单脉冲脉内互补低距离旁瓣雷达波形设计

雷达脉冲压缩的距离旁瓣较高将会导致遮蔽效应的产生,已有的低旁瓣波形设计都是基于全脉冲相关进行处理。本文利用波形组合的方法进行波形设计,基于单脉冲脉内分段脉压信号处理方式和互补码自相关求和零旁瓣特征相结合,利用频域正交设计,将两个或多个互补序列调制至不同频点以子脉冲的形式分段合并为恒模单脉冲雷达波形。仿真试验表明,本文设计的单脉冲脉内互补低旁瓣波形脉压后的峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平较低,分段脉压结合互补码零旁瓣特征的信号处理方式虽然会导致0.89 dB左右的信号处理增益损失和主瓣展宽,但却能够突破部分相位编码信号的峰值旁瓣电平下限。强弱目标场景仿真表明,与线性调频信号相比,本文提出的雷达波形不会导致强目标的副瓣对弱目标的遮掩。恒虚警检测仿真表明,在剔除强目标峰值后,本文所提波形对弱目标的检测概率要优于传统的线性调频信号。     

基于线性调频信号的综合脉冲与孔径雷达波形设计方法

 综合脉冲与孔径雷达(SIAR)是一种采用正交编码频率调制波形的多输入多输出(MIMO)雷达,本文对SIAR采用线性调频(LFM)脉冲信号时的波形设计问题进行研究.在对SIAR脉冲综合原理和LFM信号分析的基础上,给出了两种波形设计方法,对其性能进行了理论分析,并利用实际系统数据对其中一种波形进行了验证.计算机仿真结果和实测数据结果证实了这两种设计方法的有效性.     

基于Golay互补序列空时编码的MIMO雷达波形设计

针对多输入多输出(MIMO)雷达正交波形设计中数值优化方法所得波形脉冲压缩旁瓣较高的问题,该文提出一种基于Golay互补序列空时编码的设计方法。该方法利用Golay互补序列的互补性,并通过对序列构成的脉冲串进行扩展的空时编码,减小了波形的自相关旁瓣和互相关,从而降低了脉冲压缩波形的旁瓣;然后,为解决多普勒频移导致波形检测性能下降的问题,利用零空间向量加权法对脉冲压缩后波形进行多普勒补偿,显著提高了其目标检测能力。仿真结果验证了该文方法的有效性。     

线性调频信号脉压算法研究与仿真

由于羊载频脉冲信号的时宽带宽乘积接近于l,大的时宽和带宽不可兼得,在匹配滤波器理论下引入脉冲压缩的概念。线性调频信号和相位编码信号是2种典型的脉冲压缩信号,它具有大的时宽带宽积,满足距离分辨力和速度分辨力2项指标,在此首先介绍了LFM信号脉压分析,进而引出加权处理降低旁瓣。采用Matlab对LFM信号的加权脉压性能进行了详细分析,在给出仿真结果的同时,对结果进行了分析,可以看出进行加窗脉压可以有效地降低压缩输出中的旁瓣电平,提高主旁瓣比,取得了较好的效果。     

MIMO雷达正交频分相位编码波形优化

正交频分相位编码(Orthogonal Frequency Division-Phase Coded,OFD-PC)信号是多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达中的一种重要波形。为进一步提高该波形对目标的探测能力,在分析OFD-PC空域合成信号脉压特性的基础上,提出了一种降低其距离旁瓣的波形优化方法。一方面,通过优化选取自相关性能优良的相位编码序列来直接降低空域合成信号的距离旁瓣;另一方面,通过随机离散化OFD-PC信号中的载频间隔,构建一种非均匀间隔的OFD-PC信号形式,进一步改善其距离旁瓣特性。为合理平衡波形的正交性能和自相关性能,建立空时联合优化模型,并采用序列二次规划法求解。仿真结果表明,该方法能在获取近似全向发射功率方向图的同时,降低信号自相关距离旁瓣;所优化设计的波形比传统OFD-PC波形具备更优的脉冲压缩性能。     

