基于原子范数的MIMO雷达发射波形设计方法

针对现有多输入多输出(MIMO)雷达发射波形设计方法存在运算量高的问题,该文提出一种基于原子范数的MIMO雷达发射波形设计方法。根据原子范数的信号模型,该算法首先选择一个具有特殊结构的发射滤波器组以及一组正交信号,将MIMO雷达发射波形设计问题转化为原子范数最小化问题,然后采用半正定规划(SDP)对原子范数进行求解,得到(半)正定Toeplitz矩阵,并对其进行范德蒙分解实现发射滤波器组的估计,最后综合发射滤波器组与正交信号获得MIMO雷达的发射波形。理论分析与仿真结果表明,该算法满足等能量发射准则以及小的峰均功率比(PAPR)。同时,该算法相比于现有算法有较低的运算量以及良好的匹配性能。     

一种全计算波束形成的数字阵列雷达

介绍一种全数字阵列雷达——综合脉冲孔径雷达,雷达采用收发全数字波束形成。发射时,每个发射单元采用直接产生正交编码波形,从而波形在空间不相干叠加形成聚集波束;接收时,单元接收信号通过一匹配滤波器组,其中每个匹配滤波器对应一路发射信号,由于每个发射和接收单元的空间位置准确已知,从而可以对匹配滤波器组的输出信号进行调相并相加,同时形成多个指向的发射波束。     

一种利用随机矩阵调制实现共享通信方法

本文提出了一种利用随机矩阵调制-OFDM雷达成像波形实现共享通信的方法。首先,利用基础波形和随机矩阵在OFDM波形上构造随机矩阵调制-OFDM波形库。然后,在发射端根据不同的通信方式确定不同的发射方式,并根据雷达性能和通信传输要求选取相应的参数。最后,在雷达接收端,利用发射信号的伪正交性分离出回波信号实现雷达成像;在通信接收端,利用接收信号在与发射波形相对应的匹配滤波器的输出端有较高的目标尖峰,来解调出通信信息。数值仿真表明,该方法在保留该波形优异的雷达成像性能的同时,可有效实现共享通信。基于随机矩阵调制-OFDM波形数量的丰富性以及良好的正交性,可以保证较大的数据通信速率及较高的数据通信质量。     

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.     

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。     

气象雷达用的脉冲压缩技术

下世纪的先进气象雷达将能采纳脉冲在压缩波形和相控阵电扫天线，以满足更高的时间与空间分辨力要求。我们已研究出几种用于气象雷达的编码波形和脉压滤波器。候选波形包括Ｂａｒｋｅｒ双相编码波形以及线性与非线性调频编码波形。就分布式气象回波的脉压处理而言，已证明最小综合副瓣滤波器优于匹配滤波器。     

基于凸优化的MIMO雷达的优化滤波器组设计

在正交波形MIMO雷达信号处理中,发射信号分离是其中的一个重要环节,一般可以通过匹配滤波器组来实现,而匹配滤波器组对信号分离是基于发射信号满足理想正交条件的,实际中由于很难得到理想的正交波形集,因此将会造成信号分离能力下降或分离不彻底,为此,提出一种优化滤波器组设计方法,以最小化滤波输出峰值旁瓣电平为目标函数,采用凸优化方法进行全局优化设计,计算机仿真表明,该方法所设计的优化滤波器组可以显著提高非理想正交波形MIMO雷达的信号分离能力。     

极化雷达输出信杂噪比优化算法研究

通过优化发射波形,可降低各种干扰和噪声对雷达场景信息的影响,从而提高雷达性能,以极化雷达为研究对象,在给定目标特性矩阵Ｔ(θ)、杂波参数和系统噪声υ条件下,采用最大化滤波器输出信杂噪比(Signal Clutter plus Noise Ratio, SCNR)为目标函数,通过优化设计发射波形与接收滤波器?实现了一种迭代优化方法。实验表明,相比现有的Pillai方法,该算法确保了极化雷达最大化输出SCNR的单调收敛性,提高了雷达的输出信杂噪比。     

