超宽带探地雷达控制系统设计与实现

针对超宽带探地雷达在道路下方路基缺陷和管道布局检测中的重要性，设计了一种基于ZYNQ-7000全可编程SOC芯片的超宽带探地雷达控制系统，在SOC芯片FPGA部分设计了基于AXI4总线的控制电路，芯片ARM CPU部分移植了Linux操作系统并运行超宽带探地雷达软件控制程序，通过以太网将雷达数据发送至服务器端进行显示和存储，通过超宽带探地雷达对地面的测试，每一列共100个像素点，为一次等效采样所获取的数据，行像素每两个之间测量轮编码器输出4次脉冲信号，表示探地雷达移动2mm距离，表明超宽带探地雷达控制系统能够很好的控制超宽带探地雷达，并传输所获得的雷达数据。     

浅地层探地雷达波测量方法的研究

波速的测量在探地雷达的研究中一直是一个至关重要的课题，尤其是对地下目标进行定位和成像时；本文针对浅地层探地雷达接收信号的特征，抛弃传统的过零点检测和其他的边缘轮廓检测方法，提出用极值进行边缘轮廓检测的方法，从而对目标的提取更准确并且有较少的数据，减少了霍夫变换的计算量；通过对霍夫变换算法的分析，针对传统霍夫变换的缺点，提出了一种加FIR低能滤波器的改进霍夫变换；同时应用算法对实测数据进行了计算，证明所提算法比传统的霍夫变换方法有更高的测速准确度。     

MIMO探地雷达随机步进频信号旁瓣抑制

针对MIMO探地雷达中随机步进频信号的距离旁瓣较高的问题,提出了一种基于快速二阶锥优化问题的旁瓣抑制方法。该方法首先通过建立随机步进频信号模型对回波信号进行预处理,然后基于回波信号的旁瓣特点将旁瓣抑制问题转化为以信号的峰值旁瓣构建目标函数,以主峰损失、峰值旁瓣和积分旁瓣联合约束的二阶锥优化问题,最后使用内点法求解二阶锥规划问题,以此得到最优的旁瓣滤波器系数。仿真和实测数据处理结果表明,设计的失配滤波器能够在较低主峰损耗的情况下,有效降低峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平,提高信号的主旁瓣比。该方法为MIMO探地雷达中的距离旁瓣问题提供了有效解决思路,有望在工程应用中提高探地雷达的性能。     

圆周探地雷达测量和成像方法的研究

为了减小传统探地雷达三维成像测量方法的工作量,本文提出了圆周探地雷达测量方法,并结合该测量方法的特点,采用角相关和数据融合技术对圆周探地雷达实验测量数据进行了处理,验证了圆周探地雷达测量方法的可行性和有效性.     

探地雷达在地下管线探测中的应用

探地雷达技术是如今适应快速、准确、无损地探测地下障碍物而迅速发展的电磁技术。文中介绍了探地雷达的工作原理及工作方式，并通过结合工程实例来探讨探地雷达在地下管线探测中的广泛应用。     

探地雷达有效口径和扫描点间距的实验研究

为了减少探地雷达测量过程中的扫描工作量,提高探地雷达的采集效率,对合理选择探地雷达有效口径和扫描点间距的理论公式进行了讨论,通过对实验数据进行处理,验证了其合理性和有效性。     

探地雷达回波信号处理及其应用

探地雷达是近年来快速发展的一种高精度无损探测技术，目前被广泛应用于建筑、环境、考古等各个工程领域。主要介绍了探地雷达回波信号处理的主要方法，这些方法能有效地消除各种干扰，有利于探地雷达的进一步推广和使用。最后通过工程应用中的实测数据和处理结果证明了各种处理方法的有效性。     

