对调频步进信号两种脉压方法的比较研究

研究了调频步进信号两种合成处理方法.一种是先进行子脉冲压缩处理,然后在脉冲间进行傅立叶逆变换,这种方法会产生距离栅瓣.借助于调频步进信号的模糊函数分析距离栅瓣产生原因,并给出信号参数约束条件,以消除距离栅瓣;另一种方法是先把子脉冲串合成完整的线性调频信号,再进行压缩处理,这种方法可以避免栅瓣的产生,但是处理方法比较复杂.通过计算机仿真结果,证明了两种算法的正确性,并详细分析两种处理方法的特点.     

基于切趾滤波的线性调频步进信号栅瓣抑制方法

 在线性调频步进信号中,相邻子脉冲间的频谱重叠将导致脉冲压缩后出现较强的栅瓣,弱小目标可能被强目标的栅瓣所遮掩。为此,该文通过分析线性调频步进信号自相关函数的组成,提出一种新的对子脉冲加权后信号进行切趾滤波的栅瓣抑制方法。通过对子脉冲频谱采用不同的窗函数加权,改变子脉冲信号自相关函数旁瓣符号,进而改变调频步进信号栅瓣位置处的符号,通过多组不同加权结果的对比,利用切趾滤波的思想实现栅瓣的识别与抑制。数值仿真和实际图像处理证实了该方法的有效性。     

基于参数估计的回波切片脉冲栅瓣抑制研究

雷达信号处理中,窄脉冲剔除技术将回波中超出幅度门限且宽度明显小于发射脉宽的信号剔除,实现对非完整密集转发干扰的抑制。然而,该方法破坏原始目标回波的完整性,形成切片脉冲。经与发射信号匹配接收后,在目标周围形成栅瓣,造成大量检测虚警。针对该问题,提出一种栅瓣抑制方法:通过重构目标的参考切片脉冲,估计栅瓣位置和相对强度;然后,对栅瓣衰减,实现栅瓣抑制。仿真实验显示,该方法可有效检测目标,减少虚警。     

分布式阵列方向图综合方法研究

针对分布式阵列孔径栅瓣或旁瓣抑制问题,结合分布式阵列结构与方向图乘积定理, 提出了一种分布式阵列双程方向图设计方法。首先,通过综合适当的阵列因子和子阵方向图函数来最大限度地消除栅瓣并降低旁瓣级;其次,采用 Minimax 准则进行发射方向图权值设计来进一步抑制存在的栅瓣;最终,采用独立的发射和接收天线阵列,基于方向图相乘可以获得无栅瓣影响的大孔径分布式阵列。仿真分析结果表明,该方法能够有效抑制分布式阵列的栅瓣和旁瓣,获得期望的阵列方向图性能,有助于提高雷达探测能力。     

基于俯仰频率分集技术的波束形成方法

传统频率分集阵列雷达在水平阵元间引入线性频率偏差,其波束在方位维与距离维具有耦合性,且存在栅瓣。针对此问题,该文提出一种基于俯仰频率分集技术的波束形成方法。首先建立俯仰频率分集阵列雷达信号模型,详细分析了发射方向图的时间依赖性和栅瓣特性。然后通过设计接收端的阵元参数,合成无栅瓣的发射-接收方向图。仿真实验验证了所提方法的有效性,所得波束在距离维与方位维无耦合,且主瓣宽度较窄。     

一种超宽带相控阵天线阵方向图栅瓣抑制方法

针对超宽带相控阵天线方向图栅瓣抑制难题,基于遗传算法,构建了一种高效的适应度函数计算方法,通过优化设计相控阵天线各阵元间距,最终实现了8-18GHz超宽带阵列天线方向栅瓣的有效抑制,基于遗传算法,构建了一种高效的适应度函数计算方法,通过优化设计相控阵天线各阵元间距,最终实现了8-18GHz超宽带阵列天线方向栅瓣的有效抑制。通过与相同阵列长度下等间距时阵列天线方向的频率响应曲线比较,说明了本文算法的有效性。     

分布式阵列方向图设计与栅瓣抑制方法研究

针对分布式阵列栅瓣抑制问题,提出了基于非周期阵列和随机阵列的分布式阵列方向图设计方法。首先,利用 Minimax 优化方法对子阵的边界进行优化并获取子阵最优位置参数, 实现分布式子阵随机优化布阵,从而消除阵列的周期性并最大限度地抑制栅瓣;其次,采用角度旋转的方式来消除分布式子阵之间的周期性,使得在方向图优化设计时能够避免栅瓣的累积叠加, 达到抑制栅瓣的目的。仿真分析结果表明,所述方法能够有效抑制分布式阵列的栅瓣,获得无栅瓣影响的分布式阵列方向图。     

基于粒子群算法的宽带真延时方向图栅瓣抑制方法

针对阵元间距大于信号波长引起阵列方向图出现栅瓣的问题,该文提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的宽带真延时方向图栅瓣抑制方法。该方法首先定义了基于宽带真延时的阵列能量方向图,其次构造了以阵列能量方向图的最高副瓣电平作为适应度函数,最后利用粒子群优化算法优化阵元分布来实现对阵列方向图栅瓣的进一步抑制。仿真结果表明:相比于单独使用粒子群算法和单独使用宽带真延时方法,该方法对方向图栅瓣的抑制性能更加有效,在此基础上,该文还研究了阵元个数、平均阵元间距、信号时宽和信号中心频率等因素对方法抑制栅瓣性能的影响。     

