融合失配处理和LMS滤波的雷达通信一体化OFDM信号距离旁瓣抑制技术

随着5G乃至未来6G无线通信技术的发展,无线通信设备数量呈现爆炸式增长趋势。与之矛盾的是,电磁频谱环境日趋拥堵,接近枯竭的传统通信频段已无法满足激增的业务需求。在此背景下,面向雷达与通信的频谱共享的一体化信号引起了工业界和学术界的极大关注。然而,在匹配滤波框架下,一体化信号无法兼顾雷达和通信性能。通信信息势必会在雷达模糊函数中产生高旁瓣和伪峰。为此,部分学者基于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）共享信号,提出将高旁瓣和伪峰外推至雷达观测窗口外的失配处理方法,用以兼顾雷达模糊性能。然而,该方法会产生信噪比损失,且信噪比损失随观测窗口增大而增大。鉴于此,本文提出融合失配处理和最小均方（Least Mean Square, LMS）滤波的算法。通过LMS和失配处理的深度融合,可突破信噪比损失与观测窗口宽度之间的约束,进而能在不减小观测范围的条件下降低信噪比损失,或在相同信噪比损失下大幅提升观测范围。      

大时带积非线性调频脉压信号及其性能分析

采用多种频域窗函数综合出了一组大时带积非线性调频脉冲压缩信号,其中一些窗函数的应用尚未见类似的研究报道.本文模拟分析了这类信号的分辨力和多普勒响应性能,并与实验结果进行分析比较,总结了设计大时带积非线性调频脉压信号窗函数的选择原则.该组信号应用于远程警戒雷达可收到增加检测目标动态范围而不降低作用距离的实效.     

一种超低副瓣非线性调频脉压信号的性能分析

根据非线性调频函数的调频曲线,拟合出一种新的调频函数曲线,使该函数在定义域内的值及其一、二阶导数与调频S曲线高度一致。据此提出调频函数的假设数学模型,将线性调频信号与非线性调频信号统一起来。采用Matlab软件对该模型的脉压过程进行了仿真,同时对基于该函数的脉压性能进行了分析和讨论。最后,简单介绍了这种信号在空管雷达领域的应用。     

基于失配处理的OFDM雷达通信一体化共享信号旁瓣抑制技术

现代电子信息系统的应用领域在不断拓展,导致雷达和通信的带宽需求日益增长、工作频段不断重合,引发了电磁频谱竞争激烈、电磁干扰严重和电磁资源利用率低下等诸多问题。鉴于此,国内外专家学者提出了雷达通信一体化共享信号的解决思路。其中,OFDM信号被视为最有潜力的一体化共享信号。然而,受通信信息的高随机性和OFDM帧结构的周期性影响,该信号的雷达点扩展函数旁瓣较高,且存在大量伪峰。为此,本文围绕OFDM雷达通信一体化共享信号,从模糊函数的角度剖析了该信号的本质缺陷,并提出了一种利用失配滤波将旁瓣和伪峰外推至雷达观测窗口外的处理算法。通过理论分析和仿真可知,该算法可使OFDM一体化共享信号兼备高速通信和高性能雷达探测性能。      

一种分布式MIMO雷达正交波形和失配滤波器组联合设计方法

针对分布式MIMO雷达正交相位编码信号和其失配滤波器组分开设计输出的距离旁瓣电平仍然过高的问题,该文提出一种正交相位编码信号和失配滤波器组联合设计方法。首先,以约束信噪比损失和最小化失配滤波组输出的距离旁瓣电平为目标,构建联合设计准则。然后,根据最小p范数算法的理论,给出一种基于L-BFGS算法的双最小p范数算法进行求解。仿真结果表明,与分开设计方法相比,该文方法输出的距离旁瓣电平可以进一步降低。     

基于移频滤波的脉压雷达抗干扰方法

针对线性调频(LFM)脉冲压缩雷达易受移频欺骗干扰影响的问题,提出了基于移频检测的起始频率捷变LFM雷达抗干扰方法.通过分析匹配滤波器参考函数、目标回波信号和干扰信号在频域的相对位置,利用脉间LFM信号起始频率不同的特点,将接收信号进行移频,使得目标回波信号分量无脉压输出,从而确定干扰信号分量在时域的位置,通过时域选通对未进行移频的接收信号脉压结果中的干扰进行滤除达到抗干扰目的.仿真分析了移频检测抗干扰性能,结果验证了所提方法的有效性.     