浅地表探地雷达中改善成像分辨力的一种有效方法

针对脉冲探地雷达回波信号的特性,在传统处理方法的基础上本文提出了一种有效的去除探地雷达中振铃效应的方法,同时引入微波全息成像对实测数据进行合成孔径(SAR)处理,可以看到杂波被明显的抑制,探地雷达成像的距离和方位分辨力都得到很大的改善,从而大大提高了脉冲探地雷达的检测能力。     

伪随机序列编码脉冲信号在探地雷达中的应用研究

探测深度是探地雷达最为重要的指标之一,在一定分辨率情况下如何增加探测深度一直是国内外研究的热点问题。该文对伪随机序列编码脉冲信号在探地雷达中的应用进行了研究,分析了伪随机序列编码脉冲信号的特点以及探地雷达对发射信号的应用需求,介绍了一个采用m序列二相脉冲调制的探地雷达实验系统,给出了该系统的测试和实验结果并对实验结果进行了理论分析,实验结果与理论分析十分吻合。分析与实验结果表明:在同样条件下,伪随机序列编码脉冲探地雷达较传统的Impulse探地雷达可以实现更大的探测深度,可以满足考古、地质勘察等深层探测应用的需求。     

无载频脉冲探地雷达性能分析及其FD—TD法数值模拟计算

探测深度和分辩率是探地雷达的两项重要指标。本文分别对无载频脉冲探地雷达的探测深度和分辩率进行了分析，指出了影响雷达探测深度和分辩率的因素，并利用２。５维时时有限差分方法对雷达的探测性能进行了数值模拟计算，给出了地下单体目标和多体目标的回波信号电平图，并将部分计算结果与实验测试结果进行了对比，二者具有好的一致性。     

基于自适应滤波的雷达脉压系统的建模与仿真

介绍了一种基于LMS算法自适应滤波的雷达脉冲压缩系统的建模与仿真研究,完成自适应滤波的计算机模拟,将其应用在雷达脉冲压缩系统中.也完成了整个雷达脉冲压缩系统的计算机建模与仿真工作,给出了仿真模型及结果.     

浅地层探地雷达波速测量方法的研究

波速的测量在探地雷达的研究中一直是一个至关重要的课题,尤其是对地下目标进行定位和成像时;本文针对浅地层探地雷达接收信号的特征,抛弃传统的过零点检测和其他的边缘轮廓检测方法,提出用极值进行边缘轮廓检测的方法,从而对目标的提取更准确并且有较少的数据,减少了霍夫变换的计算量;通过对霍夫变换算法的分析,针对传统霍夫变换的缺点,提出了一种加FIR低通滤波器的改进霍夫变换;同时应用算法对实测数据进行了计算,证明所提算法比传统的霍夫变换方法有更高的测速准确度.     

随机噪声雷达的脉冲压缩方法研究

文中针对传统的匹配滤波算法在进行脉冲压缩时存在的高距离旁瓣问题,提出了将卡尔曼滤波法和Pisarenko法应用于随机噪声雷达的脉冲压缩。在建立随机噪声雷达系统模型的基础上,详细论述了卡尔曼滤波法和Pisarenko法在该系统脉冲压缩中的实现方法。通过仿真试验对这两种方法的脉冲压缩性能进行了对比分析。结果表明,卡尔曼滤波法和Pisarenko法都能够在不牺牲分辨率的基础上有效地改善随机噪声雷达的脉冲压缩性能,降低脉冲压缩的     

现代雷达信号处理的数字脉冲压缩方法

脉冲压缩技术是雷达信号处理的关键技术之一。文中主要从信号形式、优势和不足、应用场合等方面介绍线性调频、巴克码、多相码、非线性调频等几类常用脉冲压缩信号，提出在时域和频域实现数字脉冲压缩的统一数学模型，推荐了相应的工程实现方法。根据具体雷达的目的和不同类脉压信号的特性，设计最佳脉冲压缩滤波器是提高雷达脉冲压缩性能的关键。     

