基于NLFM的超低旁瓣脉冲压缩方法研究

在新型的天气雷达中,由于地面杂波反射强度能达到30~55dB,为了测量雨水强度,要求旁瓣电平小于60dB。相对于线性调频信号通过幅度加权得到低旁瓣输出,非线性调频信号(NLFM)无需加权就可以得到很低的主副瓣比,因此没有加权引起的信噪比损失和主瓣展宽等问题。但是对非线性调频信号直接匹配滤波只能获得-40dB左右的主副瓣比,无法满足天气雷达实际应用的需要,因此文中提出一种基于非线性调频信号的改进设计方法,仿真结果表明,该方法可以有效降低旁瓣电平,获得-73dB的主副瓣比,但也会引入一定的信噪比(SNR)损失。     

S型非线性调频脉冲信号的模糊函数和性能分析

给出了经海明函数加权的线性调频信号和 S型非线性调频信号的模糊函数 ,画出了它们的模糊图。计算出这两种调频信号的增益系数 ,给出了不同多普勒频率时这两种信号的脉冲压缩波形。实验非线性色散线样品的中心频率为 30 MHz,带宽为 4.5 MHz,时宽为 2 6μs,获得 30 d B主副瓣比     

一种非线性调频脉冲压缩的多普勒补偿方法

非线性调频信号具有低截获性的特点,其脉压具有信噪比损失小的优势,但其主副瓣比指标对多谱勒较敏感,当存在大的运动目标时会影响其附近的小目标的检测。文中在分析PD（脉冲多普勒）雷达的常规处理流程的基础上,通过交换脉冲压缩与FFT（快速傅里叶变换）的顺序,在频域的各滤波器组分别对脉压系数进行多谱勒频移补偿,大大改善了非线性调频信号的主副瓣比指标对多谱勒的敏感性。从理论仿真看,该方法可以有效改善非线性调频波形的主副瓣随多普勒的变化特性,同时对脉压的信噪比损失也有一定的改善;该方法计算量小,具有实时性。     

增加线性调频信号的主副瓣比

对于线性调频脉冲信号 ,设置一个称为湖明函数的幅度加权函数 ,以便进一步增加它的输出信号的主副瓣比 ,多普勒频率范围也拓宽许多。描述经湖明函数加权的线性调频信号的各基本性能 ,并与海明函数和泰勒函数加权的线性调频信号性能列表比较     

可重构非线性调频信号的设计与实现

与线性调频信号相比,非线性调频信号的频谱更接近理想的窗函数。其由匹配滤波器经过脉冲压缩处理后,无需进行加权处理就可以得到很高主副瓣比的脉冲压缩信号,同时不会降低系统的信噪比,因此能满足对输出信号信噪比要求很高的雷达系统的需求。文章首先介绍了非线性调频信号的设计思想;其次在Matlab软件平台针对不同窗函数实现的非线性调频信号进行仿真;最后在FPGA中采用泰勒窗函数设计实现了非线性调频信号,并在硬件上进行测试和验证。结果表明,采用泰勒窗函数实现的非线性调频信号的脉冲压缩后主副瓣比达到42dB。     

谱修正旁瓣抑制技术的研究与应用

小时宽带宽积脉冲压缩信号经加权后,主副比仍不能满足实际雷达工作需求。采用谱修正技术对线性调频信号和非线性调频信号进行旁瓣抑制,并与直接匹配滤波和频域加权的方法进行对比。仿真结果显示,该方法能够使脉冲压缩的主旁瓣比提高,且主瓣展宽和信噪比损失较小。实测数据表明该方法可有效应用于工程实践。     

降低调频步进信号副瓣的方法研究

调频步进信号是高空间分辨率雷达常用的宽带雷达信号,该信号综合了线性调频信号和频率步进信号的特点,其步进值Δf和脉冲宽度Tp的乘积可以远远大于1。但该信号进行压缩后具有大的副瓣(包括旁瓣和栅瓣)。有可能导致掩盖小的目标或者被误认为目标,因此必须对其减小。文中对线性加窗、非线性加窗以及非线性步进频率等多种降低调频步进信号副瓣的方法进行了研究;并还提出了按正切函数步进的非线性步进调频信号模型,相比于线性步进调频信号具有更低的副瓣。     

基于GASA算法和调频函数的NLFM波形设计

与线性调频信号相比,非线性调频信号无需加权就可以获得很低的距离旁瓣,而且没有信噪比损失,在脉压雷达中得到广泛的应用。一般地,设计非线性调频信号都采用基于相位逗留原理的窗函数法,但是设计的波形有很高的距离旁瓣。在分析了窗函数法设计非线性调频信号的基础上,根据一种新的调频函数数学模型,提出了一种用GASA算法来产生非线性调频信号的新方法,并给出了仿真实例,仿真验证了该算法的有效性。通过该方法获得了脉压后低副瓣的非线性调频信号,可以提高脉冲压缩性能。     

线性调频信号脉冲压缩仿真与分析

介绍了对线性调频信号进行脉冲压缩及其旁瓣抑制的方法,分析了多普勒频移对结果的影响,并对脉压后信号主副瓣比,幅度和脉宽的变化进行了分析。仿真结果表明,脉冲压缩能在雷达发射功率受限时,提高目标的探测距离,并保持较高的分辨率。     

