基于MIMO技术的相控阵雷达及目标检测方法

针对传统的相控阵雷达存在的高硬件复杂度问题,提出了一种基于多输入多输出(MIMO)技术的相控阵雷达系统(MIMO-LPC).首先建立了MIMO-LPC雷达的信号模型,对MIMO-LPC系统特性进行了分析,在此基础上给出了MIMO-LPC回波相位补偿以及目标检测方法.利用仿真数据对所提出系统和目标检测方法的有效性进行了测试.测试结果表明,采用恒虚警目标检测方法,MIMO-LPC的检测概率与相控阵雷达的检测概率基本相同,从而证实了所提出系统和检测方法的有效性.该系统为减少大型远程相控阵雷达的经济成本提供了一种方法     

OFDM—MIMO相控阵雷达性能分析

采用正交频分调制（0FDM）波形的MIM0相控阵雷达是一种新的MIMO雷达,其可同时实现波形分集和频率分集．与正交相位编码波形不同,OFDM波形中心频率不同,存在特定的差频,使得基于该波形的MIMO雷达信号处理更为复杂．针对这一问题,首先建立了该雷达系统信号模型,推导了子阵间空域相干合成结果,然后,分析了该系统的信噪比、作用距离和抗截获能力,并与传统相控阵雷达进行了比较理论分析和仿真实验结果证实了该系统的优势．     

超宽带雷达方程

基于超宽带雷达方程与信号频率特性的相关性,推导出其距离方程。以超宽带LFM雷达信号为例,对超宽带与窄带雷达方程进行了比较和数值模拟。结果表明;随着信号分数带宽增加,超宽带雷达具有更远的作用距离。     

MIMO雷达的目标运动方向及速度估计

采用多个发射机单个阵列接收机的MIMO模型,利用目标对应于各发射机和接收机的速度矢量关系合成出目标运动方向上的速度．将目标运动方向上的速度矢量投影到接收机和目标的连线方向上估计出目标径向速度,并推导出估计性能公式．理论分析和仿真结果表明: MIMO雷达对速度的估计性能与目标、发射机和接收机形成的夹角有关,夹角越大,估计误差越小．     

相控阵雷达的线性调频步进ISAR成像分析

宽带相控阵雷达是一种新型的成像雷达,在目标识别方面呈现着重要的作用,但相控阵雷达天线对雷达信号瞬时宽带存在约束,为了得到高分辨的ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)图像,选取线性调频步进信号作为发射信号,等效合成大带宽雷达回波信号.文章分析了相控阵雷达不能发射或接收宽带信号的原因,计算了瞬时带宽的取值范围,对线性调频步进ISAR信号特性及合成距离包络法的工作原理进行了分析,探讨了线性调频步进信号ISAR处理方法.最后展示了目前的研究成果,基于实测数据的理论距离分辨力为0.25 m的相控阵雷达的线性调频步进ISAR舰船目标图像.     

分布式MIMO雷达的低截获特性分析

针对距离因子不适用于分析组网雷达低截获特性的问题,提出了能够定量衡量双基地雷达低截获特性的参数,并将其推广到组网雷达的情况．通过绘制参数的等值线图对分布式MIMO雷达的低截获特性进行了分析,给出了在不同空间分布下的MIMO雷达系统的“静寂”探测范围．仿真结果表明,相对于单基地雷达,分布式MIMO雷达系统的低截获特性不仅与雷达参数有关,还与系统中发射机与接收机的空间分布有关．分析表明,提高空间分集增益是实现低截获MIMO雷达的关键．     

一种新的步进频MIMO-SAR带宽合成的处理方法

针对步进频多发多收合成孔径雷达通道间存在相位误差影响距离带宽合成的问题,提出了一种基于回波数据的通道误差估计的两步处理方法．首先,提出一种距离向相位调整的对比度增强算法来估计子带内高阶相位误差,通过补偿得到聚焦的子带信号; 接着,对子带信号进行上采样和频谱移动,建立了一种旁瓣平衡模型,并推导得到旁瓣偏离率和常数相位误差的关系表达式,将实测数据的旁瓣偏离率代入便可计算得到通道间的常数相位误差．通过以上两步估计补偿后,在频率域完成步进频信号带宽合成,实现分辨率的提升．对实测数据进行处理,得到0.06m的距离分辨率,并对补偿前后合成孔径雷达成像结果进行对比分析,验证了该方法的正确性和高效性．     

基于频率分集探地雷达的介质参数估计方法

针对地下目标体周围介质参数估计问题,提出一种基于图像熵的介质参数估计方法。首先推导了介质条件下频率分集阵列探地雷达的点扩展函数,分析了点扩展函数与后向投影成像算法之间的联系,然后将频率分集探地雷达与超宽带探地雷达成像结果做了对比分析。对于同一块包含目标的待成像区域而言,介质参数对电磁波的传播速度有较大的影响,当采用不同的介质参数分别对该区域进行成像时,得到的成像结果亦不相同。对不同参数下的成像结果进行图像熵的计算,成像结果的图像熵值越小,则在使用该参数时成像的聚焦度越好,所对应的介质参数越接近其真实值。实验结果表明：在介质的电导率不为零时,频率分集探地雷达较超宽带探地雷达在目标定位成像方面具有更好的效果,且当目标为细长目标体时,所提出的参数估计方法能够对目标体周围介质参数进行有效估计。     

一种新兴的雷达体制——MIMO雷达

MIMO雷达实质上是一种体制的具体表现,是现时代比较新型的雷达,对雷达信号的传输具有重大意义,该制度早在21世纪初就被提出,直至今日仍然还备受很多专家和学者的关注,所以对MIMO雷达进行进一步的研究是必要的.为更深入了解MIMO雷达体制,本文作者根据自己对MIMO雷达体制的了解,简单概述了MIMO雷达理论与分类,然后在此基础上详细分析了MIMO雷达的信号处理过程.     

