基于LTE 信号的浮空平台外辐射源雷达目标探测技术研究

外辐射源雷达常用的调频广播、全球移动通信系统(GSM)等窄带信号照射源都具有较低的距离分辨率及多普勒分辨率。针对这一问题,提出了一种以宽带LTE(长期演进系统)信号作为照射源的浮空平台外辐射源雷达体制。阐述了该种体制雷达的目标探测原理,分析了LTE 信号生成机理以及该信号的距离分辨率、速度分辨率、模糊函数及探测威力。计算机仿真表明,利用LTE 信号能够成功实现目标探测。     

移动平台外辐射源雷达实验研究

利用新近研制的超高频频段多通道外辐射源雷达系统,在国内率先开展基于数字电视信号的移动平台外辐射源雷达实验研究.首先建立了单频网结构下移动平台接收信号模型.接着详细论述了利用扩展相消批处理算法与空时自适应处理联合抑制直达波和地杂波的方法.最后重点介绍了实验开展情况,包括系统配置、典型结果与分析.仿真和实测数据的处理结果证明了模型的正确性和所用方法抑制杂波的优越性,为该探测技术的发展提供了理论和实验基础.     

基于LTE信号的外辐射源雷达同频基站干扰抑制方法研究

针对基于LTE信号的外辐射源雷达接收信号包含多个同频发射基站的直达波和多径杂波干扰的问题,该文对传统的外辐射源雷达信号处理流程进行了改进,增加了对同频基站干扰的处理步骤,提出了一种基于卷积混合模型的盲源分离算法来抑制同频基站的杂波干扰。假设混合矩阵是一个矢量线性时不变滤波器矩阵,以互信息为代价函数,通过求取互信息的梯度,用最速下降法进行迭代,分离准则是使分离后的信号之间互信息最小化。仿真表明,该文算法能够有效地抑制LTE信号同频发射基站的杂波干扰,为后续的主基站杂波对消处理提供了基础。     

一种改进的外辐射源雷达直达波对消算法

针对外辐射源雷达的直达波对消技术,传统的变步长对消算法依据参考信号或对消后瞬时误差进行步长调整,对于剩余的目标回波等信号也产生了抑制效果,同时影响了直达波信号的对消效果,为此,提出了一种基于对消信号与直达波的相关性的Sigmoid函数变步长最小均方(Variable Step Size LMS based on Sigmoid function,SVSLMS)算法,根据对消后的信号与直达波的相关性进行步长调整。理论分析与仿真结果表明,改进的SVSLMS算法对直达波对消有更快的收敛速度,同时对目标回波信号的影响更小。     

基于小波域KL变换外辐射源雷达杂波抑制算法

基于小波域KL变换,对外辐射源雷达杂波抑制算法进行了研究.针对雷达记录中,传统KL变换滤波在整个时间轴上不相关,对某时间段部分细节缺乏分析.在记录雷达数据时,以KL变换为基础改善的算法——wavelet域名"KL转换方法"将被提案,改进后的算法完全可以过滤随机噪音和水平波,突出了有效波.通过理论数据及实测数据处理,发现...     

外辐射源雷达关键技术研究

外辐射源雷达系统具有隐蔽性好、反隐身能力及抗干扰能力强、系统简单可靠等优点,近年来受到各国的重视,得到了较快的发展。影响外辐射源雷达性能的主要因素有直达波信号对消、多径信号对消、同频干扰的消除等,在系统设计中应进行针对性设计。文中以基于调频广播信号的外辐射源雷达系统为例,介绍了外辐射源雷达系统的原理、组成及性能,重点分析和研究了外辐射源雷达的关键技术。     

DRM外辐射源雷达多普勒扩展杂波抑制算法研究

数字调幅广播(DRM)外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题,其中不仅包含静止地面散射物引起的无多普勒频移多径杂波,还有经运动海面等散射引起的具有多普勒频移扩展的多径杂波。扩展相消杂波抑制类(ECA)算法常被用于无源雷达杂波抑制,但均仅针对无多普勒频移的多径杂波。文中建立了考虑多普勒频移扩展杂波的该无源雷达信号模型,结合信号波形特点提出了载波域ECA算法(ECA-C)的扩展算法,深入分析了扩展ECA-C算法的多径杂波抑制机理。该方法通过对各载波信号组成进行分析,构造相应的杂波子空间,利用子空间正交投影可同时对静止的和具有多普勒频移的多径杂波进行抑制,提高了系统的杂波抑制能力,进而改善了弱目标检测能力。理论分析和实测数据处理结果表明了该算法的优越性。     

