基于5G的外辐射源雷达模糊函数研究

随着低空空域开放和无人机等航空技术的发展,对城市或郊区等电磁频谱紧张的区域开展低空目标探测愈发重要,采用5G信号作为机会照射源的外辐射源雷达在该领域展现出了广阔的应用前景。相比4G网络,5G波形方案的实现细节发生了本质的改变,因此基于不同外辐射源信号的模糊函数也存在较大差异,而现有文献对基于5G信号的外辐射源雷达模糊函数的相关研究仍然较为缺乏。本文从信号的基本结构入手,采用对比分析的方法,从理论上对5G信号和4G信号在帧结构及物理资源结构等方面存在的差异进行了详细对比;搭建了系统仿真模型,并对基于5G信号的外辐射源雷达的模糊函数进行了仿真实验;最后,针对模糊函数中的各类副峰,分析了该模糊副峰产生的原因以及可能对信号探测性能造成的影响,并对部分副峰的抑制方式进行简单阐述。该文为基于5G信号的外辐射源雷达副峰的抑制提供了新的思路和方向。     

数字调幅广播外辐射源雷达信号性能研究

DRM数字调幅广播作为取代传统中短波模拟调幅广播的新标准在全球获得迅猛发展,针对DRM广播新体制高频外辐射源雷达,首先参照DRM信号结构从理论上仿真研究了DRM信号的模糊函数特性,重点分析了模糊函数中副峰产生的机理并提出了副峰抑制的方法;然后结合我国首次获得的DRM外辐射源雷达实测数据处理对理论分析结果和副峰抑制方法进行了验证。结果表明:经过副峰处理后的DRM信号具有良好的图钉状模糊函数,是一种理想的高频外辐射探测机会照射源,为后续目标探测研究奠定了基础。     

基于LTE信号的外辐射源雷达副峰特性及抑制方法研究

针对基于LTE信号的外辐射源雷达,首先根据LTE信号结构分析了其模糊函数的特性,解释了不同类型副峰的产生机理。然后,针对对探测性能有影响的两类副峰,提出相应的抑制算法:对于循环前缀副峰,提出数据非连续分块的快速互模糊算法;对于频谱不连续产生的副峰,提出频带合成和频域加窗的抑制算法。最终通过两种抑制算法的综合处理,得到LTE信号图钉状的模糊函数。该文工作为基于LTE信号的外辐射源雷达副峰抑制提供了新的方法。     

基于CMMB的外辐射源雷达信号模糊函数分析与处理

根据中国移动多媒体广播(CMMB)信号结构,该文分析了该信号作为雷达辐射源的模糊函数特性,研究了副峰产生的机理,并与欧洲数字视频地面广播(DVB-T)信号特性做了比对;针对因循环前缀引起的模糊函数副峰和同步信号引起的多普勒模糊带对目标探测产生的不利影响,提出了副峰抑制的方法。仿真和实测结果验证了文中副峰产生机理分析的正确性,同时所采用的方法能有效抑制模糊副峰,为目标探测奠定了基础。     

一种基于失配滤波的5G模糊函数副峰抑制技术

5G信号具有大带宽、高载频、发射资源丰富等优点，在城市或郊区等区域低空目标探测领域具有广阔的应用前景。但5G信号中包含的同步信号、控制信号等确定性信号导致其模糊函数并不是理想的图钉状，而是存在较多的模糊副峰，严重制约了5G辐射源雷达的探测性能。针对上述问题，首先深入分析了5G信号模糊函数特性及副峰产生机理，然后在副峰认知的基础上提出一种基于失配滤波的5G模糊函数副峰抑制方法。理论分析和仿真结果表明，所提方法可实现对距离与频域维副峰一体化抑制，从而能有效减少5G辐射源雷达目标探测过程中由副峰产生的虚警和漏警。     

