舰载高频地波雷达(OTHR)平台运动对回波信号调制机理的研究

 本文基于高频地波舰载OTH(Over-The-Horizon)雷达后向散射回波信号的物理模型,在理论上分析并导出了揭示雷达平台运动、雷达系统参数、目标物理属性以及目标运动特性之间内在联系的舰载高频地波OTH雷达回波信号在Doppler域里的频谱展宽方程;深入分析了高频地波舰载OTH雷达平台运动对雷达回波信号高频相位的调制机理及平台运动对回波信号Doppler频谱结构的影响;推导了雷达平台运动与不同物理尺寸目标及不同运动状态目标相互作用的动态几何关系;给出了在雷达平台运动条件下静止面目标、静止点目标及运动面目标和运动点目标的回波信号频谱展宽表达式.这些基本关系式构成了在高频地波舰载OTH雷达系统中对海浪杂波特性和目标特性进行分析和研究及在展宽的一阶Bragg海浪谱中实现舰船目标分辨与检测的重要理论基础.文章最后通过对实测数据的分析与测量,证明了所得出的数学关系式的正确性.     

舰载雷达低空目标回波信号仿真研究

针对舰载雷达探测和跟踪低空／超低空掠海飞行目标的特点，分别建立雷达系统探测目标的发射信号模型、海面反射的多径效应回波模型和海面杂波模型，并对多径效应引起的雷达仰角测量误嗟和雷达接收机接收的目标回波信号进行仿真分析。实验结果表明，本文既有助于舰载雷达系统对复杂环境下的回波信号特征进行分析，也有助于雷达系统设计的参数优化研究。对于改善和提高雷达系统的探测性能和跟踪精度，降低多路径效应和海杂波干扰等方面的研究，具有十分重要的工程参考价值。     

高频地波舰载OTH双基地雷达目标回波特性分析

在高频地波舰载OTH双基地雷达中,雷达平台的运动必然增加整个系统的复杂性。该文分析了移动双基地系统的动态几何关系,以及动态几何关系的变化对LFMICW信号的目标回波产生的影响。重点对目标回波的中频相位与雷达平台运动特性之间的关系进行了详细分析,简要地讨论了在这种复杂动态系统中目标距离和速度信息的提取方法。最后通过仿真验证了近距离目标的多普勒谱线的展宽。     

步进频雷达的目标回波建模方法与仿真

本文以调频步进雷达导引头为研究对象,分析了脉内线性调频/脉间步进调频体制雷达的信号模型,利用模糊函数分析并验证了该信号的距离维和速度维的分辨能力,并对目标回波进行建模,分析了点目标的回波模型与一维距离像合成原理,针对步进频雷达特点,根据多散射中心理论建立了基于冲激响应函数法的扩展目标合成的数学模型.通过理论分析与仿真结...     

LFMCW雷达目标运动补偿新方法

针对对称三角线性调频连续波（STLFMCW）雷达体制，分析了目标运动对回波信号的影响，提出了基于距离像峰值偏移估计和脉组相位差分的径向运动参数估计方法，较好地解决了目标运动的补偿问题。仿真结果表明，该方法估计精度高，抗噪性能好，运算量低，便于系统实时处理。     

舰载雷达目标回波仿真计算方法研究

为满足某舰载雷达系统的试验预测和职手仿真训练需求,针对雷达目标回波仿真要求,进行目标相对运动要素和信号强度仿真方法研究,对于目标相对运动要素仿真,提出雷达装载平台运动数据和目标回波运动数据的仿真计算方法;对于信号强度仿真,提出最大发现距离和目标回波信号强度的仿真计算方法,有效实现了雷达目标回波的录取与跟踪、雷达探测能力预测等功能,提高了雷达目标回波仿真的逼真度,保证了系统仿真的实时性,取得了较好的应用效果。     

激光遥感目标回波脉宽展宽特性实验

随着激光遥感探测技术的发展,目标回波脉冲特性对遥感探测的影响成为新的研究热点.脉冲展宽特性是激光回波的重要特性,其影响到回波接收信噪比和测距精度.为此,通过实验研究了目标回波脉冲展宽特性.描述了激光遥感回波波形采集实验系统主要构成以及关键技术参数.介绍了直射和倾斜入射情况下激光遥感目标回波脉宽展宽模型,并根据模型描述了回波脉宽展宽特性.对垂直探测楼房墙壁和倾斜探测草地的实验数据进行了分析,并将实验结果和理论分析数据进行了比较,取得了较好的一致性.最后提出了利用激光遥感回波脉宽展宽特性反演目标倾斜角的方法.     

