频率步进信号的合成孔径雷达处理

合成孔径雷达借助综合孔径原理来提高方位分辨率,而距离分辨率的提高则需借助于脉冲压缩技术.频率步进波形是通过发射载频步进变化的子脉冲串来合成大带宽信号,从而获得高距离分辨率.若将频率步进波形应用于合成孔径雷达,则可获得距离和方位的二维高分辨率.本文首先分析了径向速度对频率步进雷达一维距离像的影响,然后建立频率步进信号照射下的合成孔径雷达回波模型,提出频率步进波形设计原则,给出频率步进合成孔径雷达的成像步骤.     

针对非合作目标的调频步进编码波形设计方法

雷达对于非合作目标的探测,存在目标微小与速度未知两大困难,而相干积累的方法需要准确探测目标速度,并进行速度补偿,实际应用过程中效果受限。针对此问题提出了一种调频步进编码波形设计方法,可以在速度未知情况下脉间积累,同时在准确测量速度后宽带合成。首先研究线性调频子脉冲的距离速度耦合特性,通过波形设计抵消脉间目标运动成像位置变化;然后研究调频步进编码波形的宽带合成技术,使所得的高分辨一维距离像无距离混叠。最后,数值仿真实验验证了所提出波形的优势与应用价值。     

低空反无雷达的高精度测速方法及波形设计

无人机具有低空飞行、慢速、小RCS的“低、慢、小”特点,其在杂波区中的有效检测仍是亟待解决的难题。本文给出了一种高精度、低复杂度的测速方法,克服了频道选大法和质心法测量精度差的问题。同时采用长、短脉冲交替的波形,显著改善了补盲波形的速度分辨力,提升了对小型无人机的检测能力。仿真结果和实测数据验证了本文方法的可行性和有效性。     

一种宽带相控阵雷达合成高分辨率波形方法

宽带线性调频信号在宽带相控阵雷达宽角扫描应用时,由于天线孔径渡越时间的影响会出现目标距离像的散焦,一种有效的方法是采用少数几个带宽较窄的线性调频信号合成带宽,以满足系统大瞬时带宽的需要。本文先提出了利用少数几个线性调频信号Stretch处理后的信号合成带宽的原理,并针对目标高速运动情况的合成带宽处理方法进行了分析,提出了联合估计目标速度与子脉冲合成带宽的方法。计算机仿真实验表明本文对少数线性调频信号Stretch处理后回波合成带宽是有效的。     

调频步进信号的参数设计及高分辨合成算法

文章结合工程应用给出调频步进信号参数在满足通用设计原则Δf/Ba≤1的情况下,采样频率、跳频间隔之比fs/Δf为整数、非整数时对应的高分辨距离像合成算法.fs/Δf为整数时采用计算量较小的频域拼接法,非整数时采用时域滤波算法.仿真、实测数据验证了两种合成高分辨距离像算法的有效性.     

基于解线性调频处理的步进调频信号合成方法

目前广泛应用的宽带信号实现与处理方法主要包含宽带信号解线性调频和步进调频信号合成2种。对这2种方法的优缺点进行了分析,提出了一种基于解线性调频处理的步进频宽带信号合成方法,该方法可以实现高分辨率系统中射频前端与信号处理设计难度的相互转化,根据系统资源进行指标的最优化分配。利用仿真数据对该方法进行了验证,表明了方法的有效性和优越性。     

一种基于合成带宽技术提高SAR分辨率的新方法

近年来,一种多chirp脉冲合成大带宽的技术受到雷达界的关注,该方法可以在降低系统瞬时带宽和采样率的情况下提高距离分辨率.针对子脉冲信号的参数如采样率、带宽和频段间隔等可能各不相同的问题,本文提出了采用SINC捕值进行信号均匀化重建的方法,并通过前处理方式来实现合成带宽技术在SAR中的应用.最后的仿真实验验证了本文方法适应于参数各不相同的多频段子脉冲信号,能有效提高距离分辨率.     

