编队卫星SAR回波多普勒频率特性分析

针对以编队小卫星为平台的合成孔径雷达(SAR)应用系统,给出了一种推导多普勒频率解析公式的方法.该方法利用编队卫星与地面目标之间的空间几何关系及编队卫星之间的相对运动,以SAR系统参数、主星轨道根数、编队构形及目标运动参数等为前提条件,通过多个坐标系之间的相互转换,将地面目标与编队卫星的运动矢量统一在地心赤道坐标系内推导了目标回波的多普勒频率表达式.分析了回波多普勒中心频率及多普勒调频斜率的特性,通过仿真验证了从星轨道根数计算公式及多普勒频率计算公式的正确性,为进一步研究编队卫星SAR系统参数设计和选择奠定了基础.     

一种基于循环自相关分析的雷达编队目标架次估计

在研究编队目标回波多普勒频率变化的基础上,提出一种基于循环自相关分析的编队目标架次估计新方法.该方法利用编队目标回波可近似看作多个频率相近、幅度恒定、调频系数相等的LFM信号叠加的特点,采用循环自相关估计回波信号的调频系数,再利用分数阶傅立叶变换对编队目标架次进行估计.该方法计算简单,易于工程实现,相对Fourier变换和WVD具有较高的分辨能力.实测数据实验表明了方法的有效性,实现了较短数据长度下的雷达编队目标架次的有效估计.     

时频分布与雷达信号的多目标分辨

编队飞行的目标,由于它们之间的间距很小。利用目标回波多普勒频率的差别有可能分辨目标。本文介绍了时频分布的基本概念。用线性调频(LFM)信号模型来表示多普勒回波信号的变化．采用时频分布的方法来分辨编队目标。并举用常见的Wigner-Vill分布(WVD)、Choi—Williams分布、Wigner-Hough变换对窄带多目标雷达信号数据进行了分析比较。     

弹载高重频PD雷达对频率展宽信号的检测及精确测量

首先分析了引起目标多普勒回波展宽的各种主要因素及数学建模的方法。讨论了弹载高重频脉冲多普勒雷达对频率展宽的目标多普勒回波进行检测和精确测量的方法。     

窄带相参雷达非刚性编队目标架次分辨研究

针对窄带相参雷达,文中在对目标进行长时间观测的基础上,深入研究非刚性编队架次分辨的原理。建立了多目标的统一模型,分析了非刚性编队目标的回波多普勒组成,提出了公转多普勒、径向多普勒和调频多普勒等新概念。进而,指出公转多普勒和径向多普勒的和决定了目标时频曲线起点,调频多普勒决定了目标时频曲线的走势。而目标间频率起点和时频曲线走势的差别构成了编队架次分辨的基础,而时频分析则是实现分辨的有效手段。最后,仿真和实测的实验结果证明了文中结论的正确性。     

机载有源无源复合干扰的本征多普勒频率分析

通过有源干扰照射箔条诱饵所形成的有源无源复合干扰,其本征多普勒频率特性是影响干扰效果的关键因素之一.通过建立干扰态势,分析出干扰方、被干扰方、箔条诱饵三者的位置、距离、角度关系,进而在不同条件下对目标回波、箔条回波、箔条转发干扰回波频率特性随时间的变化进行分析.结果表明,箔条转发干扰回波的本征多普勒频移与目标回波的多普勒频移不同,干扰方需通过频率调制,改变箔条转发干扰信号回波的频率特性,才能达到干扰的目的.     

多频噪声双基地MIMO雷达相参信号处理算法

多频噪声多输入多输出(MIMO)雷达各发射天线发射不同频率噪声信号,所以同一目标的不同频率回波有不同的多普勒频率。为了将各频率回波信号进行相参合成处理,充分发挥MIMO噪声雷达在目标检测性能上的优势。基于Keystone变换技术,提出一种适合多频噪声MIMO雷达的相参处理算法。所提算法对不同频率的回波信号进行重采样,即Keystone变换,使得不同频率的回波具有相同的多普勒频率,然后进行相参合成检测处理。     