基于CDR 数字音频广播的外辐射源雷达信号模糊函数分析与处理

CDR (China Digital Radio)数字音频广播是我国自主研发的FM 频段(87-108 MHz)数字音频广播新标准,它兼容我国现有模拟FM 广播的频谱规划,能够满足我国FM 频段声音广播从模拟到数字平滑过渡的需求。该文从CDR 信号结构入手,重点探讨了基于该广播的外辐射源雷达信号特性及相关处理方法。首先分析其信号特性以及作为外辐射源雷达照射源的模糊函数特性;然后针对因循环前缀引起的模糊函数副峰、同步信号引起的多普勒模糊带以及信号频谱不连续导致的距离副峰对目标探测的不利影响,分别提出了相应的副峰抑制方法,并通过仿真验证了该方法的有效性。      

WiFi外辐射源雷达参考信号重构及其对探测性能影响研究

利用WiFi (Wireless Fidelity)信号作为外辐射源进行探测可获得较好的性能,然而WiFi信号本身及其应用环境的复杂性又决定了其参考信号获取的难度。该文分析了利用WiFi信号进行探测的特点,探讨了参考信号获取的不同方式,针对典型WiFi信号结构,提出了与WiFi无源探测相适应的参考信号重构方法,并结合接收信号的信噪比分析了参考信号重构质量对探测性能的影响。研究表明,参考信道所接收信号的信噪比越高,其解调误比特率越低,重构后的参考信号对于杂波抑制性能越好,其模糊函数噪声基底也越低,越有利于目标探测。同时,针对接收信号中的非监测信号成分所产生的虚假目标重影,提出了基于重构的参考信号修正方法进行消除。仿真分析表明了以上处理方法对参考信号获取的有效性。      

基于非均匀采样的DTMB-A信号模糊函数抑制方法

新一代数字电视地面广播传输演进标准(DTMB-A)是国标数字电视地面广播信号(DTMB)演进的新一代标准,具有带宽大、抗多径能力强等优点,可作为一种新型的外辐射源雷达机会照射源。本文阐述了DTMB-A信号模糊函数特性,详细分析了其帧内及帧间模糊副峰的形成机理,分析结果表明DTMB-A信号中确定性重复结构(同步信道、保护间隔等)是造成模糊副峰的主要因素。对此,提出一种基于非均匀采样的模糊副峰抑制方法。该方法具有计算复杂度低、易于并行实现等优点。仿真结果证明所提方法能够将DTMB-A模糊函数修正为理想的图钉型,验证了该方法的有效性,为基于DTMB-A信号的外辐射源雷达目标探测研究提供了方法。     

DVB-T辐射源雷达信号模糊函数的副峰分析与抑制

针对以数字视频地面广播(DVB-T)发射台为照射源的外辐射源雷达,DVB-T信号模糊函数的副峰可能会引起虚警.本文首先推导了副峰位置与信号参数之间的对应关系,并分析了副峰产生原因和特点,然后提出了一种抑制副峰的方法.实测信号的处理结果表明:本文提出的方法可避免副峰引起虚警,提高目标检测能力.     

WiFi信号外辐射源雷达双目标检测的研究

随着WiFi、WiMax信号的广泛覆盖,基于正交频分复用(OFDM)信号的外辐射源雷达技术应用得以广泛发展.通过论述OFDM技术的特点以及两大标准802.11和802.16,论证了WiFi雷达技术的可行性,并进一步将信号识别技术运用到外辐射源雷达目标检测中.同时研究了不同情形下的模糊函数效果,经过对比,最终选取直达波与混合波的模糊函数构建双目标定位模型进行仿真,成功得到了目标所在位置,证实了WiFi信号作为雷达辐射源进行多目标定位的理论可行性.     

外辐射源雷达模糊函数副峰抑制算法研究

外辐射源雷达模糊函数副峰可能会导致检测虚警及弱小目标遮蔽.为抑制模糊函数副峰,提出了一种基于广义旁瓣对消结构的接收机滤波器设计方法,得到了广义旁瓣对消滤波器的闭式解,定量分析了该方法的信噪比损失,指出了副峰高度等因素与信噪比损失的关系.为避开滤波器设计中的高维矩阵求逆运算,提出了快速实现方法.理论分析及基于实测数据的数值计算结果表明,算法能将模糊函数副峰抑制到任意高度,且具有最小的信噪比损失.     

