基于频谱校正的中国余数定理多普勒频率估计算法

脉冲多普勒(PD)雷达能够检测目标多普勒频率和有效抑制杂波,该优势使得PD雷达得到了广泛应用。但速度模糊的存在,往往对PD目标检测带来困难。该文紧密结合PD雷达体制的特点,在基于PD雷达参差重频模式下,提出一种基于全相位离散傅里叶变换(DFT)相位差频谱校正的最优余数封闭式鲁棒中国余数定理(CFRCRT)的多普勒频率估计算法。理论分析和仿真实验表明该文算法在测量精度和实时性能上可以满足工程上应用的需求。     

基于交替投影的MIMO雷达最优波形设计

该文研究用于多输入多输出(MIMO)雷达的具有低相关旁瓣的恒模波形设计方法,这类波形可以抑制距离旁瓣遮蔽和不同信号回波之间的相互干扰。首先,根据非周期相关函数与功率谱(PSD)之间的傅里叶变换对关系,将波形的相关特性优化问题转换为功率谱优化问题;然后,基于功率谱拟合的思想,将设计波形的功率谱向理想波形功率谱逼近;最后,在时、频域交替投影的算法框架下,利用快速傅里叶变换(FFT)实现波形的优化设计。计算机仿真表明,该算法能够设计具有良好相关特性的MIMO雷达波形且运算效率较高。     

二相四群补码相位调制加线性调频雷达发射波形研究

混合雷达波形设计是提高雷达系统性能指标的一种手段,对提高雷达抗干扰能力,降低脉冲压缩的距离副瓣电平,从而提高目标的检测能力具有重要的意义。本文基于线性调频和二相四群补码共同调制波形的基础上,讨论了此类混合波形的模糊函数、多普勒敏感性及脉冲压缩的副瓣电平和多普勒频率及码元宽度等之间的关系。     

基于HT-MDCFT的高速机动目标运动参数估计

针对低信噪比条件下高速机动目标运动参数估计问题,将Hough变换(HT)和修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)相结合,提出一种新的雷达信号处理算法(HMDCFT)。该算法首先采用Hough变换,从距离像图像中提取目标运动轨迹特征,校正距离走动并解速度模糊;然后利用MDCFT校正多普勒频率徙动,估计目标运动参数;最后沿估计的目标运动轨迹对回波能量进行相参积累。数值实验表明,该方法具有优越的抗噪声能力和运动参数估计性能。相比于利用距离像间相关性的包络互相关法,其抗噪声能力提升了约17.6 dB;即使雷达回波输入信噪比低至-35 dB,该方法仍可精确估计目标运动参数,充分聚焦目标回波能量。     

基于联合优化松弛交替投影的组网雷达恒模波形设计

针对组网雷达工作频段拥塞、高自相关距离旁瓣及节点雷达间波形互干扰等问题,该文在恒模约束下引入联合优化松弛交替投影算法来设计稀疏频谱波形,使其同时具有低自相关旁瓣或低节点雷达间波形互扰特性。该算法利用功率谱与非周期相关函数的傅里叶变换关系将原优化问题转化为谱逼近问题,并通过多目标联合优化机制综合考虑各设计要求,引入松弛因子和加速因子扩展交替投影框架来优化收敛投影区,最终凭借快速傅里叶变换及加速交替投影机制实现迭代优化。仿真结果表明,该算法无需求解梯度,运算效率高且能够有效避免局部优化停滞,与当前流行投影算法及循环算法相比更适合工程实现。     

组网雷达低自相关旁瓣和互相关干扰的稀疏频谱波形设计方法

组网雷达在提高目标检测、跟踪和抗干扰性能方面表现出巨大潜力,但也存在高自相关距离旁瓣和各节点雷达间波形的互相关干扰问题,同时还面临工作频段拥塞问题,尤其是工作在高频(HF)至超高频(UHF)的宽带组网雷达。针对上述问题,该文在信号恒模约束下,建立联合优化功率谱密度(Power Spectrum Density, PSD),以及自相关和互相关函数积分旁瓣电平(Integrated Sidelobe Level, ISL)的波形设计目标函数。利用离散傅里叶变换性质和特征子空间分解,提出一种低运算复杂度的循环迭代算法求解该目标函数。仿真结果表明,优化后各节点雷达发射波形具有稀疏频谱特性,同时还具有低自相关和互相关干扰旁瓣,所提算法具有较高的运算效率。     