相位编码信号的自适应接收回波处理

首先建立了匹配滤波器输出随多普勒频移的变化规律模型。分析得出通过缩短匹配滤波器长度,可减小多普勒频移对压缩输出的影响,采用一组部分相关匹配滤波器对接收回波处理,估计出回波中的多普勒频率,避免了传统方法的计算量大、结构复杂难以实现等缺陷。方法结构简单,能以较高精度对回波中的多普勒频率作出估计,有利于相位编码信号在快速动目标观测方面的应用。     

行进人体目标雷达瞬时多普勒特征分析

行进人体目标对雷达回波产生多普勒调制和微多普勒调制,提取目标雷达回波中的多普勒和微多普勒特征,可获得人体目标的运动速度及肢体摆动周期等信息,有助于人体目标的检测与识别。本文改进和完善了行进人体目标的线性刚体模型,得出连续波信号体制下人体目标雷达回波,推导出人体目标的瞬时多普勒频率,定性分析了目标的瞬时多普勒特征和瞬时运动特征的变化规律。利用公开的实测数据验证了本文模型的有效性,并利用时频分析工具对目标雷达回波的瞬时特征进行了仿真分析,提取出目标的瞬时运动特征。本文模型及特征提取方法可推广应用于其他信号体制的雷达回波信号分析,同时可推广应用于对目标其他运动状态的分析。      

LFM脉冲压缩雷达的随机移频多假目标干扰技术研究

针对LFM脉冲压缩雷达回波信号距离和多普勒频率存在耦合这一特点, 在阶梯波移频干扰的基础上, 提出了随机移频的干扰方法。在雷达回波信号中心频率正负二分之一带宽内附加随机的多普勒移频分量, 可产生分布在真实目标周围的随机假目标。随机移频干扰技术产生的假目标随机性强, 使得雷达无法通过假目标频率补偿得出真实目标的位置, 并且随机移频产生的假目标相对于雷达是部分适配的, 因此假目标在一定程度上会展宽, 当附加随机移频点接近于雷达中心频率时, 产生的假目标甚至可以覆盖真实目标, 从而达到较好的干扰效果。     

基于Radon-WVD变换的编队目标架次识别

针对常规低分辨雷达,研究了编队目标回波的多普勒频率变化特征,提出了采用Radon-WVD法,在时频域对编队目标的整体特性(调频率)进行快速准确的估计。该方法的估计结果不但不受WVD交叉项的影响,而且由于Radon变换的积累特性使得Radon-WVD变换法相对WVD有更好的抗噪声性能。仿真实验验证了该方法的有效性,成功地实现了多架编队飞机架次识别。     

基于CWT的常规雷达编队目标架次自动识别

基于多普勒效应的编队目标架次识别的关键，在于要有噪声抑制和频率分辨能力良好的特征提取算法。文中把在乘性和加性高斯噪声背景中具有优良的提取调频信号分量能力的Choi-Williams三谱（CWT）引入编队目标架次识别特征提取，构建了基于CWT三谱的距离-时间-多普勒投影像形态特征的架次自动识别方法。对实测编队目标回波CWT像形态特征的架次识别实验说明，该特征提取算法具有良好的噪声抑制能力和频率分辨率；信噪比为-5dB的条件下对二架和四架编队目标的正确识别率不低于97％。     

基于参数化时频分析的进动锥裙目标瞬时微多普勒频率提取方法

微动目标散射点的微多普勒对目标运动、结构参数的估计具有重要意义。该文针对表面光滑的锥裙目标,首先依据进动锥裙目标的等效散射点模型,推导出散射点的理论微多普勒曲线表达式。结合进动调制的锥裙目标微多普勒曲线为多阶正弦级数叠加的先验信息,提出一种基于参数化时频分析的进动锥裙目标微多普勒曲线提取方法。针对多分量信号组成的锥裙目标回波,该方法利用相干信号单距离多普勒干涉(CSRDI)方法估计锥旋频率,进而利用参数化时频分析估计散射点的微多普勒曲线,之后利用带阻滤波器分离估计得到的散射点回波信号。基于电磁仿真数据验证了所提方法的有效性。     

一种适用于编队目标的ISAR成像处理实现方法

在对编队目标的ISAR成像中,由于目标之间的间距很小,各目标回波常常在距离域和多普勒域都有重叠,难以进行多目标回波分离和分别成像.本文提出一种适用于编队目标的ISAR成像实现方法.对多目标回波统一进行径向加速度补偿和Keystone变换,完成多目标的距离对齐.在横向作多普勒分辨时,考虑各目标散射点子回波可近似为线性调频信号,引入修正离散Chirp-Fourier变换,并结合CLEAN技术,同时得到多目标的距离-多普勒像.仿真实验结果证明了该方法的有效性.     