A novel algorithm for side peaks suppression of ambiguity function for passive radar based on chinese DTTB signal

The ambiguity function of Chinese standard Digital Television Terrestrial Broadcasting (DTTB) signals for passive radar contains one main peak and many side peaks. The side peaks may cause the false alarms. The relative positions and the reasons for the side peaks are analyzed and a new algorithm for side peaks suppression is proposed in this paper. The algorithm, in consideration of the characteristics of the structure of the frame, can eliminate the side peaks completely in the valid Doppler observation interval by setting the reference signals to zero at equal intervals. Both the simulative and experimental results show that this algorithm can improve the performance of target detection of the passive radar based on DTTB signal.     

基于目标加速度的DTTB信号模糊函数副峰抑制算法

具有自主知识产权的国标地面数字电视广播(DTTB)信号以其高发射机功率、大的覆盖面积、宽的信号带宽等优点,成为热门雷达辐射源。但由于信号帧头存在周期性重复或变化,在进行模糊函数分析时不可避免地产生周期性副峰的问题,这直接影响到信号的探测性能。随着研究的深入和科技的发展,所面临的侦察的目标加速度也越来越大,加速度已经成为不可忽视的因素,而传统抑制副峰的算法,没有考虑加速度的影响。因此提出一种思路,利用目标的加速度抑制DTTB周期重复引起的副峰。仿真分析表明,该算法能有效抑制DTTB信号距离多普勒副峰。     

基于极坐标格式算法的地基雷达数据处理方法

近年来,地基合成孔径雷达（Ground-based synthetic aperture radar,GBSAR)被广泛应用于地表形变监测和大型建筑物形变监测。极坐标格式算法（Polar Format Algorithm,PFA）是一种典型的聚束SAR高分辨率成像算法,本文针对地基SAR应用于特定监测目标场景这种应用背景,将极坐标格式算法应用于其中,提出了一种基于极坐标格式算法的地基雷达数据处理方法,建立了地基雷达的成像几何,从信号的相位历程这一角度分析了该方法的基本原理,引进多项补偿因子并提高了方位向的分辨率,最后通过仿真数据和实测数据验证了该理论方法的正确性和可行性。      

新型WiFi/5G共存系统的混合预编码方案

5G通信系统通过共享WiFi频谱可以提高系统容量和吞吐量,但对WiFi传输性能造成了一定影响。为了进一步提高系统性能,针对非授权频段的大规模多输入多输出(Massive Multiple-Input Multiple-Output Unlicensed,mMIMO-U)系统设计了一种WiFi/5G共存的混合预编码方案。通过构建WiFi和5G用户的小区蜂窝模型,采用空间资源分配和空域波束赋形使得信号在指定的方向上得到增强,在非期望方向上信号强度降低,并采用块对角化和最小均方误差(Minimum Mean Squared Error,MMSE)信号检测技术有效地处理了用户以及环境噪声之间的干扰进而改善信道增益。仿真结果表明,该方案有效降低了WiFi/5G设备之间的干扰和算法复杂度,提高了5G设备在信道中的传输速率,使WiFi/5G能在非授权频段共存。     

一种基于WiFi信号的运动目标无源雷达成像方法

近些年无线局域网快速发展,覆盖范围增加,该文研究基于WiFi (Wireless Fidelity)信号的运动目标成像,扩展无源雷达的应用。首先探讨分析WiFi信号模糊函数特性,结果表明其具有良好的距离分辨率,可以用作无源雷达的外辐射源。然后采用分布式孔径,借助广义似然比估计理论进行成像,重建运动目标在2维空间的分布与速度,并分析了成像分辨率。仿真结果验证了给出的基于WiFi信号的无源雷达运动目标成像方法的有效性。