外辐射源雷达滑窗扩展相消算法并行实现

杂波抑制是外辐射源雷达信号处理中的关键技术之一。ECA-S算法突破了ECA-B算法在实际数据处理中对分段数的限制,通过给每段分段信号增添滑窗,在增加分段数的同时保证了足够的积累时间,具有更好的滤波效果,但这一改进效果是以增大空间和时间复杂度为代价而得到。结合图形处理器(GPU)数据吞吐量大、并行处理简单、适宜解决计算密集型问题的特点,提出一种适用于GPU处理的ECAS时域杂波抑制并行实现方法。实测数据验证了该算法的有效性,并满足实时处理的需求。     

采样速率偏差对数字电视外辐射源雷达性能影响研究

外辐射源雷达利用非合作照射源信号探测目标,参考信号提纯和监测信号杂波抑制是实现目标信号检测的关键。该文针对数字电视外辐射源雷达接收系统中存在的采样速率偏差问题,首先建立信号模型,从理论上分析了采样速率偏差对参考信号重构性能的影响,然后探讨了采样速率偏差对时域杂波抑制和相关匹配接收的影响。仿真结果说明存在采样速率偏差时,提高接收端采样速率可以降低参考信号的重构误码率;不同的时域杂波抑制算法对采样速率偏差的表现不同;采样速率偏差对时域杂波抑制的影响较大,对相关匹配接收的影响较小。实测数据处理验证了上述结论的正确性,为提高数字电视外辐射源雷达的目标探测性能提供了理论依据。     

外辐射源雷达扩展相消批处理杂波抑制算法的调制补偿

外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题,扩展相消批处理算法(ECA-B)是一种有效的杂波抑制算法,但该算法的分块批处理使得相消距离元内的杂波和目标回波受到调制,导致杂波不能被完全相消而且会产生附加的模糊目标。该文分析了ECA-B算法的调制机理并提出了相应的补偿方法,该方法首先通过载波频偏精估计来补偿杂波调制,然后通过合理选择分块数以避免目标调制或通过估计调制距离元处每块信号的零频分量来补偿目标调制。仿真和实测数据处理结果验证了文中调制机理分析的正确性和所提方法的有效性,完善了该算法的性能。     

一种无源双基地雷达直达波恢复方法研究

在山地及城市附近的应用中,严重的多径杂波造成基于调频广播的无源双基地雷达直达波信号恢复困难。文中提出了采用基于空间分集的常数模盲均衡算法,利用空间分集的多通道,实现信号衰落的补偿,而利用常数模盲均衡算法,实现恒模的调频广播信号的反卷积运算,从而完成了对多径的抑制,获得高质量的直达波信号。计算机仿真表明：与无分集的常数模盲均衡算法相比,所提算法获得了更好的目标检测性能。     

Fractionally Nyquist Sample Spaced ARMA Blind Equalizer for Direct Signal Recovery in Passive Bistatic Radar

This paper proposes a modified signal pro-cessing structure based on the fractionally Nyquist sample spaced structure for passive bistatic radar. To recover the direct signal from the multipath clutter, an equalizer of the Auto regressive moving average (ARMA) type is pro-posed based on the fractionally Nyquist sample spaced con-stant modulus algorithm. Compared with the conventional Nyquist sample spaced equalizer, the equalizer of the frac-tionally Nyquist sample spaced ARMA structure is more effective in dealing with deep fading multipath channels with zeros near the unit circle. Computer simulations and real data tests indicate that the proposed approach out-performs the conventional processing structure in terms of both clutter residual and mean square error.     