一种基于傅里叶级数的E脉冲识别波形综合方法

为了直接发射E脉冲进行雷达目标识别,本文从理论上推导了产生特定矩形基编码脉冲信号傅里叶级数系数的一般性表达式;提出了一种基于傅里叶级数的E脉冲目标识别波形综合方法;给出了参数设计原则以及综合E脉冲波形的系统组成框图;并利用细导线散射场数据仿真了理论E脉冲和综合E脉冲目标识别性能;验证了本文提出的方法的可行性。     

PD雷达信号模糊函数的计算

雷达信号波形直接影响到雷达发射机的形式、信号处理方式、雷达的距离和速度特性。为了研究PD（脉冲多普勒）雷达的信号特性,基于雷达信号波形设计,从几类PD雷达发射信号出发,给出了单载频矩形脉冲信号、相参脉冲串信号和线性调频信号等不同雷达信号的模糊函数计算公式。在MATLAB平台上建立了模糊函数的仿真模型,并绘制出模糊函数图。根据模糊函数图形分析了各类信号特点。仿真结果表明,模糊函数能较好地描述雷达信号在距离和速度上的测量精度和分辨力。     

基于双DDS的LFMCW雷达主动测距技术

线性调频连续波(LFMCW)雷达回波的差拍中频信号包含探测目标的距离信息和多普勒信息,它们可以通过对差拍中频信号进行二维快速傅里叶变换分别得到.但是二维FFT处理距离副瓣高,距离分辨率差,不能有效地消除不同距离单元之间距离副瓣的相互影响.文中提出一种LFMCW雷达的主动测距技术,可以有效隔离距离副瓣,提高雷达的距离分辨率,实现主动方式测距.最后给出了实现方法和实验结果.     

基于连续小波变换的雷达信号处理

在步进频率雷达一维距离成像技术中,经典的傅里叶变换算法受到距离分辨率的限制,并且存在较高的副瓣电平。针对这一问题,本文提出将连续小波变换算法用于频率步进雷达的一维距离成像。该方法在保持高距离分辨率的同时,可有效降低回波信号的副瓣电平。     

步进频波形优化设计及处理技术

为增大步进频信号对多普勒效应的容忍度,文中对波形参数进行了优化设计。通过研究认为,对多普勒效应的容忍范围与脉冲重复周期之间存在强耦合关系,为增大容忍范围需要尽可能减小脉冲重复周期。为解决因减小重复周期而可能带来的距离模糊问题,提出了在频率上对发射端和接收端进行异步设置的处理技术,并且为了避免雷达作用范围内的盲区,提出了根据目标所在距离自适应设计信号波形参数的方法,此方法与处理技术特别适用于远程警戒雷达。     

基于随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换的相参积累

针对远程隐身目标微弱回波的低信噪比检测和多普勒模糊下的参数测量问题,该文采用随机脉冲重复间隔Radon-Fourier变换(RPRI-RFT)实现回波脉冲的长时间相参积累和盲速旁瓣(BSSL)抑制。通过分析PRI随机抖动量与多普勒模糊旁瓣均值、随机调制噪声谱方差的定量关系,表明增加积累脉冲数量可以降低调制噪声的影响,并针对脉冲数增加导致的回波跨距离单元的问题,提出RPRI-RFT实现回波脉冲的有效相参积累。理论分析和仿真结果表明,RPRI-RFT能够降低随机调制噪声,同时可以抑制盲速旁瓣,从而有效提高低重复频率雷达对远程、微弱高速多目标的检测和测量能力。     

一种新的随机PRI脉冲多普勒雷达无模糊MTD算法

传统的脉冲多普勒雷达存在严重的测距测速模糊和盲区效应。该文结合压缩感知理论,考虑在正常脉冲重复间隔(Pulse Repetition Interval, PRI)上叠加一个随机扰动,并把PRI的随机变化巧妙转化为稀疏观测矩阵的受限等距性质(Restricted Isometry Property, RIP),提出了一种新的全相参动目标检测(Moving Target Detection, MTD)技术。并重点研究了距离速度模糊消除技术,给出了不模糊测距测速的参数设计充分条件。仿真实验结果表明,该方案检测性能高、无模糊、无盲区,并且相比传统的多脉冲串参差重频方法而言,只需一个脉冲串,大大缩短了相参处理周期。      

