使阵列的稀疏率满足约束条件,避免了优化过程中的不可行解,还减少了优化变量的个数。为了加速优化过程,采用快速傅里叶变化计算阵列的方向图。以改善阵列峰值副瓣电平为目的进行仿真试验,结果表明：优化后的稀疏天线阵峰值旁瓣电平比现有方法相比改善了1.2~1.7 dB,且具有收敛性和稳定性好的优点。     

基于稀疏综合孔径天线的艇载成像雷达研究

 基于稀疏综合孔径天线概念,研究了平流层飞艇载对地观测成像雷达系统中的重要问题.提出了稀疏阵时分多相位中心孔径综合方法,该方法使得综合后的相位中心在数量上和分布情况上与满阵天线相同,从而避免了稀疏阵旁瓣较高的问题;利用模拟退火算法对阵列进行了优化,以使实际使用的阵元最少;为提高系统作用距离,采用多频正交信号形成多发多收的工作模式,通过频率拼接提高距离分辨率;由于综合孔径天线阵列长度远小于场景宽度,系统采用了子孔径成像方法,并将曲线拟合和自聚焦处理相结合,解决了存在阵列形变误差时的精确成像问题.仿真结果表明了本文方法的有效性.     

运用遗传算法优化共形球面天线阵列

针对共形球面天线阵列,采用遗传算法这一全局优化方法,在保持阵列孔径不变的情况下,以阵元分布位置作为优化参量,以最大相对副瓣电平为优化目标,进行稀疏优化,减少了阵元数量,降低了成本。仿真结果表明,该方法可有效地降低球形阵列的旁瓣电平。     

艇载共形稀疏阵列天线雷达成像研究

基于平流层飞艇平台,研究了共形稀疏阵列天线雷达对静止目标成像及对运动目标探测的问题。针对三叶玫瑰线艇身模型,提出了共形稀疏阵列天线的布阵方式。雷达采用实孔径方式成像,各子阵同时发射多脉冲频分正交信号。利用各子阵多发多收的回波信号,采用后向投影(BP)算法完成各子带信号对静止目标的成像处理,再将子带信号成像结果相参累加以提高静止目标成像的距离向分辨率;将各子阵一发多收的多脉冲回波信号变换到距离-多普勒域,完成静止杂波抑制,对各子带信号采用压缩感知(CS)的方法在二维空间实现对运动目标图像的重建,再将子带信号重建结果非相参累加以提高运动目标探测的信噪比。仿真实验验证了本文方法的有效性。     

基于共形稀疏阵列的艇载外辐射源雷达性能分析

该文研究了共形稀疏阵列在艇载外辐射源雷达中的应用问题,并分析了艇载外辐射源雷达目标探测性能。鉴于天线在雷达系统中的重要地位,重点分析了稀疏阵列数字波束形成(DBF)天线的布阵方式及天线方向图指标。基于组合巴克码实现艇身稀疏阵列共形布设,提出一种曲线阵列到直线阵列的补偿方法,以获得理想的DBF天线方向图。针对曲线阵列可能存在的形变问题,采用分布式位置和姿态测量系统(POS)进行形变误差测量,经曲线拟合后实施精确补偿。仿真结果表明所提方法的有效性。     

迭代傅里叶算法用于六边形稀疏阵列天线

针对迭代傅里叶技术在优化稀疏阵列天线时对阵元激励大规模截断带来的不利影响,提出了一种逐步截断的迭代傅里叶算法.该算法从满阵依次减少数个阵元,从而避免阵列大规模截断陷入局部最优解.将其应用到六边形平面天线阵列的稀疏布阵优化中,以改善最大副瓣电平为目的.为了计算六边形天线阵的方向图,通过在口径中添加虚拟阵元转化为可以实现二维傅里叶变换的矩形阵列.仿真结果表明,改进的迭代傅里叶算法对稀疏天线阵最大旁瓣电平的优化比采用遗传算法的结果更理想,且具有计算量小和速度快等优点.     

X波段FMCW雷达系统设计方法探究

大多数调频连续波(FMCW)雷达系统都是基于单片毫米波单片微波集成电路(MMIC)实现的,而X波段集成度如此高的MMIC却几乎没有。文中基于实际应用需求,从需求分析、方案选择、系数工作参数选择和软件流程设计等方面详细阐述了FMCW雷达的设计过程,基于此研发了一款X波段FMCW雷达系统,并进行了实物测量和指标验证。试验结果表明,雷达系统指标满足应用要求,系统设计方案有效可行,设计思路和方法具有指导性,为小型FMCW雷达系统设计提供了新的参考思路,具有较大的工程意义和实用价值。     

77GHz全金属车载雷达天线阵列设计

本文设计了一种应用于77GHz的全金属车载雷达天线阵列,天线的辐射单元采用单脊波导开缝的形式,实现了水平极化的辐射模式,并且结构更加紧凑,然后通过调整各个缝隙偏移中心的距离来满足切比雪夫电流分布,使天线在H面方向上的副瓣得以有效降低。天线的馈电部分通过一个一分八的E面不等分功分网络将8个天线辐射单元组成阵列来提高增益,并防止能量泄露,对不等分功分网络的幅度和相位进行优化设计,使其满足天线阵列在E面上的低副瓣需求。仿真结果表明,在所需的76-77GHz频段内|S11|小于-10dB,增益大于24.7dBi,E面和H面的副瓣电平分别优于-25 dB和-20 dB,方向图稳定。所设计的天线阵列结构紧凑,易于加工,在车载应用中具有良好的前景。     

基片集成波导缝隙阵列天线稀疏布局的实验研究

基于标准单层印刷电路板工艺, 设计并实现了一个X 波段稀疏布局的2伊2 基片集成波导宽边纵缝 阵列天线。稀疏布局一方面简化了设计、降低加工工艺要求,另一方面,单元数目的减少,扩展了天线的带宽,同时 减小了缝隙间的互耦,因此提高了设计效率。仿真和测试结果验证了该方法的可行性和高效性。     

基于小波包+FFT的FMCW雷达测距算法研究

针对在货运火车对接过程中对距离测量的精确性和实时性的要求,提出小波包+FFT的FMCW雷达测距算法,实现了火车对接系统的高精度实时测距。首先在Matlab上进行仿真实验,对应距离段选取合适的小波包函数和节点,利用运算能力强大的DSP芯片实现小波包的分解与重构,然后使用4 096点的FFT算出目标对应的距离信息。在火车对接雷达测距系统的实验平台上进行多次重复实验,实验结果表明,在0.5~10 m范围内,测距精度达到0.2 m,在10~50 m范围内,测距精度达到0.3 m。     

阵列天线的遗传优化

非均匀稀布阵通常具有较高的旁瓣,为降低旁瓣,本文对传统遗传算法进行了改进并用于阵元位置的优化,对于一个孔径为５０λ,由２５个阵元组成的阵列天线,本文获得了比已有文献更低的旁瓣。