数字调幅广播外辐射源雷达信号性能研究

DRM数字调幅广播作为取代传统中短波模拟调幅广播的新标准在全球获得迅猛发展,针对DRM广播新体制高频外辐射源雷达,首先参照DRM信号结构从理论上仿真研究了DRM信号的模糊函数特性,重点分析了模糊函数中副峰产生的机理并提出了副峰抑制的方法;然后结合我国首次获得的DRM外辐射源雷达实测数据处理对理论分析结果和副峰抑制方法进行了验证。结果表明:经过副峰处理后的DRM信号具有良好的图钉状模糊函数,是一种理想的高频外辐射探测机会照射源,为后续目标探测研究奠定了基础。     

基于双极化融合的外辐射源雷达实验分析

雷达极化学揭示了电磁波与目标相互作用的变极化效应,充分挖掘和利用目标极化信息,对提高雷达探测性能具有重要意义。文中对在外辐射源雷达(PBR)探测中利用双极化特征提高探测性能进行了研究。首先,对目标和城区杂波的PBR双极化特性分别进行了仿真计算与实测分析,得到了其交叉极化分量与共极化分量之间的大小关系,为PBR中双极化技术应用提供了基础;然后,根据无源相干定位技术推导了PBR 探测公式,揭示了其与目标双站距离、极化散射特性、多普勒频率之间的关系;最后,根据实验结果具体分析了双极化技术对PBR探测性能改善情况。研究表明,由于双极化探测更充分、有效地利用了目标自身极化散射特性,并用交叉极化方式有效抑制了杂波,所以采用双极化融合技术能有效提高PBR 探测性能。     

无源双基地雷达测频技术研究

将DOA与多普勒速度的联合估计定位应用于双基地雷达，重点分析双基地雷达系统中对目标回波频率量的无源检测方法。     

球-地双基地雷达云雨杂波建模与仿真研究

以空地为背景,研究了基于球载发射源,地面接收站的双基地雷达云雨杂波建模与仿真问题。首先给出了球-地双基地椭球与云雨杂波区域的几何关系,并建立了球-地双基地雷达云雨杂波空间几何模型,给出了基于云雨杂波反射特性、杂波的幅度起伏、杂波的频谱分布以及雷达系统参数的球-地双基地雷达杂波建模方法,导出了球-地双基地雷达在指定距离门内云雨杂波模型的表达式,最后仿真分析了球-地双基地雷达云雨杂波的距离方位维杂波强度和距离-多普勒二维谱,为后续球-地双基地雷达云雨杂波区域目标检测问题的研究提供了仿真数据和理论基础。     

基于OFDM信号的外辐射源雷达杂波信道估计

基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号调制特性的外辐射源雷达杂波信道状态信息估计方法,针对OFDM外辐射源雷达探测存在的问题,提出了基于信号特性的处理方法。针对该体制雷达中纯净的直达波信号获取问题,提出基于模糊函数的方法提取导频的周期信息,从而得到导频的位置信息,然后,利用导频信息得到杂波信道脉冲响应信息估计。相比常规的处理方法,文中方法能够在参考信号包含多径时得到正确的杂波信道状态信息。     

基于盲源分离的无源雷达信号处理研究

为解决基于FM资源的无源雷达直达波与目标反射波的精确提取与分离比较困难的问题,在对数据进行源数估计后,将改进的FastICA算法应用于无源雷达直达波与目标反射波的提取中,最后运用基于相关系数的排序和相位调整算法对排序和相位进行调整。仿真结果表明运用该方法可以实现从同频、邻频的混合信号中精确分离和提取出元源雷达直达波与目标反射波信号,为进一步的无源雷达精确定位估计打好了基础。     

无源双基地雷达动目标快速检测算法

在无源双基地雷达系统中,动目标的时延和多普勒频移估计是通过计算直达波信号和目标回波信号的互模糊函数来实现的。提出了首先利用级联积分梳状滤波器（CIC滤波器）对不同时延的互模糊函数进行抽取,然后进行FFT变换的动目标快速检测算法。CIC滤波器在数据抽取过程中能够有效抑制频率混叠干扰及通带信号衰减问题,同时由于信号采样频率的降低,FFT变换的频率分析范围将大大减小,从而明显提高信号处理速度。该算法可以从任意距离单元开始估计目标的多普勒频移,所以可以对数据进行并行处理,这将进一步提高信号检测和处理速度。最后,利用仿真数据验证了该算法的有效性。