基于频率步进与PD的距离像运动补偿算法

毫米波频率步进雷达具有高的距离分辨率,但存在严重的距离-速度耦合,故需要进行运动速度补偿.文中首先论述了脉组间参差脉冲重复周期(PRT)的速度补偿新方法,并分析其补偿性能.然后,在脉冲多普勒(PD)和频率步进双体制联合工作模式下,结合PD的高测速精度,运用频率步进信号脉组间参差PRT法和PD测速进行复合测速补偿.仿真结果表明,脉组间参差PRT法能够根据相邻脉组间重复周期差值改变速度分辨率和测速范围.复合测速补偿实现简单,抗噪声能力强,能够同时达到高的速度分辨率和大的测速范围,满足距离像补偿要求.     

频率分集式二相编码信号的波形设计及处理研究

提出以频率分集的短码代替长码的雷达波形设计和信号处理方法，改善了大压缩比二相编码信号的多普勒容限和近距探测性能．还提出了分别利用非相参积累和非相干加权处理进一步提高频率分集信号主副瓣比的方法．给出了压缩比为190的波形设计实例和信号处理的实验结果．     

MIMO雷达方向图与稀疏频率波形联合设计

发射方向图设计与波形优化是MIMO雷达领域的热点,随着研究的深入越来越需要考虑包括频谱特性在内的雷达系统工作环境特性。针对采用传统波形容易产生互相干扰的频谱拥挤情况,本文提出了一种MIMO雷达方向图与稀疏频率波形联合设计方法。一方面保证了将能量集中辐射到所感兴趣的区域上的探测性能,另一方面由得到的稀疏频率波形可以避免MIMO雷达系统与其他同频工作设备互相干扰。该方法首先根据MIMO雷达方向图与波形矩阵的关系,列出具有稀疏频率约束与恒模约束的目标函数式;然后通过从期望方向图到自相关矩阵,再到恒模稀疏频率波形的步骤,应用循环算法求解目标函数;最后所得结果波形的方向图接近期望方向图,同时结果波形具有稀疏频率特性和良好的自相关特性。仿真结果验证了文中方法的有效性。      

Signal Processing for Large Bandwidth and Long Duration Waveform SAR

We first show that for some kinds of signals a bandwidth and time duration reduction technique can be used to simulate waveform distortions caused by moving targets, that is, it is correct to measure the waveform distortions at very large TB with relatively small by reducing TB and increasing while keeping TB unchanged, where T is the duration of the transmitted signal, B is the bandwidth and is the relative speed of targets. We then study the waveform distortions in SAR signals caused by moving antenna. Based on the bandwidth and time duration reduction technique, a lot of time and memory are saved in simulations. We then confirm by simulations that waveform distortions do pose problems when processing very large bandwidth and long duration SAR data using conventional SAR processing methods. Finally we propose the concepts of wideband and narrowband processing of SAR data. Models are set up for wideband and narrowband SAR data processing, and new methods are presented for reconstructing targets using the proposed models. Simulations show that the methods can improve the quality of the simulated SAR images.     

直升机载高分辨调频连续波旋转式SAR成像算法研究

本文提出一种新的基于调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）的直升机载旋转式合成孔径雷达（Rotating Synthetic Aperture Radar,ROSAR）成像模型,并给出了相应的成像算法.该方法首先利用等效相位中心原理,将收发分置天线系统的回波信号等效为“自发自收”单基系统.在此基础上,使用高阶逼近原理建立了ROSAR的回波信号模型,结合级数反演的思想推导出其精确的二维频谱表达式,分析了雷达天线连续运动的影响--产生多普勒频移,并给出其补偿方法.最后运用高效的Chirp-Z变换校正了距离单元徙动空变性,得到了聚焦良好的SAR图像.仿真结果验证了分析结论的正确性和算法的有效性.     

直升机载调频连续波旋转式SAR信号分析与成像算法研究

该文研究基于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)的直升机载旋转式合成孔径雷达(ROtating Synthetic Aperture Radar, ROSAR)成像,提出一种直升机载FMCW-ROSAR成像的新方法。该方法首先利用等效相位中心原理,将收发分置天线系统的回波信号等效为“自发自收”单基系统。在此基础上,给出了其精确的2维频谱同时分析了载机在发射信号和接收信号过程中天线连续运动的影响产生多普勒频移及其补偿方法;然后运用高效的逆Chirp-Z变换校正了距离徙动空变性。整个算法只包含快速傅里叶变换和复乘操作,不涉及插值,易于工程实现。仿真结果验证了分析结论的正确性和算法的有效性。     

扫频测量的频率偏移与动态带宽

本文通过理论分析揭示并探讨了滤波网络扫频测量时幅频特性的频率偏移和动态带宽现象的成因.并通过数字仿真对理论分析进行了验证,说明和探究了扫频速度与频率偏移和动态带宽展宽的程度之间的关系.该研究有助于扫频测量偏差的分析和特殊通信滤波器的设计.     