基于接收滤波器设计的MIMO-SAR波形耦合抑制

针对同频正交编码信号发射波形的多输入多输出合成孔径雷达(Multiple-input and Multiple-output Synthesis Aperture Radar,MIMO-SAR)因波形互耦产生的互相关噪声降低成像质量问题,提出了基于辅助变量设计接收滤波器的方法,通过失配处理压低距离副瓣电平,有效抑制波形间耦合带来的影响;并定义了副瓣电平抑制因子、综合积分旁瓣比改善因子等指标定量分析了算法性能.数值仿真实验表明:该方法能有效抑制正交波形间的互相关噪声,最大副瓣电平抑制在10dB左右,综合积分旁瓣比改善可达2.5dB.     

基于主优化算法的雷达波形设计

为满足雷达复杂工作场景任务需求,提出一种基于主优化(MM)算法的低相关旁瓣、稀疏频谱波形设计方法;该方法首先建立最小化积分旁瓣电平准则下的恒模发射信号模型,并考虑工作频段拥塞情况下波形稀疏频谱特性,进而建立低相关旁瓣和稀疏频谱任务需求下的主优化(MM)目标函数表达式,最后利用主优化(MM)思想构造最小化积分旁瓣电平或稀疏频谱的算法框架。仿真结果表明,该算法能够有效降低积分旁瓣电平,并能够在干扰频段形成频带陷波,且在码长较长时仍具有较佳效果。     

基于幺模矩阵的MIMO雷达正交编码信号设计

针对MIMO雷达发射正交波形的要求,提出一种基于幺模矩阵的MIMO雷达信号设计的方法,该方法采用循环迭代算法,设计产生一组幺模的正交相位编码信号,通过仿真实验表明,由此算法设计信号波形具有较低的相关峰值旁瓣电平(PSL)和归一化的互相关峰值(CP)、支持更长的发射信号码长及良好的多普勒分辨率。且此算法具有收敛速度快、性能稳定、运算量低的特点。     

波形存储LFM信号源设计误差分析

该文分析了波形存储LFM信号源设计中数据量化精度、时钟抖动、D/A器件的线性误差和调制器、滤波器、放大器的输出特性误差对LFM信号雷达脉冲压缩结果旁瓣电平的影响,给出了量化关系式和数据,为实际工程设计提供了参考.     

应用正交码组信号的传统雷达距离旁瓣抑制方法

为了抑制传统雷达的距离旁瓣和提高传统雷达抗欺骗式干扰性能,该文提出一种传统雷达随机发射一组正交信号的信号发射策略。给定一组正交性好且距离旁瓣低的相位编码信号,雷达在每次发射时从这组波形中随机选取一个波形进行发射,接收端已知该发射信号波形并基于该波形对接收信号进行脉冲压缩,最后对多次相邻脉冲的回波信号进行相干积累。理论分析和仿真结果均表明,距离主瓣信号能够有效积累,而距离旁瓣信号近似白化,因而脉冲积累后可明显降低系统的最大距离旁瓣电平。     

正交频分非线性调频(OFD-NLFM)信号集设计及仿真分析

现有的MIMO类型雷达装置正交波形构建存在自关联旁瓣峰值以及互关联峰值结果大的状况,给出一种选取正交频分方式下的非线性调频方案OFD-NLFM。此方法采用OFD-NLFM方案能够最大限度地抑制自关联旁瓣(ASP)和互关联旁瓣(CP),得到自关联旁瓣和互关联旁瓣较好的正交波形集合。实验结果表明,本文方法的自关联旁瓣和互关联旁瓣最高点结果均低于50分贝。     

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。     

MIMO radar OFDM chirp waveform diversity design with sparse modeling and joint optimization

In multiple-input multiple-output radar systems, the employed waveforms should have a large time-bandwidth product, good correlation property and satisfactory ambiguity function performance. This paper proposes a orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) chirp waveform diversity design scheme with sparse modeling and joint optimization of the waveform code matrix and amplitude matrix. First, we formulate the waveform diversity design as a mathematical optimization problem with sparse modeling and optimally design a code matrix to select the hopping frequencies for each waveform. Thereafter, the waveform amplitudes are adaptively designed by minimizing the cross-correlation peaks with genetic algorithm. The proposed method can easily generate multiple pseudo-orthogonal waveforms with satisfactory correlation and ambiguity function performance. Additionally, the impacts of waveform number, hopping frequency interval and selectable frequency index are discussed. The superiority of the proposed OFDM chirp waveform design over existing methods is verified by extensive simulation results.     