基于Keystone变换的多目标距离走动校正

微弱目标检测中,高速运动目标的跨距离单元走动会影响长时间相参积累的效果,需要预先加以校正。针对以往Keystone变换法在校正走动时,不能同时校正模糊数不同的多目标走动的不足,提出了一种改进的Keystone变换算法,在无模糊的Keystone变换之后,通过单元最大模糊数搜索快速得到多个目标的模糊数,使各目标根据自身运动特性得到校正,从而延长相参积累时间、提高积累增益。仿真结果验证了算法的有效性。     

有色噪声背景下自适应雷达波形优化设计

仅以提高雷达检测性能为目标所设计的发射波形通常具有较高距离旁瓣和峰均比,不利于微弱信号检测和实际工程应用。针对上述问题,提出目标信号子空间加权的自适应波形优化方法。给出利用环境中有色噪声的统计特性改善目标检测性能的系统模型,选取目标-有色噪声矩阵的大特征向量构成目标信号子空间,建立在该子空间上优化加权系数使发射波形满足自相关性能和峰均比约束的目标函数,并采用序列二次规划算法进行求解。该方法所优化发射波形能有效抑制有色噪声,同时获得较好的自相关特性和峰均比,改善雷达综合性能。仿真结果表明了该方法的有效性和灵活性。     

基于变换谱相干积累的片段信号PRI检测

受自身搜索方式和目标辐射源波束调度的影响,侦察系统往往只能截获辐射源的部分信号,这为后续分选处理带来了很大挑战.针对该问题,提出了通过时PRI变换谱进行相干积累以提高真实PRI检测概率的方法.首先介绍了PRI变换法,对算法原理进行了说明;接着从理论上推导了PRI变换谱峰值与脉冲个数的关系,指出了PRI变换谱的相干积累特性,并分析了其对虚假脉冲的适应能力;最后通过仿真试验对理论分析进行了验证.仿真结果表明,文中提出的方法能够有效提高片段信号的PRI 谱峰,从而有利于提高检测概率.     

基于脉位跳变的脉冲多普勒雷达波形性能研究

脉冲多普勒体制的雷达（PD雷达）中常面临测距模糊问题,针对这一应用需求提出了一种改进的脉冲波形一脉位跳变波形。阐述了这种波形的结构、无模糊测距的原理以及接收方法,并对其抗距离遮挡、抗干扰性能进行了分析．通过使用脉位跳变波形结合分路处理方式来解决测距的模糊问题。这种波形兼容于常规PD雷达的处理机结构易于实现相干积累,符合...     

一种多目标FMCW雷达的高效距离速度测量方法

为实现FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）雷达在复杂多目标场合的无模糊测量,本文提出了一种梯形波调制方式,并首次推导了其在最坏情况下的虚假匹配结果数.在此基础上,本文创新地设计了快速中频容差匹配算法（TFBM,Tolerance-Fast Beat frequency Matching）和虚假目标消除算法（FGTC,Fast Ghost Targets Canceling）及其对应的容差匹配条件.其中TFBM算法可以根据一个梯形周期的测量结果,容差、快速地找出所有可能的匹配;FGTC算法可以消除TFBM算法结果中的虚假目标.严格地理论推导和仿真结果表明,在梯形波调制下的FMCW雷达配合使用TFBM和FGTC算法不仅可以无模糊测量多目标的速度、距离信息,而且可以显著地降低计算复杂度.     

用多基地雷达系统测量目标速度矢量

三维速度测量在目标探测与分析中具有重要的意义.本文首先提出一种新的能有效实现时延频移解耦的雷达发射波形,分析了发射波形的模糊函数.分析了T-R4近程多基地雷达系统中目标速度矢量的测量方法,导出了与发射机位置无关的目标速度矢量算法公式,由于与发射机位置无关,该算法十分适合于发射机位置不固定的应用场合.文中对系统性能进行了分析并给出了计算机仿真结果.     

利用多转发器直播卫星信号的外辐射源目标探测技术

根据某直播卫星实际信号的特点,分析了该直播卫星信号作为外辐射源的最大探测距离以及距离走动、频率扩散对目标探测的影响。通过实际信号的原理验证实验,进一步证明了该目标探测手段的可行性。提出了利用该直播卫星多路转发器信号实现相参积累的方法,并介绍了相参积累的原理。最后,利用对模糊函数的输出进行二维插值的方法,推导并仿真了相参积累的算法。仿真结果表明：利用该直播卫星信号作为外辐射源的7路转发器信号实现相参积累,检测信噪比可以提高8 dB。