多载频FMCW在MIMO雷达中的应用研究

 介绍多载频MIMO雷达的特点和工作原理,对多载频线性调频连续波(FMCW)信号及其回波进行了分析,并详细论述了MIMO雷达中静止目标和运动目标情况下多载频FMCW信号处理方法以及其中的一些关键问题,如通道分离滤波器的设计、距离分辨率分析、速度补偿精度分析、相参积累周期数的选取等.针对该体制雷达各发射天线间载频不同的特点,提出了采用IFFT相参合成的方法来精测目标距离,获得距离高分辨,具有运算速度快、受目标运动影响小的优点;对运动目标情况下距离多普勒的耦合问题进行了详细分析,并提出了利用相参积累进行补偿的解决方案.     

多载频MIMO雷达的一种新的信号处理方法

多载频MIMO雷达(Multi-Carrier MIMO radar)是指利用频率分集和空间分集的方法来实现发射信号正交的具有多个发射和多个接收天线的雷达系统,该文研究了该体制雷达基于Dechirp处理实现距离高分辨的方法,分析了IFFT相参合成法以及伪峰产生原因,提出了一种新的处理方法空域合成带宽法,它将空域分散发射的多载频LFM信号,先做Dechirp处理,然后再将通道分离后的各路信号顺序时移拼接合成一个大带宽的LFM信号,最后再对合成后的信号做IFFT处理以获得高分辨距离信息。它实现简单,能够在不增加运算量的条件下有效的抑制伪峰,并受目标运动影响小,计算机仿真验证了这些结论。     

脉冲多普勒雷达中的解模糊算法及实现

解距离模糊和解速度模糊是中重复频率脉冲多普勒雷达中需要解决的重要问题．其算法的依据都是中国余数定理。但是．单靠中国余数定理仍无法解决距离测量和多普勒频率测量中的误差和遮挡问题。本文讨论了在测量误差和遮挡问题存在的情况下解距离模糊所采用的建表搜索法和解速度模糊所采用的各模糊度内最小方差过门限法．并将这两种算法与其他算法进行了对比。文中所提算法具有重要的工程应用价值。     

脉冲多普勒雷达解模糊的改进

脉冲多普勒技术广泛运用于机载雷达,而解模糊是其核心技术之一,在不损失发现概率的前提下如何降低虚警,如何做到速度分辨,这是本文讨论的主要问题。     

一种多载频MIMO雷达高速运动目标多维参数估计方法

 多载频MIMO雷达中,高速运动目标回波信号经通道分离后各通道的距离和多普勒频率均不在同一分辨单元,无法利用传统的超分辨算法对目标距离、角度等参数进行估计.本文根据目标回波特点提出一种基于级联Keystone变换的高速运动目标参数估计方法.该方法先在快时间维利用Keystone变换校正距离走动,再在慢时间维进行Keystone变换校正多普勒走动,最后用MUSIC算法进行距离、方位和俯仰等参数估计.仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性.     

双基地多载频FMCW雷达目标加速度和速度估计方法

双基地多载频FMCW雷达采用稀布阵发射多载频FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)信号,阵列接收目标回波。受速度和加速度的调制,机动目标回波多普勒频谱展宽,导致雷达检测性能下降。该文分析了双基地多载频FMCW雷达的信号模型,提出将多项相位变换和相位差法结合来实现目标加速度和速度高精度估计的方法。分析了该方法在不同数据分段情况下的性能。仿真结果表明,该方法能够以较小的运算量对目标加速度和速度进行高精度估计。     

脉冲多普勒雷达非线性抑制解距离模糊技术

本文再次介绍了一种新的解距离模糊技术——非线性抑制，由Carman Palermo发明并首次发表于1962年。该技术选用一组具有理想的互相扩散的互相关性的M种单一调制，通过用M种调制依次调制每个脉冲来构成发射脉冲链。M个独立的接收通道处理所接收到的数据，每一通道对应一种调制。理论上，接收通道设计为输出响应仅取决于一种调制(相对于M种调制)，并可按距离单元原理用Palermo技术一步步删除不需要的距离单元组成来实现有益的扩展。处理过程通过适当的无记忆非线性传送接收数据，优先剔除每一个非对应调制的数据能量。     