一种基于遗传算法的正交波形设计方法

数字阵列雷达可通过子阵组合,发射多波束等方式实现同时搜索和跟踪不同空域目标,其中发射正交波形设计是数字阵列雷达的关键技术之一.本文以降低波形信号的自相关旁瓣峰值及互相关峰值为目标,采用改进的遗传算法对随机生成的四相码波形信号进行正交优化.仿真表明,优化设计的正交四相码波形相比于其他文献在自相关旁瓣峰值及互相关峰值性能上...     

基于稀疏矩阵和相关函数联合优化的MIMO-OFDM线性调频波形复用设计与实现方法

多输入多输出合成孔径雷达(Multiple-Input Multiple-Output Synthetic Aperture Radar, MIMO SAR)发射信号应该具有大时间带宽积和良好的模糊函数特性。该文联合优化稀疏矩阵和相关函数来设计多路正交的MIMO SAR 正交频分复用线性调频(OFDM chirp)信号,首先将MIMO SAR波形设计转化为跳频频率与跳频幅度的联合设计,并提出以最小化稀疏矩阵块相关系数及信号互相关峰值和为约束条件,采用迭代搜索法求解最佳编码矩阵;并以最小化信号自相关旁瓣峰值与互相关峰值之和为约束条件,采用遗传算法确定最佳幅度矩阵;最后采用组合优化搜索法设计出最佳信号。文中还分析了发射阵元数目、跳频总间隔数及总频率选择数与信号性能之间的关系。仿真结果表明此方法可以设计多路正交大时间带宽积OFDM chirp信号,同时降低信号的互相关峰值与自相关旁瓣峰值、提高互模糊性能。      

MIMO雷达相位编码波形设计与实现

MIMO雷达为了避免通道间的相互干扰,为了获得对多目标检测的高分辨率,因此设计具有低自相关旁瓣峰值和互相关的正交信号集对于实现MIMO雷达系统是至关重要的,正交相位编码信号就具有上述优点.针对MIMO雷达发射波形正交的特点,以二相码为例的设计原理,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二相码波形产生器.给出了基于AD9910单频调制方式产生单通道二相码信号的方法和OSK功能产生多通道二相码信号的方法,并给出了测试结果,验证了方案的正确性和可行性.     

MIMO雷达正交混沌调频波形集设计

正交波形设计是实现MIMO雷达的关键技术之一,目前正交波形设计方法主要多采用统计优化算法,如模拟退火、遗传算法等,此类方法主要缺点是算法耗时长、效率低,且所设计的波形集性能随着波形个数的增加而下降,针对此问题,提出一种基于混沌调频的MIMO雷达正交波形集设计方法,采用混沌调频信号作为MIMO雷达的发射波形,利用混沌序列良好的统计特性,无需寻优处理即可得到性能优越的正交波形集,且理论上可以得到任意数目的波形而不损失波形集性能,因此,该方法在算法效率和波形多样性方面具有优势,计算机仿真实验验证了设计方法的有效性。      

抑制特定区间距离旁瓣的恒模波形设计方法

 该文提出在特定的距离旁瓣区间具有极低相关幅值的恒模波形设计方法。该类波形可应用于具有发射自适应能力的雷达、声呐和通信系统,以抑制距离旁瓣遮蔽和多路径等干扰。该文使用0-1加权的积分旁瓣电平构造目标函数,将波形设计转化为无约束优化问题。针对目标函数的特点,基于功率谱拟合的思想提出了初始点选择算法,推导了目标函数梯度和Hessian矩阵的解析表达式,并利用子空间信赖域算法求解该优化问题,提高了优化过程的计算效率。计算机仿真表明,对于连续区间和多个离散点的距离旁瓣抑制,均能提供较好的效果。