超宽带多发多收雷达系统的信号源设计及实现

多发多收超宽带雷达和通信系统是当今研发热点,国内外多有相关报道,而信号源的设计及实现是其关键技术之一。目前用扩频模块来实现GHz 脉冲信号的信号源,结构复杂、成本高。对此,设计和制作了一款由可编程逻辑器件FPGA 和DDS 芯片组成并产生GHz 脉冲信号的信号源,其核心是ADI公司的DDS芯片AD9914和Xilinx公司的Kintex-7系列FPGA芯片作控制芯片,此信号源获得了高达1.4 GHz的大带宽多通道同步雷达脉冲信号,频率切换时间达到ns级,且频率、相位和幅值都可控,其性能在国内具有先进性,并具有实际应用价值。     

多发多收多基地雷达系统分辨性能分析

对密集多目标的探测是当前雷达技术领域所面临的前沿课题和紧迫任务。本文考虑一个多发多收多基地雷达系统,在分析空间相关和非相关多基地雷达模糊函数的基础上,以模糊函数3-dB投影面积值为指标,对比单发多收多基地雷达,分析了不同传感器部署和波形选择情况下的目标距离分辨性能,并给出了相应的仿真结果。仿真结果显示,空间相关信息的引入,提高了多基地雷达系统的目标分辨性能;多发多收多基地雷达虽然增加了系统的复杂性,但如果配置不当,在目标分辨性能方面,不一定优于单发多收多基地雷达。本文的研究成果,不仅能用于对多基地雷达密集多目标探测性能的分析,还能为多基地雷达系统波形设计、布站提供一定的理论参考。      

以偏振天气雷达的探测原理

双偏振天气雷达是目前遥感探测天气的先进手段之一，它根据不同降水粒子对不同极化电磁波的散射特性的差异来区分不同的降水，从而达到对降水类型的识别和分类。本文介绍了双偏振天气雷达的探测原理。     

基于柱形抛物面天线的MIMO SAR研究

为了实现星载合成孔径雷达(SAR)的高分辨率宽测绘带成像,该文提出一种基于柱形抛物面天线的多发多收合成孔径雷达系统(MIMO SAR)。根据对系统结构和短偏移正交(STSO)发射波形的分析,该文给出该系统的具体处理方法。基于柱形抛物面天线易于在俯仰向形成高增益窄波束的优势,该系统能够利用数字波束形成技术对不同波形回波数据进行有效分离,从而获取更多的方位向等效相位中心。通过方位向多通道数据重构处理,成像场景回波数据可利用传统成像算法进行成像。仿真结果表明,该系统能够确保MIMO SAR的成像质量,并具有良好的成像性能。     

一种双基星载MIMO SAR系统体制与处理方法

双基星载合成孔径雷达(SAR)利用双平台接收以及联合处理回波信号,在测绘、干涉测量、目标识别、自然灾害监测等领域有重要的应用价值。为了进一步提升该体制的成像性能,该文提出一种采用空时编码和短偏移正交波形的双基星载多发多收合成孔径雷达系统(MIMO SAR)。基于接收端的数字波束形成技术,该系统能够有效分离提取不同波形回波数据,获取更多空间自由度,从而同时具备双基体制和MIMO体制的优势。此外,通过对获取的不同波形图像数据做波束形成处理,该系统能够减轻2次散射干扰回波对SAR图像的影响。仿真实验验证了该系统方案的有效性。     

全固态双线偏振多普勒天气雷达系统设计

全固态多普勒天气雷达是一种新型的气象探测雷达系统,它具有结构简单、价格低廉、工作可靠的特点。论文介绍一种自研的X波段全固态双线偏振多普勒天气雷达,并对其中使用的双线偏振、脉冲压缩和补盲等关键技术进行了论述。实验结果表明系统具有良好的性能。     