基于凸优化方法的认知雷达低峰均比波形设计

为了提高雷达发射波形的检测性能,同时使发射机发挥其最大效能,以发射波形的低峰均比(PAR)为约束条件,该文提出了一种信号相关杂波背景下的认知雷达发射波形和接收机滤波器联合优化方法。首先,面向距离扩展目标检测问题,构建关于雷达输出信干噪比(SINR)的优化模型;然后将该模型转化为Rayleigh商形式,给出了接收机权值的解析表达式;在此基础上,通过半正定松弛,将关于发射波形半正定矩阵的非凸问题转化为凸问题,求得发射波形的最优矩阵解;最后,将秩1近似法和最近邻方法相结合,从最优矩阵解中提取出发射波形的最优向量解。该方法在给定PAR取值范围内可使波形的输出SINR达到最大,PAR=2时波形的SINR值与能量约束下优化波形的SINR值相同,并且比PAR=1时所得波形高出约0.5 dB。仿真结果验证了所提方法的有效性。      

信号相关杂波背景中极化雷达发射波形优化

波形优化可有效抑制干扰,显著改善雷达探测性能。针对全极化雷达,考虑发射波形满足能量和相似性双重约束,以最大化信杂噪比为准则,对发射波形和接收滤波器进行联合优化。该文设计了一种波形和滤波器的迭代优化算法,该方法序贯提高输出信杂噪比。算法的每一次迭代需要分别解决一个凸问题和隐凸问题,整个算法的计算量与迭代次数和接收滤波器长度分别呈线性和多项式关系。最后,通过仿真实验分析了算法的收敛性、优化波形的模糊度函数方面的性质,与其他算法进行了对比,结果表明:与现有方法相比,该文方法可实现信杂噪比的有效提升。     

一体化接收中基于子带处理的匹配滤波算法

研究了雷达与雷达对抗侦察一体化接收中的雷达回波接收问题,针对雷达与雷达对抗侦察一体化接收结构,提出了一种基于子带处理的匹配滤波算法。该算法将雷达发射信号波形通过分析滤波器组得到相应的子带匹配滤波器系数,实现了雷达回波匹配滤波的子带处理,解决了雷达带宽大于子带带宽时雷达回波匹配滤波的问题。从而使得雷达带宽不受一体化接收中...     

信号相关杂波背景中极化雷达发射波形优化

波形优化可有效抑制干扰,显著改善雷达探测性能.针对全极化雷达,考虑发射波形满足能量和相似性双重约束,以最大化信杂噪比为准则,对发射波形和接收滤波器进行联合优化.该文设计了一种波形和滤波器的迭代优化算法,该方法序贯提高输出信杂噪比.算法的每一次迭代需要分别解决一个凸问题和隐凸问题,整个算法的计算量与迭代次数和接收滤波器长度分别呈线性和多项式关系.最后,通过仿真实验分析了算法的收敛性、优化波形的模糊度函数方面的性质,与其他算法进行了对比,结果表明:与现有方法相比,该文方法可实现信杂噪比的有效提升.     

基于短波数字广播信号的天波雷达波形研究

针对远程天波雷达大功率发射系统构建、建站和运维成本高昂等实际问题，通过共享民用大功率短波数字调幅广播发射波形作为天波雷达发射信源是一种潜在的选择。从短波数字调幅广播发射信号波形出发，采用模糊函数作为分析工具，详细研究短波数字调幅广播发射波形用于天波雷达目标探测的分辨率、副峰与抗干扰性等特性并与常用的天波雷达线性调频信号进行对比。通过仿真及对新闻、音乐等不同音调节奏及其他多种类型的实际广播节目信号探测性能的研究可知，短波数字广播信号可用于天波雷达信号源，对基于民用短波数字调幅广播发射信号构建天波雷达和广播雷达一体化技术具有指导意义。     

气象雷达用的脉冲压缩技术

下世纪的先进气象雷达将能采纳脉冲压缩波形和相控阵电扫天线,以满足更高的时间与空间分辨力要求。我们已研究出几种用于气象雷达的编码波形和脉压滤波器,候选波形包括Barker双相编码波形以及线性与非线性调频编码波形。就分布式气象回波的脉压处理而言,已证明最小综合副瓣(反向)滤波器优于匹配滤波器。我们通过画出综合副瓣/峰值副瓣比与多普勒频移的关系曲线来叙述波形和滤波器的多普勒灵敏度。我们还用3CmELDORA实验雷达验证了它们对地杂波与50dB反射率过渡气象数据的影响。     