调频步进雷达扩展目标运动补偿研究

本文首先对扩展目标的一维距离像进行了离散建模,然后给出了扩展目标调频步进雷达回波信号的数学模型,深入分析了径向运动对一维距离像的影响,推导得到了运动补偿的精度要求。研究了时域相关法与最小脉组误差准则,提出了一种适合工程需要的运动补偿算法。最后,进行了计算机仿真实验,证明了本文的结论。     

步进频率雷达飞机目标距离像补偿算法

建立了飞机目标的三维几何模型和离散冲激响应模型,给出了步进频率雷达多散射中心目标的回波数学模型,推导了其相参合成一维距离像原理。为补偿目标因径向速度对合成距离像峰值时移和能量发散,提出了一种适合工程应用的速度补偿方法。该方法在最小脉组相位差分法之前先使用互相关函数FFT方法对目标速度进行粗估计,确定了速度估计范围后再以最小脉组相位差分为准则搜索精确速度,从而大大减小了搜索工作量,有利于实时处理。仿真实验表明,该方法具有抗噪性能好、估计精度高等优点。     

低分辨雷达回波序列轮廓像目标分类方法研究

基于利用雷达目标回波轮廓像进行目标分类在雷达航管、监视领域具有一定的应用价值，分析了对雷达波束扫描目标过程中的电磁散射进行了分析，研究了目标回波序列轮廓像的形成原理。通过对目标回波序列轮廓像进行特征提取、变换获取了能够体现目标特性的稳态特征，利用C—均值聚类方法实现了对海面目标的粗分类，采用实测数据对所提出方法进行测试，实验结果证明了该方法的有效性。     

机载平台动态杂波背景下多脉冲激光距离扩展目标回波滤波算法研究

现代飞机装备机载光电探测系统,采用红外热像仪搜索空域飞机目标的方位,利用脉冲激光测距机测量目标的径向距离。机载脉冲激光目标检测是一个动态过程,当光斑在目标上移动或大气湍流折射导致回波光束偏离接收天线时,目标时有时无,导致无法稳定跟踪目标。仅利用目标回波脉冲的幅度信息进行检测,限制了激光目标的有效作用距离。在机载平台的动态杂波背景下,将脉冲激光目标视为距离扩展目标,回波信号看作目标波形像,结合时间宽度上的波形特征开展检测,可较好解决动态目标检测问题。鉴于此,文中提出了一种基于小波变换的多脉冲激光距离扩展目标回波滤波算法。实验结果表明,所提算法能够较好地保持波形特征。     

基于正向建模的目标超宽带电磁脉冲雷达回波仿真

为了快速获取超宽带（ultra-wideband,UWB）电磁脉冲激励下雷达目标的时域电磁响应,提出了一种基于散射中心正向建模的目标时域回波仿真方法.从目标几何模型出发,利用空间射线分集技术对强散射源进行分离,通过模型参数正向确定方法构建出目标的属性散射中心模型,用以表征目标高频电磁散射特性,并在UWB电磁脉冲激励下进行仿真运算,获得目标时域回波信号.以典型目标SLICY为例,基于正向建模的散射中心模型,快速获取不同UWB电磁脉冲激励下的雷达回波信号,与高频仿真方法得到的一维距离像（high resolution radar profile,HRRP）进行对比分析,吻合良好.由此验证了本文提出的回波仿真方法的有效性,为不同辐射源激励下目标的快速电磁响应研究提供了一种新思路.     