高频地波雷达稀疏频率波形优化设计

高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar, HFSWR)面临多种无线通讯系统的同频窄带干扰,发射具有频域稀疏的优化波形能够有效抑制干扰,改善HFSWR的检测性能。针对最优干扰抑制稀疏频率波形旁瓣较高及传统波形优化设计算法收敛速度较慢的问题,该文提出一种基于旁瓣约束的稀疏频率波形快速优化设计方法。首先建立了联合优化功率谱密度(Power Spectrum Density, PSD)和积分旁瓣电平(Integrated Sidelobe Level, ISL)的波形设计目标函数。随后提出了一种循环相位共轭梯度最优波形快速求解算法,该算法收敛速度快,运算量低。优化波形能够有效抑制同频窄带干扰,且旁瓣较低,有较强的战场环境适应能力。仿真结果表明了该方法的优越性。     

基于频率步进信号的旋转式合成孔径雷达成像方法

针对频率步进信号实现旋转式合成孔径雷达成像的难题,该文提出了脉冲间距离走动校正的旋转式合成孔径雷达成像方法。首先,推导了频率步进雷达旋转SAR 几何模型,然后提出了频率步进雷达脉冲间距离走动及其频域校正方法,接着采用-k 算法实现了场景的高分辨成像,最后对方位分辨性能进行了详细分析。计算机仿真结果验证了该方法的有效性以及高分辨性能。      

一种非对称链路带宽测量算法

准确的网络带宽测量对许多互联网应用和协议至关重要.现有带宽测量工具如Pathchar,Bing和Bprobe都假定链路对称.但ADSL、cable modem和卫星链路等的广泛存在,使测量必须考虑非对称链路.本文提出了一种新的非对称链路测量算法(ALBMA,Asymmetric Link Bandwidth Measurement Algorithm),来测量一条路径上各链路的双向带宽,并采用核密度评估算法过滤测量噪声.仿真验证了测量和滤波算法的有效性.与先前算法相比,ALBMA具有相近的测量精度,但测量速度更快,并且耗费网络资源少.     

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。     

随机线性调频步进雷达波形设计及成像算法研究

线性调频步进信号能在不增加系统瞬时带宽的情况下用数字信号处理的方法获得高的距离像分辨率,是一种高效的雷达信号形式。针对传统的线性调频步进信号抗干扰能力较差的问题,该文提出一种可以随机发射线性调频步进信号子脉冲的波形设计方法,结合压缩感知理论,运用较少的子脉冲实现了对运动目标1维距离像的重构和高分辨的2维成像。在此基础上,进一步分析了目标运动对随机线性调频步进信号雷达成像的影响,设计了包含测速脉冲的随机线性调频步进信号,并提出了基于时频分析、Radon变换和二值数学形态学相结合的运动速度估计及补偿方法。仿真实验验证了随机线性调频步进信号逆合成孔径雷达的性能及该文方法的有效性。     

互补码设计稀疏频率雷达波形

在频谱拥挤环境下,同频窄带干扰对雷达系统目标探测性能有较大的影响。针对此问题,稀疏频率波形是一个好的解决方案。波形在频谱上稀疏分布的特性可以有效地抑制同频干扰,自相关函数的低旁瓣特性保证了雷达的探测性能。本文提出了一种应用互补码设计稀疏频率波形的方法。首先,考虑两个序列的自相关函数,利用互补码良好的自相关特性,建立目标函数;其次,采用功率与旁瓣两种约束分别设计稀疏频率波形,适应不同的场景需求;最后,通过数值仿真比较,分析旁瓣抑制性能,验证优化设计方法的有效性。