多载频雷达通信综合化波形设计

为了减小作战平台体积和相互电磁干扰,雷达通信一体化设计成为一种有效选择.针对通信中已有成熟应用的正交多载频波形,分析了相同编码(IS)多载频相位编码(MCPC)和子载波编码循环移位MCPC作为雷达波形的模糊函数性能.在此基础上,提出用随机通信数据控制MCPC信号子载波相位编码移位位数的综合化波形设计方式,解决了随机性通信信号和确定性雷达信号的不兼容问题.对综合化波形模糊函数和通信效率的分析仿真表明,其雷达探测性能不劣于相同编码MCPC,且具有较高的通信传输效率.     

基于模糊函数和粒子群优化的认知天波雷达波形设计

为减少海杂波对舰船目标遮蔽的影响、提升天波超视距雷达(OTHR)的探测性能,提出了一种基于模糊函数和粒子群优化的认知天波超视距雷达(CSWOTHR)发射波形设计方法.首先基于CSWOTHR闭环自适应工作原理,分析了CSWOTHR发射信号参数对舰船目标检测的影响;然后构建回波信号信杂比(SCR)与发射波形和杂波之间的数学关系,并以最大SCR作为目标函数,利用粒子群优化(PSO)算法估计线性调频连续波(LFMCW)信号的各项参数;最后给出了CSWOTHR发射波形设计流程.仿真结果表明,在中等海况海杂波背景下,采用该发射波形设计方法的CSWOTHR大中型舰船目标回波信号质量得到了提升,系统检测性能明显提高.     

基于波形设计方法的MSK信号探测性能研究与仿真

本文主要从波形设计的角度来研究MSK信号的定距、测距等探测特性.波形设计主要是通过研究信号的平均模糊函数、频谱特性等来分析该信号的性能.文中论述了MSK信号调制和相关解调的工作原理,分析了调制信号的模糊函数和回波信号相关峰解调的数学模型,给出了伪随机码长度和码元周期的选择原则和MSK信号的测距方法.最后,通过SystemView系统仿真,得出了MSK信号调制、解调的仿真波形以及不同延时回波的相关峰顶点分布图等.通过理论分析和仿真实现说明了MSK信号的良好定距、测距性能,同时也验证了波形设计方案的可行性.     

脉冲压缩雷达信号的FDA特性研究

考虑到现有关于频率分集阵列(FDA)的文献中大多只基于窄带条件下的简单脉冲假设,较少有对其他脉冲压缩信号的分析。该文在建立FDA数据模型的基础上,推导了FDA收发共型线阵不同接收信号处理机制对应的负型模糊函数。之后,在全波段相干处理FDA雷达结构的基础上对矩形脉冲、线性调频(LFM)、相干脉冲串以及相位编码信号的模糊函数特性分别展开仿真分析。验证了上述几种典型的脉冲压缩雷达信号对该结构的适应性,为后续基于模糊函数优化的FDA雷达发射波形设计及电抗特性研究奠定了基础。     

PSK/PPM组合信号

从强探测、高分辨、低截获和抗干扰角度出发,探索了一种相移键控(PSK)信号和脉冲位置调制(PPM)信号组合而成一种新的雷达信号PSK/PPM,给出了波形构造,推导了它的模糊函数。理论分析和大量的计算模拟表明组合信号具有大时宽带宽积(BT),BT相对于单一单制信号PPM提高Q倍,相对于PSK提高M倍,信号更具复杂性,且易于产生。     

QPSK雷达信号的建模与仿真分析

为便于雷达信号的选择与设计,从研究四相移相键控（QPSK）雷达信号的模糊函数特性入手,通过Simulink建模和仿真2种不同的产生QPSK信号的调制方法,并将信号数据导入到Matlab的工作空间中,由Matlab分别画出其模糊函数图;指出并论证了与2路码长互素码速率相同的BPSK正交构成QPSK的调制方法相比,直接QPSK调制方法的优越性。     

基于离散脉位混合噪声调制的雷达信号分析

推导了离散脉位随机多元码调制和脉间二元序列相位调制雷达信号的平均模糊函数，得到了几个有益的结论．结论表明，合理选取波形参数，既可使信号具有良好的距离分辨力和测速精度，又可降低产生这种信号的难度，使其更具工程可实现性．     