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。     

基于激光动态探测机理的目标回波特性

针对激光近程全向动态探测问题,基于激光动态扫描探测机理,在激光近场探测理论基础上,推导出基于激光动态探测机理的目标回波轮廓波形方程,分别从理论推导和实验分析两方面入手,研究了目标回波特性影响机理。结果表明:随着发射功率的增加,回波信号幅值提升幅度较大,脉宽压缩；随着激光发射脉宽的增加,回波信号幅值呈现快速下降,且脉宽展宽；随着光束发散角的提高,回波幅值缓慢降低且脉宽展宽；随着目标距离的增加,回波信号幅值迅速降低且脉宽展宽。     

辐射式仿真中脉冲雷达ISAR成像等效模拟方法

脉冲雷达信号广泛用于逆合成孔径雷达(ISAR)成像。在辐射式仿真中采用脉冲雷达信号进行ISAR成像时,由于脉宽对应的传播距离远大于微波暗室的空间长度,脉冲回波会在发射信号未被完全辐射之前返回接收机,使得收发信号相互耦合,难以得到ISAR图像。该文提出基于间歇收发的脉冲雷达ISAR成像等效模拟方法,通过将脉冲信号分段发射、分段接收,得到分段稀疏的目标回波。然后,结合压缩感知与间歇收发回波,重构得到ISAR图像。根据等效模拟的实现流程,对仿真与实测数据进行分析,结果表明,该等效模拟方法所得ISAR图像与完整脉冲回波所得图像基本一致,从而验证了等效模拟方法的有效性。     

激光目标回波模拟器能量标定装置研究

为了解决激光目标回波模拟器输出脉冲激光能量无法现场标定的问题, 采用模拟积分原理, 通过光电探测组件参数优化设计和积分组件电路结构设计, 建立了激光目标回波模拟器能量标定装置, 并设计相应实验对标定装置的测量能力进行验证。结果表明, 激光目标回波模拟器能量标定装置可实现对脉冲宽度为10ns~100ns脉冲激光能量值的准确测量, 其能量测量范围为10fJ~1pJ, 包含因子k=2时, 测量不确定度为13.8%。该研究可满足激光目标回波模拟器输出脉冲激光能量测量与标定的需求。     

盖革模式APD激光雷达探测性能与虚警抑制研究

对基于盖革模式APD(GM-APD)探测器的激光雷达的探测性能和虚警抑制方法进行了研究。从系统原理与探测时序出发,研究了长死时间、回波脉宽大于时间数字转换器(TDC)分辨时间情况下目标探测概率与虚警率分布,分析了回波强度、脉宽、噪声与回波位置对目标探测概率与虚警率的影响;利用双探测器结构的探测模型,研究了双探测器结构在提高系统探测性能中的作用。研究结果表明:回波越强,脉宽越窄,噪声越低,回波位置越靠前,目标探测概率越高,虚警率越低,系统探测性能越好;对于双探测器结构,与逻辑可很好地抑制虚警;或逻辑可提高目标探测概率;使用与逻辑和或逻辑相结合的双探测器结构,可以获得更高的目标探测概率和更低的虚警率。     

动目标检测与速度估计仿真研究

介绍了雷达信号处理技术中的脉冲压缩、动目标检测、脉冲多普勒处理和恒虚警检测技术,并对雷达发射波形、目标回波、动目标检测进行了Matlab仿真。对脉冲回波信号进行脉冲压缩与动目标显示得到动目标脉压信号。利用动目标显示和脉冲多普勒处理实现脉压信号的动目标检测,并得到脉冲多普勒数据块。在数据块的距离维上进行恒虚警检测,检测动目标的距离,然后提取对应距离门的多普勒数据,检测动目标的速度。通过仿真建立了雷达信号处理的基本框架,为雷达系统建模及其仿真的深入研究提供了仿真支持。     

全尺寸目标激光脉冲后向散射回波功率测定和建模

运用粗糙面散射、激光脉冲散射理论,结合复杂目标粗糙表面相关建模参数,建立用于计算全尺寸复杂目标激光脉冲后向散射功率的理论模型.实验测量一种空中缩比目标模型后向散射激光脉冲回波功率,获取该缩比目标激光脉冲后向散射功率随接受天顶角的变化曲线.比较理论建模与实验测量数据,分析实验误差,证明了该理论模型的正确性.将建立的理论模型进一步应用于计算非合作空间全尺寸目标的激光脉冲回波功率.计算结果能够预估空间目标的激光散射特征,解决一些关于空间目标激光脉冲光学特征工程的应用问题.     

小波分析在脉冲压缩雷达中的去噪研究

LFM信号是脉冲压缩雷达的常用信号,针对脉冲压缩回波信号中混有噪声,采用小波分析对其进行消噪。对多个目标的回波进行了仿真,结果表明该方法具有较好的抑制高斯杂波的能力,提高了信噪比,即使目标回波淹没在噪声中,去噪之后也能够识别出来,具有较强的目标识别能力。