机载相控阵雷达多重中脉冲重复频率值的选择

文中首先讨论了任意面向机载相控阵脉冲多普勒雷达在采用空时二维自适应处理（ＳＴＡＰ）时，距离盲区和多普勒盲区的成因及其可能范围的估算，然后根据Ｍ／Ｎ检测准则提出了一种多重中脉冲重复频率（ＭＰＲＦ）值的快速选值算法，同时给出了一个具体的设计实例。     

Time resource allocation strategy for single beam phased array radar

In practical applications, single beam phased array radar can generate multiple directional beams and illuminate multiple targets, respectively. In this paper, we put forward a time-resource and the beam-width-of-joint-management algorithm to save the time resources. This paper describes the tracking precision of the target with the probability density function, and the ranging and velocity precision of the measurement will influence the tracking error. This paper uses the method of optimization to allocate the dwell time and beam width for each target. Simulation results show that, compared with the traditional adaptive methods of resource management, the method in this paper will guarantee the tracking accuracy and save the time resources for traking targets effectively, and will increase the maximum number of the targets the radar can track with the same tracking accuracy.     

Linear frequency diversity array synthetic aperture radar imaging based on enhanced back-projection algorithm

Based on the signal model of multiple carrier frequency (MCF) for linear frequency diversity array synthetic aperture radar (LFDA-SAR), we propose an enhanced back-projection (EBP) algorithm. Compensation for the quadratic phase error in echoes is executed and the spatial-variant range drifting amount and phase of the target are amended during the process of back-projection. The proposed algorithm can effectively rectify the image blurring and geometric distortion problem in classical back-projection imaging results, realize a high precision imaging of targets with an arbitrary imaging geometry and distinguish adjacent strong and weak targets. All results verify the effectiveness of the proposed algorithm.     

相控阵雷达移频卷积复合调制干扰方法研究

为实现对采用线性调频信号的相控阵雷达灵活有效干扰,解决稀疏与密集多假目标干扰信号快速生成问题,将卷积调制和移频调制有机结合,给出了一种移频卷积复合调制的相控阵雷达干扰方法.理论分析与仿真结果表明,该方法可充分利用卷积与移频调制的各自优点,不仅能在真实目标前后或周围快速生成稀疏多假目标,而且通过适时调整卷积脉冲串的重复周期,亦可快速生成密集假目标干扰并将真实目标淹没,形成了类似压制的干扰效果.     

相控平面阵机载预警雷达对天线旁瓣电平的要求

天线旁瓣电平的要求与脉冲重复频率的选择在机载预警（Ａｉｒｂｏｒｎｅ ＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇ－ＡＥＷ）雷达系统设计中十分重要，这方面已有不少工作，然而对于平面相控阵，采用可分离加权时，存在主平面旁瓣和非主平面旁瓣，前者一般比后者大４０ｄＢ以上（收发双程），使得远程杂波仍很强，研究表明，与传统观点相反，采用多重中重复频率体制，并不能降低传统空时级联ＡＥＷ雷达天线旁瓣电平的要求。     

基于空时自适应处理的机载机控阵雷达子阵结构研究

由于实际的杂波谱随距离呈现一定的非均匀性,相应地要求ＳＴＡＰ处理器在俯仰上也应具有可控自由度．文中以６４×１２ 正侧面矩形阵为例,比较了在总的空域自由度一定的条件下,３ 种子阵结构ＳＴＡＰ的性能．研究结果表明,当空域自由度在阵面的水平和垂直方向上（与距离对应）合理分配时,ＳＴＡＰ处理器能够自适应抑制与距离有关的强杂波,使整体剩余杂波加噪声功率下降２～３ ｄＢ,从而可使ＳＴＡＰ的潜能得到进一步的发挥     

Transmit beampattern synthesis and waveform design for 2-D wideband MIMO radar

For matching the desired transmit beampattern of the two dimensional(2-D) wideband MIMO radar system, a new transmit beampattern synthesis and waveform design algorithm is proposed based on the frquency invariant beamforming. In this algorithm, to eliminate any dependency on frequency of the emiting waveform, the 2-D fourier relationship between uniform rectangular array(URA) transmit beampattern and spectrum of emiting waveform is used. Then the cost function of waveform matching frequency response is established, which imposes a constraint on constant modulus. Finally, the alternating matrix fitting method is used to design unimodular sequences. The proposed method effectively mitigates frequency dispersion of the 2-D wideband MIMO radar transmit beampattern. Numerical simulations have proved the validity of this algorithm.     

相控阵机载雷达空时两维杂波预滤波处理方法

提出了一种对机载相控阵雷达进行空时两维杂波预滤波的处理方法．利用机载雷达杂波分布轨迹可由载机速度和雷达系统参数确定这一先验知识,设计了简单有效的空时两维两脉冲杂波对消器,并将其用作降维空时自适应处理(STAP)算法的预处理,进一步改善降维STAP算法的动目标检测性能．计算机仿真分析表明,预滤波处理对正侧视和非正侧视机载雷达都有很好的杂波抑制能力,进一步改善了常规动目标显示处理和降维STAP算法的动目标检测性能．该算法的有效性由某实测数据处理结果所验证．