基于调频函数和数据拟合的非线性调频信号波形设计

研究了非线性调频信号波形设计方法。根据调频函数模型,提出利用数据拟合的方法设计非线性调频信号。与其他方法比较,该方法设计的非线性调频信号距离副瓣低、主瓣展宽小,实验结果证明该方法的有效性。     

非线性调频雷达干扰技术研究

在分析非线性调频信号基本原理的基础上,针对S型NLFM信号,从其模糊函数出发,提出一种与雷达目标信号相仿的非性调频信号作为干扰信号（即匹配干扰）。经过理论分析和仿真,结果证实这种匹配干扰可在很大程度上提高进入雷达的有效干扰功率,但有效干扰功率会随对准频偏的加大而减小。对于基于DRFM的匹配干扰,由于其较高的瞄频精度,频偏对干扰效果几乎没有影响。     

一类新的脉冲压缩信号的旁瓣抑制

报导了一类由二相编码信号与线性调频信号组合而成的新的脉冲压缩信号以及其旁瓣抑制方法。介绍了该类信号的匹配滤波器输出、多卡勒特性、Hamming加权输出波形等方面的性能,模拟了当采用8位A／D和D／A变换器进行双加权时的脉压输出以及其多卡勒特性,给出了其优化结果。分析证明,该类信号分别具有线性调频信号和二相编码信号的优点,双加权后能达到实际应用要求。     

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。      

非均匀频率密度多载波新型雷达信号

在高超声速目标搜索应用中,要求雷达发射信号具有高分辨、低截获、高多普勒容限等特性。本文针对OFDM信号多普勒容限低的缺点,提出了一种非均匀频率密度多载波雷达信号以及基于NLFM信号频谱窗函数的子载波频率设计方法;采取理论分析及数值仿真方法,推导、计算了该信号的频谱特性及模糊函数特性,并与典型OFDM信号的有关特性进行了对比,得出结论:新信号具有多普勒容限大、无距离—多普勒耦合、带外衰减快以及时延自相关函数旁瓣低等优点,适合于宽带高分辨雷达对高速运动目标的搜索与检测。      

S型非线性调频雷达信号优化方法

实际雷达处理系统中,脉冲压缩通过数字方式实现,因此回波采样时存在一定的离散采样误差。传统方法设计的S型非线性调频（NLFM）信号进行脉冲压缩时受离散采样误差影响较大,这个影响可以通过提高系统采样频率来减小,然而提高采样频率会使运算量剧增。鉴于此,针对离散采样误差对传统S型NLFM信号进行优化,优化后的S型NLFM信号在实际雷达系统常用的采样频率下就能将离散采样误差给脉冲压缩结果带来的影响降到很小,提高了脉压主副比,仿真结果验证了该优化方法的有效性。     

基于AD9854的雷达信号源设计与实现

使用AD9854芯片和FPGA,基于DDS理论设计并实现了多模式多波形雷达信号源。它可模拟LFM、NIJM、单频、相位编码等多种脉冲信号波形,能有效验证脉冲压缩与信号处理单元的工作性能。测试结果表明,该系统能满足设计要求。     

基于双组合窗函数的非线性调频信号谱修正滤波器设计

在非线性调频信号的波形设计和谱修正滤波的理论基础上,提出了采用组合窗函数设计出非线性调频信号的波形和谱修正滤波器,该方法可以通过改变组合窗系数来调整不同窗函数对信号脉冲压缩性能的影响。仿真结果表明,在一定条件下采用组合窗函数后,主副瓣比可提高1．8～8．3dB,而主瓣展宽和主瓣损失较小。     

加权多窗口字典的非线性调频信号参数估计方法

非线性调频(NLFM)信号经脉冲压缩后具有较低的旁瓣电平,广泛应用于脉冲压缩雷达中,实现对NLFM 信号的精确参数估计,对雷达对抗侦察具有重要意义。针对非线性调频信号的准确参数估计问题,文中通过构建加权多窗口字典并结合稀疏重构算法提出了一种凸优化基追踪信号重构方法,实现了对NLFM 信号的精确重构。通过筛选的Gabor 原子获得了信号的瞬时频率,利用反正切无模糊相位重构算法获得了信号的相位信息。经过仿真验证:该方法可以实现NLFM信号的精确重构。     

基于调频函数和遗传算法的非线性调频信号产生方法

在雷达领域中,利用非线性调频脉冲压缩中提高脉压系统的性能,本文根据我们已建立的调叔函数模型,提出了一种利用多参量遗传算法来产生满足脉压系统需求的非线性调频信号的方法,给出一个用该方法设计非线性调频信号的实例,实验结果表明,这一方法能够快速灵活地设计出所需信号。     

大时带积非线性调频脉压信号及其性能分析

采用多种频域窗函数综合出了一组大时带积非线性调频脉冲压缩信号,其中一些窗函数的应用尚未见类似的研究报道.本文模拟分析了这类信号的分辨力和多普勒响应性能,并与实验结果进行分析比较,总结了设计大时带积非线性调频脉压信号窗函数的选择原则.该组信号应用于远程警戒雷达可收到增加检测目标动态范围而不降低作用距离的实效.