单个线性调频脉冲信号测速方法之研究

对单个线性调频脉冲信号测速进行了研究，分析了线性调频脉冲信号的处理过程，得到匹配滤波输出信号的峰值幅度模型，提出利用双通道数字滤波器实现单个脉冲测速的方法，并给出了利用匹配滤波输出信号的幅度信息计算多普勒频移和目标速度的表达式，最后通过数字视频信号仿真证明了该方法的正确性。     

MIMO雷达正交频分非线性调频波形设计

正交波形是多输入多输出雷达应用最广泛的波形,评价波形正交性好坏的重要指标是波形的自相关和互相关性能。针对正交频分线性调频信号的自相关存在主副比低且加窗抑制旁瓣会带来主瓣展宽和失配损失的问题,本文提出了正交频分非线性调频信号的模型和设计方法。仿真分析证明了该种波形比正交线性调频信号具有更好的相关性能。     

基于SSC盲移频的NLFM雷达干扰技术研究

非线性调频(NLFM)信号进行脉冲压缩后具有副瓣低且无信噪比损失的优点,在现代电子战中得到了广泛应用,常用移频干扰对此类雷达进行干扰.针对调频斜率捷变的雷达会使移频干扰信号的位置发生改变,使其失去干扰效果.提出了一种基于频谱扩展-压缩(SSC)盲移频的NLFM雷达干扰技术.该技术在不需要测得NLFM调频曲线的情况下,通...     

雷达脉冲压缩低旁瓣发射波形和非匹配滤波联合设计方法

为有效抑制雷达波形的脉冲压缩旁瓣水平,提高雷达弱目标检测和成像性能,本文提出了雷达波形和滤波器联合设计抑制脉冲压缩旁瓣水平的方法,建立了雷达波形和滤波器联合设计数学模型,基于分块坐标下降方法分解了联合设计问题,提出了一种联合优化算法,将该方法扩展到了正交波形和滤波器组设计,并提出一种并行优化的联合设计方法.仿真结果表明,本文方法比传统方法具有更快的运行速度.该方法可有效扩展至正交波形和滤波器组设计问题.     

脉冲多普勒天气雷达解模糊处理

介绍了脉冲多普勒天气雷达解速度模糊和消距离模糊的原理，给出了几种常用解模糊方法的具体算法及其仿真结果，并对不同处理方法的性能进行了比较。描述了在某x波段车载脉冲多普勒天气雷达以通用DSP芯片TMS320C6701为核心的信号处理系统中，采用双脉冲重复频率解模糊的具体实现方法，最后给出了解速度模糊和消距离模糊的实际效果图。     

一种双极化气象雷达自适应谱极化滤波方法

针对双极化气象雷达中非气象回波的滤除问题,该文提出一种基于詹森-香农散度原理的自适应移动谱去极化比(AMsDR)滤波方法。该方法根据不同方位向回波的谱去极化比分布情况,利用气象回波和杂波在距离-多普勒图上的特征差异实现气象回波的保留和杂波的滤除。与现有固定阈值的移动谱去极化比滤波器相比,AMsDR滤波方法可根据不同方位向降雨和杂波的回波差异自适应地选择滤波阈值,提高杂波抑制与降雨保留性能。      