电源EMI滤波器的设计、特性及其选取原则

在EMC领域中，电源EMI滤波器设计是非常重要的，它是抑制传导发射和辐射发射非常有效的一种方法，主要从以下几个方面讨论了电源EMI滤波器的设计、特性及选取原则：1）电源EMI滤波器的基本原理、种类及主要特性指标；2）电源线上的干扰类型及电源EMI滤波器的作用；3）电源EMI滤波器设计原则、网络结构、参数选择；4）电源EMI滤波器的安装要求。     

一体化接收中宽带雷达回波的子带处理结构

研究了雷达与雷达对抗侦察一体化接收中的雷达回波接收问题,针对基于动态非均匀滤波器组的雷达与雷达对抗侦察一体化接收结构,提出了一种宽带雷达回波相关接收的子带处理结构。该算法将雷达发射信号波形通过分析滤波器组得到相应的子带匹配滤波器系数,实现了雷达回波匹配滤波的子带处理,解决了雷达带宽大于子带带宽时雷达回波匹配滤波的问题。从而使得雷达带宽不受一体化接收中子带频率宽度的影响,能够有效实现宽带雷达与雷达对抗侦察一体化接收。理论分析和仿真实验验证了该结构的有效性。     

认知雷达的未知目标检测

认知雷达可以在探测过程中不断优化自身系统参数,实现与当前探测环境的匹配,从而能够改善雷达的探测性能。针对未知目标的探测问题,利用当前回波数据更新目标分量的估计值及其协方差矩阵,基于目标相关信息优化下一次探测所需的发射机波形和接收机滤波器,并构成一个闭环处理过程。该文提出了两种优化途径,第1种途径利用目标分量的估计仅优化下一次探测波形,在接收端采用广义匹配滤波器;第2种途径将估计误差等效为信号依赖的噪声,联合优化发射波形与接收机滤波器。计算机仿真分析表明,采用闭环迭代优化的方法是渐进等效的,并可以在相干累积获得的性能增益基础上,进一步改善雷达的探测性能。     

海洋激光雷达的自适应深度提取算法

海洋激光雷达发射的激光脉冲在海水中传输,脉冲波形随深度会发生展宽,相应的雷达接收系统接收到的信号与激光发射脉冲差异会增大,该现象会导致以发射脉冲作为匹配滤波器的固定匹配滤波方法在处理深水激光雷达回波信号时产生误判。为了改进匹配滤波算法对于海洋激光雷达回波数据的性能,使用蒙特卡罗法研究在测区条件下不同深度的激光脉冲在雷达探测器上的波形,并以这组波形作为深度自适应的匹配滤波器来代替匹配滤波算法中的固定匹配滤波器,并用南海的实测数据检验算法的性能。实验表明,自适应深度提取算法相比于匹配滤波算法稳定性和准确性更好。为了验证算法的正确性,以单波束声呐测深在同一测区的测深数据为基础,对雷达测深数据进行精度评定。     

杂波环境中雷达通信一体化系统波形设计算法研究

针对杂波环境中雷达通信一体化系统探测性能下降的问题,该文以信干噪比作为设计准则,通过联合优化系统发射波形和接收滤波器来抑制杂波,进而增强目标探测性能。为同时保证系统信息传输的质量,将通信信号的多用户干扰能量纳入约束条件。此外,引入相似性约束使得发射波形具有良好的模糊函数。为求解发射波形和接收滤波器联合优化问题,提出了一种基于循环优化和半正定松弛的迭代算法。理论分析证明了算法的收敛性。仿真结果表明,所设计的波形不仅可以提升系统在杂波环境中的目标探测性能,而且可以高效地实现多用户通信。      

MIMO雷达波形设计方法综述

MIMO雷达是一种新兴的有源探测技术,波形分集能力赋予MIMO雷达潜在的探测能力,使得波形设计成为一项重要研究内容.文中综述了MIMO雷达的波形设计方法,重点探究了正交波形设计、发射方向图匹配设计、发射信号波形合成等方法,并指出了MIMO雷达波形设计下一步的研究方向.