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。     

基于“低慢小”目标雷达信号源设计

“低慢小”目标雷达信号源的稳定直接决定了雷达系统性能的优劣,线性调频（LFM）信号是目前比较常用的雷达信号源。对于雷达信号源的实现方法有很多,但是考虑到信号稳定性、灵活性以及信号衰减程度等多方面因素,采用DDS直接频率合成更加适合。采用FPGA+AD9910的结构进行雷达信号源设计,AD9910作为频率合成器件,FPGA驱动AD9910芯片实现数字斜坡（DRG）模式完成线性调频信号的生成。最终系统测试产生了一个中频信号,完成频率、幅度、占空比都可以调节的一个线性调频信号源,稳定可靠,符合“低慢小”目标雷达信号源的要求。     

基于DDS技术音频正弦信号发生器的设计

现代许多音频信号发生器都需要进行正弦信号频率的微调,以满足不同的需要,使用直接数字频率合成技术(DDS)具有频率转换速度快、分辨率高等优点,已经成为当今合成波形的主流方法.介绍了DDS芯片AD9850的基本工作原理,设计了一种线性调频正弦信号发生器,并利用单片机控制芯片AD9850使其产生的正弦信号频率连续可调,讨论了AD9850与单片机的接口,并给出了按步进1 Hz或1 kHz进行线性调频的具体实现方案.     

调频步进信号产生方法的研究

调频步进雷达是一种距离高分辨率的雷达体制,在成像方面具有明显优越性。本文从数学角度分析调频步进信号的波形特性和一维距离像处理过程,介绍了参数设计原则,并提出一种在chirp雷达波形基础上产生调频步进信号的方法以及具体实施方案。     

LPI雷达多波形设计分析与实现

多种调频信号的组合是低截获概率(LPI)雷达技术的发展方向.在比较了多种非线性调频信号脉压性能的基础上,提出了一种基于AD9958型直接式数字合成(DDS)的LPI雷达多波形设计,并采用数字线性逼近法实现了非线性调频信号的方法.     

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。     

基于DDS与PLL的C波段全相参雷达频综设计

提出了一种直接数字频率合成(DDS)与锁相环(PLL)相结合的全相参频率合成方案。运用HMC704控制压控振荡器(VCO)设计高性能锁相本振源,将AD9910在基带产生的线性调频(LFM)脉冲调制信号经二次变频搬移到C波段,改善了输出信号的相噪和杂散,降低了系统的复杂性。实现了低相噪,低杂散,窄步进的C波段全相参雷达频综。结果表明,该频综在C波段输出LFM信号的幅度大于10dBm,频率步进为1kHz,相位噪声优于-103dBc/Hz@1kHz,各项指标均满足实际工程要求。     

基于AD9910雷达信号发生器设计

介绍了AD9910的功能特点,论述了利用FPGA控制DDS模拟线性调频雷达信号的设计方案,并对该方案的仿真结果进行了分析。实验结果表明,基于该方案产生的雷达信号频谱纯净稳定,可以满足雷达系统的要求。     

一种复杂波形信号产生器的设计与实现

介绍了一种复杂波形信号产生器的设计与实现,采用高速直接数字频率合成器产生各种复杂波形信号,并且通过微波宽带倍频器对DDS产生的复杂波形信号进行倍频,从而实现对DDS输出信号带宽的扩展,最终产生各种宽带复杂波形信号。文中介绍了设计方案与实现方法,并研制出工程样机。最终设计的复杂波形信号产生器能够实现线性调频、非线性调频、相位编码等多种复杂波形信号,输出信号带宽最高可达1 GHz。     

PLL驱动DDS的低相噪小步进LFM信号源设计

介绍了一种低相噪线性调频(LFM)雷达信号源的产生和实现方案。通过分析DDS输出信号频谱和杂散,采用HMC704控制VCO的方法设计了1 GHz的锁相环路(PLL)作为DDS的时钟驱动电路,并对环路滤波器和AD9910硬件电路优化设计改善杂散和相噪性能。通过计算寄存器参数和分析SPI总线时序,利用FPGA对DDS和PLL高速配置。最后给出了系统实物图和测试方法,实测结果表明:该线性调频源输出幅度大于-3dBm,频率步进为1kHz,相位噪声优于-103dBc/Hz@1kHz,各项指标满足实际工程要求。     

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.     

时钟3.2GHz直接数字频率合成器的研制

阐述了时钟频率高达3.2 GHz的新型直接数字频率合成器的设计方案,由该方案设计的直接数字频率合成器最高输出频率可达1 500 MHz,并且可以产生线性调频、脉冲步进、调频步进等多种调制信号.通过对该直接数字频率合成器与DDS芯片AD9858进行相位噪声以及杂散进行对比分析,时钟为3.2 GHz的直接数字频率合成器不仅输出带宽得以扩展,其相位噪声在所测试点比AD9858要优10 dB,窄带杂散也较AD9858有很大提高.     

基于相参频谱合成技术的步进频信号处理

调频步进信号指的是采用线性调频信号取代简单脉冲,作为步进频信号子脉冲的信号形式。采用基于相参频谱合成技术的步进频信号处理方法,解决传统步进频信号处理方法距离模糊严重、易于产生伪峰的问题。理论分析和仿真结果表明,只要参数设计合理,该方法能够有效实现步进频信号的子脉冲合成,得到可靠的高分辨距离信息。     

Motion compensation of non-linear stepped-frequency pulse train by least step error

Traditional stepped-frequency chirp pulse train suffers from high sidelobes and difficulty in compensating Doppler effect caused by target motion. This paper investigates a class of non-linear stepped-frequency chirp pulse train with low sidelobes and capability of clutter cancelation and motion compensation. An easy realizable least step error algorithm is developed to estimate the target’s radial velocity, which avoids multiple bursts required by other methods. The high signal-to-noise ratio as a result of sub-pulse compression assures the accuracy of estimation. The Cramer–Rao bound for lower limit on velocity estimation of the pulse train is derived to demonstrate its performance.     

基于AD9914的多波形产生器的设计与应用

针对AD9914控制器,提出了地址设计方法和通用的异步并行接口设计,使得该控制器不再限于控制AD9914产生单一种类的信号,而是可以产生单频率信号、线性调频信号和相位编码信号,同时这些波形既可以是连续波信号也可以是脉冲信号,阐述了高实时性的系统结构,适用于产生频率捷变脉冲雷达信号,并给出了硬件产生的雷达波形效果.     

一种孔径渡越时间补偿方法研究

在频谱合成法的基础上建立了线性相控阵雷达中调频步进频信号的处理模型,分析了孔径渡越时间对调频步进频信号带宽的限制,提出了基于移频原理的解决方法,并给出了相应的仿真结果.理论分析及仿真结果表明,在调频步进子脉冲信号带宽小于孔径渡越时间倒数的条件下,合成信号带宽仍受孔径渡越时间限制;利用移频的方法可以有效补偿孔径渡越时间的...     

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。     

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.