CPM-LFM雷达通信一体化共享信号探测性能研究

为了在现有脉冲体制雷达上同时实现雷达探测和数据通信的功能,提出了基于连续相位调制-线性频率调制的雷达通信一体化共享信号.首先推导了一体化信号模糊函数并与线性调频信号进行对比,然后分析了信号的时延与多普勒分辨力,最后采用加窗反卷积方法实现脉压旁瓣抑制,得到了主副瓣比大于30 d B的脉压输出.理论分析和仿真结果表明,该信号在携带通信信息后雷达探测性能仍然满足探测需求,是一种适用于雷达通信一体化的信号类型.     

MIMO雷达中的DFCW设计及性能分析

发射信号的正交性好坏是多输入多输出(MIMO)雷达实现的关键,正交离散频率编码波形(DFCW)是MIMO雷达可以利用的正交信号。该文首先分析了DFCW的互模糊函数,在此基础上,对自相关峰值旁瓣及互相关峰值旁瓣电平进行了分析,提出了采用遗传算法对其进行优化,得到了具有更低互相关峰的DFCW。然后将优化得到的DFCW应用于MIMO雷达系统进行仿真分析。通过对信号互相关仿真及对目标回波信号匹配滤波仿真对理论分析进行了验证,证明了理论分析的正确。     

一种空时联合优化的MIMO雷达波形设计方法

针对多输入多输出(MIMO)雷达波形设计中空域合成信号的时域特性较差的情况,提出了一种空时联合优化的MIMO雷达波形设计方法．该方法在波形设计中对波形的空域功率分布以及空域合成信号的自相关特性进行了联合考虑．基于空域信号的自相关旁瓣电平以及各阵元信号间的相关性,对集中式MIMO雷达的正交波形设计与具有特定方向图的波形设计建立了统一的优化模型,并采用序列二次规划方法与加权迭代方法求解．仿真结果表明,文中所设计的波形不仅能够很好地逼近期望方向图,而且空域合成信号具有较好的自相关特性．     

高高度脉冲压缩雷达高度表设计实现

依据高高度雷达高度表实际应用, 给出了基于脉内线性调频脉间二相编码波形的S波段脉冲压缩雷达高度表系统以及子系统的设计实现方法. 结合整机性能飞行验证试验, 给出了实际地貌条件下接收机、信号处理脉冲压缩输出及其处理结果, 并针对试验结果进行分析. 试验结果表明, 高高度脉冲压缩雷达高度表具有非常高的测高性能, 其各项技术指标达到了设计要求.     

LFM-频率编码复合低截获波形信号处理方法

LFM-频率编码复合低截获波形把LFM技术和FSK技术组合在一起,获得大的时带积,从而增强了雷达的低截获性能,但LFM-频率编码复合低截获波形的相关距离旁瓣较高,影响雷达检测性能。针对这一问题,该文对旁瓣抑制方法展开了算法研究和工程应用设计,通过离线设计旁瓣抑制滤波器,代替传统匹配滤波或相关处理,从旁瓣抑制滤波器库中选取相应的旁瓣抑制滤波器应用于回波信号采样数据,完成脉压的同时抑制距离旁瓣,实现较为简单,适合工程化应用。仿真结果表明了该设计的有效性,旁瓣性能得到改善。     

宽带参量阵在浅地层剖面测量中的应用

为了提高宽带参量阵的探测精度,提出参量阵浅地层剖面仪的系统设计. 以换能器阵列作为声发射装置,相较单个换能器能显著提高声源的指向性,有效抑制旁瓣. 利用参量阵的非线性自解调模型,对比分析线性调频信号自解调前、后的波形与频谱变化,分析得出自解调信号的频宽扩展为原信号的2倍,且带宽内信号幅值满足每倍频程12 dB的增长态势. 据此设计改进匹配滤波器来进行脉冲压缩,并通过频谱修正来抑制频谱变化. 仿真结果表明,该宽带参量阵的换能器阵列具有较好的指向性,根据自解调信号和原频信号同指向性的原理,保证自解调信号的高指向性. 提出的改进脉冲压缩技术能进一步提高探测分辨率,通过选择合适的调频范围,距离分辨率可以达到7.5 cm,可以实现高精度的海底地层探测.     