基于CZT变换的StepTransform算法在脉冲压缩中的应用

该文在分析传统StepTransform算法原理和不足的基础上,提出了一种基于CZT变换的StepTransform算法。针对传统StepTransform算法存在的处理数据量大和栅瓣高的现象,在方位向处理中采用了一次去斜代替阶梯去斜,并采用先对子孔径间的数据进行FFT分析细频,再利用CZT变换分析粗频的方法来抑制栅瓣和幅度调制现象的产生,从而得到线性调频回波Dechirp之后理想的脉冲压缩结果。理论推导和仿真验证的结果都表明了该算法的可行性和有效性。     

基于子阵的FDA-MIMO雷达去栅瓣方法

针对频率分集多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output with Frequency Diverse Array, FDA-MIMO)雷达在采用常规线性频率间隔的情况下,出现的距离维栅瓣与距离维主瓣宽度的矛盾问题,提出了一种基于子阵的FDA-MIMO雷达去栅瓣方法,推导出基于子阵的FDA-MIMO雷达闭合方向图表达式,并分析了FDA-MIMO雷达采用子阵去除栅瓣和提高距离维分辨率的原理。仿真结果表明,与通过限定频率间隔选取范围去除距离维栅瓣的常规方法相比,当子阵采用互质大频率间隔时,FDA-MIMO雷达形成的方向图不仅去除了距离维栅瓣,且距离维主瓣宽度更窄,距离维分辨率更高。     

子阵旋转和子阵错位在非周期阵列应用中的对比分析

随着预警探测需求的提升,大单元间距阵列的应用得到了快速发展,阵列栅瓣的有效抑制是大单元间距有限扫描阵列设计中的一项重要内容。文中首先介绍了非周期阵列抑制栅瓣的原理;然后,对子阵旋转和子阵错位两种非周期排布栅瓣抑制形式进行了仿真对比,从栅瓣电平、近区副瓣电平、量化瓣、阵列重构、极化形式五个维度分析了子阵旋转和子阵错位的性能优势,对大单元间距阵列的设计具有一定的工程指导意义。     

Properties of a nonisosceles triangular grid planar phased array

An array with a general triangular grid structure (not necessarily isosceles) is considered, and methods of generating such an array are described. An analysis of its properties is presented. It is shown that this array has a grating lobe of -6 dB relative to the main lobe. The necessary conditions to avoid grating lobes are presented, with the conventional rectangular and isosceles triangular grids included as special cases. Furthermore, it is shown that one of the grid dimensions can be extended as compared to that of an isosceles triangular grid. However, when this is done, the optimal, grid area is reduced.     

宽带信号的角度谱恢复方法研究

本文利用栅瓣随频率漂移的特性和峰值分布的统计特性,构造了一种栅瓣滤波器.利用该栅瓣滤波器对宽频带波束输出滤波可以滤除栅瓣的影响.等间隔线阵的实验数据处理结果表明,在阵元间距是波长0.8~1.3倍相应的频段范围内,得到了较好的滤波效果.     

采用遗传算法的MIMO雷达L型阵列稀布优化

针对多输入多输出（MIMO）雷达阵列稀布导致栅瓣效应的问题,研究了L型阵列方向图综合方法。通过在发射和接收阵列的阵元位置中引入随机扰动,同步优化收发阵列,对MIMO雷达Ｌ型阵列等效构造的虚拟矩形平面阵列进行二维方向图综合,并且对遗传算法的变异算子进行改进,提高全局搜索性,从而有效抑制栅瓣,降低二维合成方向图中方位维和俯仰维的峰值旁瓣电平。仿真实验证明了所提算法的有效性。     

利用双载频方向图相乘的稀疏均匀阵栅瓣抑制方法

针对稀疏阵列天线间距远大于信号波长导致阵列方向图出现大量栅瓣的问题,该文基于不同载频阵列方向图主瓣与栅瓣相对位置关系存在差异的特性提出一种新型的栅瓣抑制算法。该算法充分利用不同载频回波信息,避免了大规模搜索,有效降低了计算量。首先根据算法原理确定了影响该栅瓣抑制算法性能的因素,然后进一步对影响栅瓣抑制性能的关键参数进行了定量分析,推导得出了栅瓣抑制后峰值旁瓣比(PSLR)与频率差的关系表达式。该表达式为栅瓣抑制快速选择最优频率差提供了理论依据。最后,通过计算机仿真验证了该算法对栅瓣抑制的有效性以及该文所推导的峰值旁瓣比与频率差关系表达式的正确性。     

顺序扫描阵列配置方法研究

对于超宽带稀疏阵列,均匀无冗余阵列具有低栅瓣水平和高方位向分辨率。阵列配置的目的是设计双程阵列,使其单程等效阵列是均匀无冗余的。文中主要配置顺序扫描阵列,证明了若阵元总数大于4,没有均匀无冗余阵列的配置方法。然后给出了一种非均匀阵列配置方法,分析了其方位向分辨率和栅瓣水平。理论与仿真表明,文中提出的方法比与其阵元总数相同的端发多收阵列的栅瓣低。最后,根据所需要的方位向分辨率和栅瓣水平配置了一种实际顺序扫描阵列。     

基于改进粒子群算法的分布式频率分集阵栅瓣抑制方法

以均匀线阵（Uniform Linear Array ,ULA）为子阵,结合频率分集阵（Frequency Diverse Array ,FDA）的思想,构建了一种基于分布式子阵的频率分集阵。针对各子阵按等间距布阵将导致严重的栅瓣问题,提出了一种改进粒子群 (Improved Particle Swarm Optimization ,IPSO) 算法来优化分布式FDA中各子阵间的基线距离,以实现高效的栅瓣抑制。同时,从理论上推导了目标距离和角度均未知时参数估计的克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound ,CRLB)。仿真结果表明,优化后分布式FDA的栅瓣得到有效抑制,而且阵列角度维分辨率和估计性能亦得到大幅度提升,验证了所提算法的有效性。