基于FFT的有源欺骗干扰抑制

基于DRFM的干扰机转发的有源欺骗干扰由于具有目标回波相似的脉压增益和目标行为,严重影响了雷达获取真实目标信息的能力。针对该类干扰,根据雷达接收机匹配滤波器得到雷达回波脉压信号矩阵,对该脉压信号矩阵按行FFT得到雷达回波脉压信号频谱矩阵。基于该脉压信号频谱矩阵目标回波频点估计设置带通滤波器,并对脉压信号频谱矩阵滤波得到目标回波脉压信号频谱矩阵估计。对该目标回波脉压信号频谱矩阵按行IFFT得到目标回波脉压信号矩阵,从而得到了基于FFT的有源欺骗干扰抑制方法。仿真结果表明当雷达回波脉冲数为60时,在SwerlingI目标起伏下,该算法干扰抑制深度为20dB左右。在SwerlingII目标起伏下,该算法干扰抑制深度为19dB左右。     

基于CSD算法的高阶FIR滤波器优化设计

在通信或雷达领域的高速实时信号处理中,通常包含大量的高速高阶FIR滤波器的设计。例如在雷达信号处理中,要进行数字正交采样和脉冲压缩器的设计,要求滤波器速率高,阶数大,运算量非常大。若使用DSP芯片则需多片处理完成,使得系统的工作延迟长、成本高、功耗大、调试困难。该文根据CSD（Canonic Signed—Digital）算法的思想,实现了高阶高速FIR滤波器的优化设计。该算法可显著降低算法的运算量,可用可编程逻辑器件迅速快捷地完成系统的硬件设计。文中举例用Altera公司的FPGA来实现数字正交采样和脉冲压缩滤波器算法优化,进行了实验验证,最后给出了结果比较和分析,证明这对基于FPGA的高阶FIR滤波器的设计有实际意义。     

气象雷达超低副瓣失配滤波处理技术研究

在雷达信号处理中,通过匹配滤波进行脉冲压缩可以获得最大化的信噪比,有效地减小了雷达回波中噪声对信号的影响。然而,脉冲压缩的输出具有较高的距离旁瓣,在气象雷达探测中,由于空间分布的散射粒子之间反射强度相差较大,弱散射粒子的回波容易掩没在强散射粒子的旁瓣中,因此有超低旁瓣的需求。本文主要研究了能够降低旁瓣的非线性调频（NLFM）波形和最小积分旁瓣水平（ISL）失配滤波器,分析了多普勒频移对其性能的影响,并在最小ISL滤波器的基础上通过进一步对滤波器系数加权的方法,使得在回波具有多普勒频移的情况下也能达到超低旁瓣的性能。      

一种有效的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法

发射信号的分离是MIMO雷达的一个重要环节,该文基于最小均方误差准则,提出了一种有效的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法,从每个接收阵元接收到的信号中分别自适应地估计每个距离单元的脉冲压缩滤波器的权系数,从而获得期望的脉冲压缩性能,更好地完成发射波形的分离。该方法不仅能够抑制信号本身的距离旁瓣,降低信号之间的互相关电平,还对目标本身的多普勒频率具有很强的适应性。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

一类新的脉冲压缩信号的旁瓣抑制

报导了一类由二相编码信号与线性调频信号组合而成的新的脉冲压缩信号以及其旁瓣抑制方法。介绍了该类信号的匹配滤波器输出、多卡勒特性、Hamming加权输出波形等方面的性能,模拟了当采用8位A／D和D／A变换器进行双加权时的脉压输出以及其多卡勒特性,给出了其优化结果。分析证明,该类信号分别具有线性调频信号和二相编码信号的优点,双加权后能达到实际应用要求。     

基于量化加小波零树的雷达数据压缩

首先介绍雷达数据压缩的必要性和现有压缩方法的优缺点,再简要介绍基于小波零树的数据压缩方案。然后针对雷达数据压缩的实际特点,对现有的小波零树压缩方案进行改进,工程实验表明该算法取得了较好的压缩效果,能满足雷达组网工程实际的需要。