基于迫零算法的二相码旁瓣抑制滤波器设计

为了解决大时宽带宽积二相编码信号脉压旁瓣抑制滤波器设计过程中易出现局部最优问题,提出了基于迫零算法的失配滤波器设计方法.从时域波形人手分析了二相编码信号的脉压失配滤波,将旁瓣抑制滤波器的设计转换为迫零均衡问题,对迭代运算中的步长因子和误差向量进行了自适应修正,在提高了算法收敛速度的同时增加了稳健性.对不同码长m序列的仿真结果表明,基于迫零算法的失配滤波器设计方法,可以有效解决大时宽带宽积二相编码信号旁瓣抑制滤波器设计中局部最优的困扰,所设计的失配滤波器具有较好的峰值旁瓣电平性能.     

恒增益处理损失的最佳编码旁瓣抑制滤波器

雷达距离/时间旁瓣抑制滤波器的设计通常以旁瓣电平最低为设计目标,未考虑增益处理损失的控制,在某些情况下会导致输出信噪比损失过大,影响弱信号的检测.本文研究增益处理损失任意给定条件下的旁瓣抑制滤波器的设计,并以巴克码为例具体设计了恒增益处理损失的最佳积累旁瓣电平滤波器和最佳峰值旁瓣电平滤波器.     

双基地声呐中匹配滤波旁瓣抑制的优化方法

对于双基地声呐而言,回波信号经常会被淹没在强直达波信号的脉冲压缩旁瓣干扰中。提出了一种匹配滤波输出的旁瓣抑制方法。该方法的思想是在匹配滤波输出端设计一个FIR滤波器,使得输出的积分旁瓣电平最小,同时保持主峰输出不变。利用二阶锥凸优化算法获得了旁瓣抑制滤波器的最优解。利用数值仿真,比较了旁瓣抑制方法与常规的汉明加窗方法,结果表明,该方法可在保持输出不变的情况下,提高30 d B的旁瓣抑制性能。利用该方法设计的近中心旁瓣抑制滤波器,局部的抑制性能可达-80 d B。     

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。     

一种分布式MIMO雷达正交波形和失配滤波器组联合设计方法

针对分布式MIMO雷达正交相位编码信号和其失配滤波器组分开设计输出的距离旁瓣电平仍然过高的问题,该文提出一种正交相位编码信号和失配滤波器组联合设计方法。首先,以约束信噪比损失和最小化失配滤波组输出的距离旁瓣电平为目标,构建联合设计准则。然后,根据最小p范数算法的理论,给出一种基于L-BFGS算法的双最小p范数算法进行求解。仿真结果表明,与分开设计方法相比,该文方法输出的距离旁瓣电平可以进一步降低。     

一种空间谱估计测向中的低旁瓣电平波束合成算法

基于低旁瓣电平波束合成技术,是在旁瓣区域利用大量的干扰信号控制波束合成,通过迭代形成最优化权向量,主波束指向期望信号方向,旁瓣达到设计要求,使得空间谱估计测向的性能大大提高。该技术不仅适用于园阵也同样适用于线阵。计算机仿真结果证明了这种方法的正确性和有效性。     

基于动态交替投影的失配滤波器快速设计算法

雷达脉冲压缩处理中,通常需要使用匹配滤波器以获得最优的输出信噪比。然而,对于常用雷达波形,其匹配滤波器输出距离旁瓣较高,易产生目标遮蔽效应,而通过优化设计失配滤波器可以在牺牲一定输出信噪比的条件下有效抑制距离维旁瓣。另外,在实际应用中一般需要对系统失真进行周期性标校,进而根据经过系统失真后的雷达波形进行失配滤波器设计,所以需要高效率的失配滤波器设计算法。然而,现有的失配滤波器设计算法通常涉及矩阵求逆等复杂计算过程,其计算复杂度高且不利于硬件实现。本文提出一种基于动态交替投影的失配滤波器快速设计算法,可实现在最小峰值旁瓣值、积分旁瓣值、加权积分旁瓣值等准则下的距离维旁瓣抑制,且信噪比损失、主瓣展宽可控。本算法适用于多种脉冲压缩波形,算法过程仅需用到简单计算及快速傅里叶变换,适用于硬件的高效率设计与实现。      

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。      

通道响应失配对DBF天线旁瓣电平的影响

本文研究了通道响应失配对数字波束形成（ＤＢＦ）天线旁瓣电平的影响，然后分析了通道频率响应失配与脉冲响应失配的关系，进而得到通道间频率响应失配对天线旁瓣电平的影响，结果表明，用ＤＢＦ技术实现超低旁瓣天线对通道频率匹配的要求相当高，最后计算机模拟验证了理论分析结果。     

长M码序列的失配滤波器设计及其性能分析

长M码序列具有大时宽带宽积和低截获率,在雷达对抗中具有较大优势,但长M码序列的非周期相关接收会产生大的距离旁瓣,强回波信号的距离旁瓣会淹没小的回波信号.采用时域的失配滤波法,结合权值迭代修正运算,能够有效地抑制距离旁瓣.但失配滤波法性能的变化情况并无确切分析,文中通过改变回波的信噪比和回波的多普勒频率的方法,测试了失配滤波法的性能的具体变化趋势.结果表明,失配滤波器的旁瓣抑制性能的多普勒容限稍微有所提高,但对多普勒频率非常敏感,并只在高信噪比情况下具有较好的旁瓣抑制能力.     

