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。     

小孔径超视距目标探测中的OFD-NLFM发射波形设计

针对小孔径超视距目标探测时阵列孔径减小空域滤波性能下降的问题,提出了一种正交频分非线性调频（OFD-NLFM）的发射波形设计方法。首先以正切调频函数为频率函数对发射信号进行建模,详细说明了影响脉压性能的正切函数时间副瓣电平控制因子的选择方法,重点提出一种基于凸优化的脉压信号峰值旁瓣抑制算法,建立了脉压输出噪声功率最小的优化模型并进行求解。仿真表明,提出的正交频分非线性调频信号具有较好的正交性,采用凸优化加权算法后脉压主瓣宽度比传统线性调频信号降低约1/3,峰值旁瓣为-31.22 dB,旁瓣电平平均值小于-100 dB,具备更低的抗噪声和干扰性能,从波形设计和脉压处理角度改善了空域滤波性能的不足。     

一种线性调频信号超低旁瓣脉冲压缩方法

雷达脉冲压缩希望具有超低距离旁瓣的特征,线性调频信号采用加窗方式可达到约-35 dB的距离旁瓣电平。基于超低旁瓣电平信号设计方法,在不考虑信噪比损失条件下,提出了一种新的超低旁瓣的脉冲压缩方法,基本思想是针对给定线性调频信号,频率滤波权值采用超低频旁瓣频域信号与线性调频信号频域的比值,可以将接收端旁瓣电平输出最低到-120 dB。同时,从理论上和数值结果中分析了信噪比损失、延迟敏感性等问题。     

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。     

一种基于卷积神经网络的LFM信号超低副瓣脉冲压缩方法(英文)北大核心CSCD

脉冲压缩技术是为了解决雷达探测威力与距离分辨力之间的矛盾而提出的。传统匹配滤波方法采用加汉明窗等窗函数的手段抑制脉冲压缩后的副瓣电平,但只能将压缩后的副瓣电平进行一定程度上的抑制,并且带来了不必要的主瓣展宽。近年来,基于卷积神经网络的信号处理技术被广泛应用于各个领域。文中提出了一种新的基于卷积神经网络的线性调频信号脉冲压缩方法,能够在获取近似理想脉冲压缩主瓣的同时,极大地抑制副瓣电平。该方法共由三个子网络组成,分为两个阶段进行。在第一个阶段,使用两个一维卷积神经网络分别从雷达回波信号的实数部分和虚数部分提取特征,并实现初步脉冲压缩;然后基于第一阶段子网络的输出,在第二阶段中利用含有一层隐藏层的子网络来完成脉冲压缩。通过仿真验证,与传统匹配滤波方法相比,该方法可以在获得极窄的脉冲压缩主瓣情况下将脉冲压缩副瓣电平抑制在-85 dB以下,方法有效性得到了充分验证。     

一种抑制雷达脉冲压缩旁瓣的新方法

为解决雷达脉冲压缩通过海明窗、汉宁窗等加权方法降低旁瓣,但引起主瓣展宽、影响雷达分辨率问题,文中提出了一种在保持雷达脉冲主瓣宽度基本不变下抑制雷达脉冲压缩旁瓣的新方法.以线性调频信号为目标信号,以海明窗作为脉压窗函数,通过3阶高斯拟合得到一种新型窗函数.相比于一般匹配滤波方法,该窗函数在脉冲压缩后主瓣不展宽的条件下,可...     

多相码信号数字脉压滤波器设计

对较小时宽带宽积相位编码信号的时域副瓣抑制滤波器设计问题进行了研究。在约束主瓣输出为常数时使积分副瓣电平最小化，利用最小二乘算法和加权迭代方法，适当放宽主瓣宽度，以使主副比达到最优。仿真结果表明，该方法的设计结果在一定多普勒频率范围内，与匹配滤波相比，能达到10dB以上的主副比改善，且主瓣宽度展宽不大，信噪比损失小于0．5dB。     

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。     

单脉冲脉内互补低距离旁瓣雷达波形设计

雷达脉冲压缩的距离旁瓣较高将会导致遮蔽效应的产生,已有的低旁瓣波形设计都是基于全脉冲相关进行处理。本文利用波形组合的方法进行波形设计,基于单脉冲脉内分段脉压信号处理方式和互补码自相关求和零旁瓣特征相结合,利用频域正交设计,将两个或多个互补序列调制至不同频点以子脉冲的形式分段合并为恒模单脉冲雷达波形。仿真试验表明,本文设计的单脉冲脉内互补低旁瓣波形脉压后的峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平较低,分段脉压结合互补码零旁瓣特征的信号处理方式虽然会导致0.89 dB左右的信号处理增益损失和主瓣展宽,但却能够突破部分相位编码信号的峰值旁瓣电平下限。强弱目标场景仿真表明,与线性调频信号相比,本文提出的雷达波形不会导致强目标的副瓣对弱目标的遮掩。恒虚警检测仿真表明,在剔除强目标峰值后,本文所提波形对弱目标的检测概率要优于传统的线性调频信号。     

线性度对线性调频信号脉冲压缩的影响

对大时带宽线性调频信号的非线性与脉冲压缩的关系进行了理论研究和仿真，分析了误差函数的信号形式，由此得出不同误差形式对脉压结果产生的影响。理论和仿真数据表明：线性度的大小对脉压结果影响很大，能提高旁瓣电平同时造成主瓣展宽，分辨率降低以及主瓣峰值下降。     