基于增量贝叶斯的双偏振气象雷达降水粒子分类方法

面对降水粒子分类过程中可能存在的样本数不足,样本质量不高的问题,提出一种基于增量贝叶斯的双偏振气象雷达降水粒子分类方法。该方法首先处理有标签的训练数据集,获取属性节点和类节点之间的条件概率表构建朴素贝叶斯分类器;接着使用朴素贝叶斯分类器分类无标签数据,判断类置信度值后将符合条件的数据追加到训练数据集中,最后修正朴素贝叶斯分类器完成增量学习,得到增量贝叶斯分类器实现降水粒子分类。增量贝叶斯分类器不仅能够增加有效的数据样本,还能够及时更新分类器从而提高其泛化性和适应性,分类结果的准确性也得到了一定的改善。     

多发多收探测雷达定位精度分析

多发多收是提高雷达系统定位精度的重要手段之一, 为分析不同形式多发多收定位精度, 采用二维定位几何精度稀释分析方法, 分别针对两发两收、两发四收和三发三收三种探测方式进行了仿真分析.结果表明:两发四收探测系统定位精度比两发两收系统整体上提高, 在基线近区提高比较明显; 三发三收探测系统克服了两发两收探测系统在基线上定位盲区的缺点, 但与两发四收探测系统相比, 除基线附近外,在三站围成的定位区域内定位性能并没有明显提高.仿真结果为多发多收探测系统选取、布站提供了理论参考, 具有一定的工程应用价值.     

隧道场景单缆MIMO新技术研究与应用

针对隧道场景空间有限但对网络通信要求高的特点,理论分析单缆MIMO（多收多发）技术的可行性。选取实际地铁隧道场景,对单缆双流、双缆四流和四缆八流较传统方案在组网和效果方面进行对比分析。结果表明,在信源通道数量为漏缆数量两倍场景时,结合5G末级POI（多系统合路平台）的应用,覆盖和下载速率都有明显提升,为隧道场景的规划设计提供了参考依据。     

分布式雷达系统误差修正

系统误差修正是多雷达和分布式雷达跟踪系统中的基本问题。分布式雷达的系统误差修正与传统的多雷达系统误差修正方法有较大的差异,传统的多雷达系统误差修正常采用线性最小二乘的方法,而分布式雷达需要采用高斯牛顿迭代方法。因此有必要对分布式雷达系统误差修正问题进行研究,为工程应用提供参考。文中给出了一发三收分布式雷达系统误差修正的方法,并进行了仿真,得出了相应的结论。     

基于复合式随机码雷达系统实现入侵监测

面向安防区域的入侵监测过程包括区域边界的入侵报警和区域内部的入侵跟踪。然而,现有的入侵探测雷达技术难以兼顾区域边界和内部的同时监测,并且存在多入侵探测距离分辨率低和抗干扰能力弱的缺陷。提出并实验验证了一种面向入侵监测的复合式随机码雷达系统。该雷达系统结合了基于泄漏电缆的导波雷达和基于喇叭天线的一发多收雷达。前者用于实现区域边界的入侵报警,后者继而负责区域内部的入侵跟踪,最终实现监测区域的全面覆盖并消除监测盲区。此外,该雷达系统采用高速、正交的随机码信号作为上述两种雷达的发射信号。实验结果表明所提出的雷达系统不仅可以实现多个入侵者的同时报警和跟踪,而且具有强抗干扰能力。受益于随机码信号的高速率和自相关特性,导波雷达和一发多收雷达可以分别实现30 cm和15 cm的高距离分辨率,且抗干扰容限可以达到33.5 d B。     

瑞利衰落信道下一种MIMO传输技术的性能研究

为了提高系统性能并最大限度地降低收发端的硬件复杂度,本文提出一种多发多收(MIMO)的传输技术,即发射端采用选择发射并联合接收端采用最少选择最大比合并接收的MIMO技术,记为TAS/MMRC。本文对TAS/MMRC技术进行了详细的性能分析。最后还通过仿真试验验证了理论分析的正确性。     