雷达副瓣匿影性能评估方法

副瓣匿影是雷达抗欺骗式干扰的一项有效措施,文中通过介绍副瓣匿影工作原理、流程和性能评估指标和方法,结合抗干扰试验,从匿影天线设计、匿影通道增益补偿、匿影处理的环节、匿影距离单元的选取及对目标回波的影响分析五个方面分析副瓣匿影关键技术,提出性能评估指标和测试方法。     

双线偏振天气雷达性能测试方法研究

以安徽四创电子股份有限公司和北京市气象局合作研发的3836双线偏振多普勒天气雷达升级后的状态为主要平台,根据双线偏振雷达探测能力的要求,在新一代天气雷达测试方法的基础上,提出了双线偏振雷达的测试方法,并利用太阳回波资料和天线垂直指向探测方法获取的气象回波验证了该方法和雷达的测试结果。测试结果表明,提出的双线偏振雷达的测试方法合理可行;偏振参数的测试结果表明,3836雷达探测精度能基本满足双线偏振雷达探测降水和识别粒子系统的需求。     

新型桅杆材料对舰载雷达副瓣性能影响的研究

设计了一种工作于C/S 波段的带通滤波性能良好的透波材料。该透波材料的周期单元尺寸为10 mm,结构的厚度为20 mm,在2.5~5 GHz 的频带内都有良好的透波性能。基于这种透波材料的舰船顶桅能够大大减小顶桅对舰载雷达天线电性能的影响,特别是对天线方向图副瓣电平抬升的影响。与理想导体相比,采用这种透波材料后,顶桅对舰载雷达天线的副瓣电平抬升作用显著降低,进而降低了雷达产生虚警的概率。天线最大副瓣降幅分别为18.2 dB(C 波段)与7.8 dB(S 波段)。     

凹口滤波器技术在天气雷达伺服系统中的应用

讨论了天线座结构谐振频率对伺服稳定裕度的制约问题。提出了采用电子电路(凹口滤波器)有效抑制天线座谐振频率的峰值,从而等效提高天线座结构谐振频率的阻尼系数的解决方案。详细分析了凹口滤波器电路的特性,并成功地将凹口滤波器技术应用到大型天线伺服系统中。     

基于滤波器组的风廓线雷达信号处理技术

综述了风廓线雷达信号处理算法的新发展。目前,在实际的风廓线雷达中仍广泛使用经典的信号处理方法,一些新算法、新方案由于各种原因不能实用,还不能取代经典的处理算法。鉴于这些原因,并考虑到现在硬件水平迅速提高的实际,提出一个可行的改进方案。该方案取消了风廓线雷达经典信号处理中的时域积累,并用窄带滤波器组取代加窗FFT,由于滤波器组设计灵活,硬件实现方便,故可迅速地应用到现行风廓线雷达中。仿真实验表明,采用窄带滤波器组可以在单脉冲信噪比-38dB的条件下正确检测风廓线回波,检测性能比经典处理方法提高了3dB。     

机扫雷达旁瓣对消算法研究

自适应旁瓣对消是雷达抑制有源干扰的有效措施,通常采用采样矩阵求逆的方法计算权值,对于方位上机械扫描的雷达,由于对消形成的方向图零点很窄,当天线转动时干扰的方向也会变化,针对这种情况,本文分析了运用采样矩阵求逆算法(SMI)和递归最小二乘算法(RLS)进行旁瓣对消时,干扰对消比的变化情况,并得出了RLS算法具有跟踪角度变...     

机载气象雷达风切变探测技术研究

低空风切变探测是机载气象雷达主要的工作方式,其核心技术是信号处理算法。信号处理算法的有效性直接关系到低空风切变有效探测。文中介绍了低空风切变的概念和特征,系统地研究了信号处理相关技术。在传统FFT频域法的基础上,运用现代谱估计ARburg法对气象回波进行频谱估计,以提高气象回波平均速度和谱宽的计算准确性。在风速梯度计算方面,应用最小二乘法技术,有效地减小噪声和速度测量误差带来的影响。最后利用风切变回波模拟数据进行了系统仿真分析,仿真结果验证了该系统算法的有效性。