线性调频信号主瓣不展宽旁瓣抑制方法

以汉明窗为代表的加权方法在抑制线性调频信号的匹配滤波输出峰值旁瓣的同时展宽主瓣,致使距离分辨力下降。为兼顾旁瓣抑制和高距离分辨力的需求,该文提出一种新的主瓣不展宽旁瓣抑制方法。该方法首先将匹配滤波和加权处理的输出幅度进行归一化处理,然后逐点进行比较,再取各点对应的最小值作为最终的输出数据。该方法兼取了匹配滤波和加权处理的优点,其-3 dB主瓣展宽系数与匹配滤波相比仅为1,而旁瓣抑制性能和对应的加权处理相当。仿真结果和湖上试验验证了该方法的有效性。     

基于雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的间歇采样转发干扰抑制方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)是基于欠采样原理的新型雷达相干干扰技术,能够形成密集假目标干扰。该文针对抗间歇采样转发干扰问题,提出一种雷达发射波形和非匹配滤波联合设计的抗干扰方法。首先,以发射信号脉冲压缩积分旁瓣能量和干扰信号非匹配滤波输出积分能量为目标函数,综合考虑发射信号的幅度约束,建立了间歇采样转发干扰抑制的数学优化模型。然后,通过问题分解推导了雷达发射波形和非匹配滤波器的解析表达式,基于迭代算法设计了发射波形和非匹配滤波器。最后,通过仿真实验的方式验证了发射波形和非匹配滤波器的性能、抗间歇采样转发干扰性能以及所提方法的间歇采样转发干扰抑制能力。     

切趾滤波旁瓣抑制技术在合成孔径雷达中的应用

线性调频SAR回波信号经过二维匹配滤波,所得到二维像具有较高的旁瓣电平,虽然通过幅度加权处理可以降低旁瓣电平,但是主瓣的分辨率会降低。该文针对这一问题,探讨了应用切趾滤波技术来抑制线性调频SAR图像的旁瓣电平的优点,并给出了具体的实现步骤。理论分析和仿真表明,在获得相同的峰值旁瓣电平下,与幅度加权旁瓣技术相比,切趾滤波技术可以保持原SAR图像的分辨率。最后,多目标SAR图像的仿真结果验证了切趾滤波技术的优越性。     

基于幅度加权的预失真线性调频超声编码激励

为了提高医学超声成像的轴向分辨力和确保对比度,该文提出一种基于幅度加权的预失真线性调频编码新方法.该方法将线性调频发射信号幅度加权技术和回波信号旁瓣抑制技术相结合,一方面补偿超声探头对发射信号的影响,使得回波信号的带宽不局限于探头,提高轴向分辨力;另一方面消除发射信号幅频特性的菲涅耳波纹,提高发射信号的带宽并采用失配滤波器进行脉冲压缩,实现旁瓣抑制,确保成像对比度.仿真结果表明:相对恒包络线性调频编码,预失真线性调频编码方法不仅提高了轴向分辨力,而且最大旁瓣幅度减小至-48 dB以下,满足医学成像对比度要求.FieldII仿真B超图像结果表明:恒包络线性调频和预失真线性调频编码方法的轴向分辨力分别是0.35 mm和0.25 mm.     

An analytic nonlinear approach to sidelobe reduction

We propose an analytic technique for reducing sidelobe artifacts in synthetic aperture radar data. The technique, called leakage energy minimization (LEM), uses a spatially varying aperture function, the coefficients of which satisfy a simple optimality condition. The integrated sidelobe energy (or leakage energy) characterizing a given aperture weighting function is used as a metric for determining the likelihood of an aperture weighting. When applied to synthetic aperture radar data, the technique can effectively reduce sidelobe levels with negligible loss of resolution. The algorithm is computationally efficient, and its application requires no restrictions on the data sampling rate.     

Application of retrodirective beams to achieve low sidelobe levelsin small phased arrays

Synthesis of beams with low sidelobe levels is a difficult problem for the case of small phased arrays with few elements. Mutual coupling between elements means that conventional weighting algorithms are not applicable. A technique is presented that calculates a complex weight vector for a five element linear array, giving a reduced sidelobe beam pattern. Sidelobes are reduced by the addition of retrodirective beams to the quiescent beam pattern. No knowledge of the coupling coefficients or element radiation patterns is required     

Sidelobe levels of weighting functions with a platform when the number of samples (N) is small

The highest sidelobe level is a figure of merit of weighting functions. It has been found that published figures [1] for weighting functions that rest on a platform, e.g., Hamming, Blackman-- Harris, apply only when N is large. The sidelobe levels are significantly higher than the published figures when N is small.     

相位编码信号的综合旁瓣能量改善技术

相位编码信号的综合旁瓣性能不佳是制约其在分布式目标观测应用中的主要因素。根据相位编码信号的均匀旁瓣结构有利于抑制旁瓣能量的性质,采用失配滤波技术对接收回波处理,获得了基本均匀的旁瓣输出,进一步通过接收回波提取出原始发射信号分量,通过一位时移、取复共轭形成了旁瓣对消器,经过旁瓣对消处理后极大地改善了相位编码信号的积分旁瓣比指标值,并且获得了类似线性调频信号的多普勒容忍性,本方法将使得相位编码信号在雷达对地观测等方面获得很好的应用前景。     

只利用一种模拟加权的子阵级和差波束旁瓣抑制方法

对于采用单脉冲技术的子阵级相控阵雷达系统,需要同时对和、差波束的旁瓣进行抑制。该文研究阵元级只用一种模拟加权,同时结合子阵级数字加权的和、差波束旁瓣抑制方法。通过构造阵列的和、差输出通道,并对假想的位于和、差波束整个旁瓣区域内的干扰进行最优自适应滤波来确定模拟加权。为改善旁瓣抑制效果,子阵级进一步采用数字加权,以逼近常规的Taylor和Bayliss加权。该方法有效地降低了硬件成本与复杂性,并充分利用了数字处理的灵活性。本文纠正了有关文献中求解模拟加权表达式中的错误,并给出了正确形式。仿真结果证明了所提出方法的有效性。