FRFT域LFM雷达回波信号的压缩采样模型

针对宽带雷达线性调频信号(Linear Frequency Modulated,LFM)带宽大、采样率高、存储容量要求高的问题,设计了一种基于压缩感知的 LFM雷达回波信号的欠采样整体方案。首先,利用 LFM信号在分数阶傅里叶变换(FRactional Fourier Transform,FRFT)域上良好的能量聚集特点,提出了一种基于DFRFT核矩阵的正交基字典构造方法,在此基字典的基础上利用随机解调器和匹配追踪类算法构建了一个 LFM雷达回波信号的压缩采样和重构系统模型。仿真结果验证了 FRFT域处理 LFM雷达回波信号的可行性和有效性,LFM雷达信号在该正交基字典上的稀疏表示效果要优于现有的波形匹配字典,而且具有更好的抗噪性能和自适应性能。     

采用OFDM-LFM的MIMO雷达高速目标波形设计

单基地多输入多输出雷达由于其宽发射波束的特性而能有效解决目标高速运动跨越发射波束带来的能量损失问题;但是现有波形对速度容忍性较差,高速目标回波匹配滤波能量损失较大．因此,有必要研究适用于高速目标背景下的多输入多输出雷达波形． 文中提出了一种基于正交频分复用线性调频信号的多输入多输出波形． 该波形不同发射通道分时复用一组不同频段的线性调频信号,从而得到带宽相同的可分离多路多输入多输出雷达波形． 仿真结果表明,文中设计的多输入多输出雷达波形能有效降低高速目标回波匹配滤波的能量损失,适用于高速目标背景．     

New smart noise jamming of radar signal frequency modulation

A new frequency modulation smart noise jamming technique is proposed against the radar linear frequency modulation(LFM) signal and pulse compression processing.The jamming signal is acquired by modulating the received radar signal frequency with gause white noise.It can produce frequency domain deceptive jamming and Doppler frequency narrowband noise jamming according to the gause white noise bandwidth.This smart noise jamming signal has much correlation with the radar signal, can get a high pulse compression gain after matched filtering and raising the jamming power efficiency.     

天空双基地雷达体制分析及参数设计

鉴于天空双基地雷达在兼顾单基地天基预警雷达的优势的同时能克服其信噪比偏低的缺点,在单基地天基预警雷达的基础上,对天空双基地雷达的几何模型、雷达距离方程及相关概念等方面进行了分析。然后综合考虑信号衰减、接收信噪比以及距离模糊等方面因素,对系统的载频、卫星轨道高度和脉冲重复频率等参数进行了设计。最后进行了仿真验证。理论分析和仿真结果表明：信号信噪比能达到可检测水平,且无距离模糊。     

I/Q通道相位不一致对LFM脉压性能的影响

推导了存I/Q通道相位误差的情况下的LFM脉冲压缩输出信号的表达式,定量分析了I/Q通道相位不一致性对LFM脉冲压缩性能的影响,为雷达接收机系统设计中I/Q通道相位误差的控制提供了理论的参考依据。理论分析和计算机仿真表明,在采用加窗方式抑制脉冲压缩输出旁瓣的情况下,I/Q通道的相位误差会脉冲压缩输出的主副比性能产生严重影响。     

改进的三次相位函数法LFM雷达信号参数估计

为了研究对线性调频(LFM)雷达信号的参数估计,提出了利用改进的三次相位函数法对LFM雷达信号进行参数估计.三次相位函数法可提取信号的相位函数的各项系数,并且只需通过二阶非线性变换在信号参数空间形成最大值来进行估计参数,具有较高的精度和良好的低信噪比能力,但是计算量较大.针对三次相位函数法计算量大的问题,提出调频斜率搜索范围设定准则及双尺度调频斜率搜索法,可减少大量计算量,同时保持了低信噪比下的算法精度.仿真测试结果表明,新算法有效地减小了计算量,并且保证了低信噪比下的算法精度,算法性能得到了提高.