分布式MIMO雷达目标散射模型研究

针对当前分布式多输入多输出(MIMO)雷达目标散射模型的不足,提出了一种三维特体目标模型;在考虑点散射体电磁散射的方向性、遮蔽及收发天线方位角、俯仰角等因素的条件下,推导了目标静态雷达截面积(RCS)的计算公式和MIMO雷达信道的相关函数;同时,仿真分析了目标动态RCS的统计模型及其与收发天线双基地角的关系,以及MIMO雷达信道空间去相关的条件。仿真分析结果与RCS的经典统计模型、双基地RCS的经验结论以及单基地雷达回波信号去相关角度的经验值是吻合的,证实了模型的科学性和合理性。研究结果对分布式MIMO雷达的检测、跟踪和系统配置等研究具有参考价值。     

基于STFAP的MIMO雷达运动目标参数估计的CRB研究

多发多收(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达在目标检测、参数估计等方面具有显著优势。目标参数估值的CRB被证明是系统设计和空时自适应处理(STAP)性能分析中的有力工具。该文针对采用频分正交信号的共置天线MIMO雷达,首先建立基于MIMO雷达的目标和杂波空-时-频信号模型;在此基础上,研究基于空-时-频自适应处理(STFAP)的MIMO雷达地面运动目标角度和多普勒参数最大似然估值的克拉美-罗界(CRB);最后通过CRB性能仿真分析验证了MIMO雷达STFAP有效消除动目标检测盲速,提高目标参数估计精度的优势。     

先进的X波段双线偏振多普勒天气雷达系统研究

叙述了X波段双线偏振多普勒天气雷达系统关键技术 ,并利用该试验型雷达探测降雨强度 ,提取降水粒子相态信息。进行了一些分析研究 ,其结果验证了系统具有良好的性能     

气象灾害预警系统中的分布式天气雷达网

我国气象灾害频发,尽早预警意义重大.借鉴美国DACS龙卷风预警系统,描述气象灾害预警系统中,分布式天气雷达网的建设方法和关键技术.以现役天气雷达网为基础,辅以若干短距离、短波长间隙雷达来解决地球曲率和高山阻挡造成的低空盲点问题;采用全相参双极化多普勒制式,实现多参数小型化;结合幅度相位极化参数,解决传播衰减和目标分类问题;通过脉冲压缩解决距离分辨率问题.获取高质量雷达数据,为快速准确预警服务.     

一种新的分布式MIMO雷达系统运动目标定位代数解算法

该文针对分布式MIMO雷达系统中的运动目标定位问题,以双基地距离(BR)及其变化率(BRR)作为观测量,提出一种基于多步加权最小二乘的代数解算法。算法共需要3步加权最小二乘估计。首先,在第1步加权最小二乘估计中,通过选取适当的辅助参数,将非线性的BR和BRR的观测方程进行伪线性化处理,从而得到目标位置和速度的粗略解;而后在后两步加权最小二乘估计中,利用目标位置参数和辅助参数之间的约束关系构建方程,从而得到目标位置和速度的精确估计。最后,推导了算法的理论误差,从理论上证明了算法可以达到克拉美罗界。在仿真实验中,将所提算法与现有算法进行了对比,验证了算法的优越性。     

Linux系统下CINRAD/CA型天气雷达在气象业务中的使用指南

2020年初,黔东南州榕江CINRAD/CA型固定式双偏振多普勒天气雷达完成各项功能调试并投入运行,该型号天气雷达主要用于监测、跟踪、预警强雷雨、冰雹、下击暴流、晴空风切变等中小尺度天气系统.由于其采用的是Linux操作系统,虽然具有更好的稳定性和安全性,但在人机交互上与Windows系统有一定的差异,文章主要介绍在L...     

直升机载弧形阵列MIMO微波成像技术研究

该文提出了一种新的基于弧形阵列直升机载MIMO微波成像模式,利用平台下方水平布置的弧形阵列天线,通过MIMO信号收发机制快速实现弧形孔径合成,获取平台周围观测区域的高时间高空间分辨率2维图像。文章详细介绍了弧形阵列微波成像的工作原理,建立了相应的成像信号模型,研究了基于共焦投影技术的弧形阵列微波成像算法,分析了该成像模式的成像性能;最后,通过计算机仿真验证了该成像模式的可行性和有效性。