SAW 15位m序列相位编码信号的最小峰值旁瓣滤波器

本文介绍用线性规划方法求解[4,3,0]反馈连接的、起始状态为1001的15位m序列相位编码信号的最小峰值旁瓣滤波器(LP滤波器)的计算结果。长度为15的LP滤波器的峰值旁瓣电平降到－21.47dB,比匹配滤波器改善7.49dB,当滤波器的长度增加时,LP滤波器可把峰值旁瓣抑制到更低电平。并介绍用声表面波(SAW)技术制作15位m序列相位编码信号(起始状态为1001)的LP滤波器,实验结果,其峰值旁瓣电平为－19dB,与理论值相差2.47dB。     

非线性调频信号时域旁瓣抑制滤波器设计

本文研究较小时带积的非线性调频信号以 Ｎｙｑｕｉｓｔ速率采样在时域进行压缩处理的数字 ＦＩＲ滤波器设计问题。重新定义目标函数和约束条件,利用迭代加权最小二乘技术,得出了又一种设计算法。模拟和实验表明,设计处理结果在多普勒频移 ｆ_ｄ＝０时,控制 ４ｄＢ主瓣展宽并使失配信噪比损失有限条件下,峰值旁瓣电平抑制较匹配处理提高了６～１０ｄＢ。     

基于主瓣保形的低旁瓣MIMO雷达发射方向图优化设计方法

当发射天线的个数和结构固定且发射方向图所需要的3 dB主瓣宽度较宽时,绝大多数的发射方向图优化设计方法综合得到的发射方向图都会产生主瓣分裂的现象.针对于此,本文提出一种基于主瓣保形的低旁瓣MIMO雷达发射方向图设计方法.该方法通过约束主波束区域内任意两点之间的线段总是在主波束区域的内部来有效地避免主瓣分裂现象,以及利用...     

Ultralow sidelobe-level integrated acoustooptic tunable filtersusing tapered-gap surface acoustic wave directional couplers

We propose a new weighted-coupling scheme using tapered-gap surface acoustic wave directional couplers for realization of ultralow sidelobe-level integrated acoustooptic tunable filters (IAOTF's). Appropriate design analysis has been carried out for 30-mm-long filters operating at an optical wavelength of 1.55 μm in an X-cut Y-propagating LiNbO₃ substrate. New synthesized weighting functions have been used for the improvement of sidelobe level suppression over existing single-stage filters by as much as 27 dB. The -20 dB mainlobe width of the resulting IAOTF's varies from 2.7 to 3.9 nm only for the worst sidelobe levels ranging from -30.6 to -44.7 dB, respectively. It has also been shown that further suppression of sidelobe levels by 3-9 dB is possible if the filter is underdriven at 80% mode-conversion efficiency     

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。     

基于特征子空间的强主瓣干扰抑制方法

当空间中存在大功率主瓣干扰时,传统特征投影类干扰抑制方法存在主瓣峰值偏移、 旁瓣内干扰零陷变浅等问题.针对上述问题,本文提出一种新的基于特征子空间的主瓣干扰抑制方法.首先根据赤池信息准则(AIC)与相关性判别分离主、旁瓣干扰的特征矢量;其次利用特征投影预处理抑制主瓣干扰分量;最后定义新的权矢量赋形方式,在主瓣子空间约束...     

m序列相位编码信号的最小峰值旁瓣滤波器

m序列相位编码信号最小峰值旁瓣滤波器(LP滤波器)的冲激响应序列可以通过解线性规划问题求得。对于15位和31位全部m序列的计算结果表明,LP滤波器对峰值旁瓣有较大的抑制。对[4,3,0]反馈连接的起始状态为1001的15位码,它的长度为15的LP滤波器的峰值旁瓣电平降到—21.47dB,比用匹配滤波器改善7.49dB;对[5,3,2,1,0]反馈连接的起始状态为11101的31位码,它的长度为31的LP滤波器的峰值旁瓣电平降到—23.80dB,比用匹配滤波器改善6.01dB。当滤波器的长度增加时,LP滤波器可把峰值旁瓣抑制到更低电平。     

LFM信号的部分相关数字脉压分析

线性调频脉冲是现代雷达系统中常用的一种重要的大时宽-带宽积信号。文中对LFM信号在部分相关情况下的数字脉冲压缩进行了理论推导,并将其与完全相关数字脉压的情况进行对比,分析了时延特性、压缩比、主副瓣比和主瓣宽度等压缩性能参数。在基于实用的情况下,提出了两种解决方法,其中一种通过硬件时序设计完成,另一种则是进行软件拼接。通过在实际雷达系统中的应用表明这两种方法都是切实可行的。     

一种数字脉压旁瓣抑制滤波器设计方法

本文使用迭代加权最小二乘法设计脉冲压缩滤波器,适用于二相码和多相码,LFM和NLFM等各种信号。由于重新定义了目标函数和约束条件,本文方法较之常用的频域加窗法性能有很大提高。多普勒频移fd=0时,在保持4dB主瓣展宽系数为1,且压缩比较低、滤波器抽头数有限条件下,峰值旁瓣电平低于-40dB。