SAR微动目标检测及其参数估计方法

针对机载合成孔径雷达（SAR）系统在环境变化比较剧烈或者载机飞行不稳时噪声较大的问题,提出了基于信号时频分析和逆Radon变换的微动目标检测与参数估计方法。首先对振动目标回波信号作DPCA处理;然后对其进行时频分析,提取微动目标的微多普勒特征;最后对时频分析后的信号进行逆Radon变换,估计振动目标参数。干涉信号的微多普勒频率表现为正弦函数的形式,逆Radon变换对正弦信号聚焦但对噪声不聚焦,整个系统所需回波信噪比使用时频分析时低得多。仿真实验验证了算法的有效性。     

基于自适应最优核时频分布理论的ISAR成像方法

由于运动的复杂性, 传统的成像方法已无法满足机动目标成像的要求。在分析机动目标复杂运动引起目标回波多普勒相位非线性变化的基础上, 提出了一种基于自适应最优核时频分布(AOK TFR)理论的ISAR成像方法。通过计算回波数据不同距离单元的AOK TFR, 得到不同时刻目标的瞬态ISAR像, 且不受交叉项的影响;通过估计距离单元的瞬时多普勒频率并依此对成像时间段进行选择。仿真数据结果验证了该方法的有效性。     

宽带运动目标回波的多普勒特性模拟方法

宽带雷达系统测试和性能评估中目标信息模拟精度和分辨率要求很高。针对宽带线性调频雷达运动目标的回波脉冲内多普勒频率呈现线性调频（LFM）变化特征、回波脉冲之间具有时移分布和相位相干特性的问题,采用基于数字射频存储（DRFM）系统的回波脉冲内LFM多普勒频率调制、多回波相参脉冲信号之间时移模拟的方法。探讨了基于宽带DRFM系统的高精度和高分辨率的运动目标多普勒频率信息实时模拟方法。采用仿真分析和实验验证方法,证实算法性能,运动目标的多普勒频率模拟精度/分辨率在特定条件下可达到Hz级。     

雷达多普勒频率分辨率

雷达多普勒分辨率(radar doppler frequency resolution)雷达在多普勒频率域，从毗邻目标的回波中，区分出各个目标的能力，亦即雷达对目标的径向速度分辨率，俗称雷达速度分辨率，通常以能区分出在同一距离、高度、方位，同样回波信号强度的二目标所需的目标回波间最小多普勒频率差别来表示雷达的多普勒频率分辨率。雷达多普勒频率分辨率△fd与雷达对目标回波可实现的相参积累时间T有密切关系，△fd基本上等于1／T。由于目标回波的多普勒频率fd=2V／λ，V为目标相对雷达的径向速度，λ为雷达工作波长，可获得的雷达径向速度分辨率△V为λ/2T。     

基于变换域和时域联合处理的雷达同频干扰抑制方法

针对舰艇编队情况下线性调频脉冲体制雷达间同频干扰的问题,该文提出一种分数阶傅里叶域滤波处理与时域反异步处理相结合的干扰抑制方法。通过分数阶傅里叶域自适应滤波对与目标回波信号调频率不同的干扰信号做抑制处理,同时根据分数阶傅里叶变换的可逆性,逆变换到时域后采用相邻周期反异步方法进一步消除与目标回波信号调频率相同或相近的同频干扰。仿真试验表明,该方法相对传统方法能够有效抑制与目标回波信号调频率不同的同频干扰,同时对于在时域与目标回波信号完全重合或部分重合的干扰信号也有较好的抑制效果,干扰抑制处理增益达到29 dB以上。该方法为提高同型雷达编队组网能力提供了设计参考。     

多普勒模拟器新思路

本多普勒频率模拟器方案为一种实用的雷达系统无线联调技术。它实现的是系统真实时延和模拟多普勒频率,完成的是雷达接收、处理、检测和显示分系统的联调。它的主要特点在于收发异频,可有效地抑制地物杂波及其他动目标回波产生的干扰,便于系统联试。