脉冲多普勒雷达的速度模糊求解

速度模糊是脉冲多普勒雷达遇到的,一般来说是需要解决的问题之一。解速度模糊的算法成为人们研究的课题。最典型的解模糊算法是中国剩余定理。由于频率域各维空间量化间隔的差异,使得解出的最大不模糊频率同中国剩余定理确定的最大不模糊频率不相一致。本文讨论了这种频率域不等频率量化造成解出的最大不模糊频率同中国剩余定理确定的不模糊频率不相一致问题,给出了当重复周期、滤波器个数以及最大量化误差给定的情况下,如何确定解速度模糊时最大不模糊频率并给出如何求解不模糊频率的方法。同时给出为使解出的最大不模糊频率同中国剩余定理确定的最大不模糊频率相一致,滤波器个数应该满足的条件。     

X波段地面PD雷达解距离模糊算法设计

雷达信号处理的根本目的是将在于杂波中的动目标提取出来，为此必须抑制地杂波和动杂波，同时保证动目标信号输出。本文首先从杂波抑制着手，研究X波段测高雷达脉冲重复频率的设计，并在此基础上设计一种解距离模糊的展开算法。     

一种改进的交错脉冲解速度模糊方法

研究了脉冲多普勒气象雷达中用于解速度模糊的交错脉冲方法，理论分析了时域脉冲对处理中速度估计公式的局限性，同时对该公式进行了修正。仿真结果表明，改进的交错脉冲方法具有更好的解速度模糊性能，而且易于实时处理。     

基于多重频脉冲串信号解速度模糊的研究

针对双重频解速度模糊系统中,信号参数选择不合理导致解速度模糊存在量化误差的问题,推导了双重频解速度模糊的量化要求。为了增大最大不模糊速度,该文提出多层解模糊系统,提出了一种四重频脉冲串解速度模糊的模型,推导了四重频信号脉冲个数的下界,并简化为了三重频脉冲串信号模型。仿真验证了理论推导的正确性。     

汽车毫米波FMCW雷达中频信号的采样与处理

汽车毫米波雷达是智能交通系统的重要研究项目之一，本文介绍了汽车毫米波雷达的工作原理及信号处理的相关方法和技术。     

调频连续波SAR非线性处理方法研究

合成孔径雷达系统畸变引入的幅相误差严重影响了雷达的成像效果,必须予以校正才能获得高质量的图像。该文针对调频连续波SAR系统频率响应非理想特性引入的幅相误差以及信号扫频非线性误差对系统性能的影响,分析建立了存在系统误差的调频连续波SAR系统回波信号模型,研究了系统误差估计与校正的问题,并考虑小型化调频连续波SAR实时成像处理的需求,提出了一种改进的适合实时成像处理的调频连续波SAR的高精度非线性距离-多普勒成像处理算法。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和有效性。     

一种高分辨率W波段SAR系统

该文介绍了中国科学院电子学研究所研制的一套高分辨率W波段SAR系统,对系统的指标、组成、实现方案以及数据处理方法进行了描述,提出了非线性系统误差校正、高精度运动补偿、高隔离度收发系统设计等关键问题的解决方案。通过机载飞行实验,验证了W波段SAR系统的有效性。     

双基地线性FMCW雷达信号模糊函数及分辨特性

该文通过对双基地雷达几何结构和线性调频连续波(FMCW)信号的特点分析,推导了双基地线性FMCW雷达信号的模糊函数,表明模糊函数形状受目标位置的影响;从模糊函数推导出的距离分辨率、速度分辨率、距离速度耦合斜率均是关于目标双基地角的函数,从而导致目标的分辨特性与目标位置有关。该结论可为这种雷达体制在信号处理和波形设计上提供理论依据。     

基于多通道调频连续波毫米波雷达的微动手势识别

该文提出一种基于多通道调频连续波(FMCW)毫米波雷达的微动手势识别方法,并给出一种微动手势特征提取的最优雷达参数设计准则。通过对手部反射的雷达回波进行时频分析处理,估计目标的距离多普勒谱、距离谱、多普勒谱和水平方向角度谱。设计固定帧时间长度拼接的距离-多普勒-时间图特征,与距离-时间特征、多普勒-时间特征、水平方向角度-时间图特征和三者联合特征等,分别对7类微动手势进行表征。根据手势运动过程振幅和速度差异,进行手势特征捕获和对齐。利用仅有5层的轻量化卷积神经网络对微动手势特征进行分类。实验结果表明,相较其他特征,设计的距离-多普勒-时间图特征能够更为准确地表征微动手势,且对未经训练的测试对象具有更好的泛化能力。

     

调频连续波SAR实时成像算法研究

调频连续波(Frequency Modulation Continuous Wave, FMCW)体制与合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)的结合,推动了小型化、低功耗、低成本、高分辨率成像雷达的快速发展。该文建立了FMCW SAR的信号模型,统一了FMCW SAR频域算法的理论表达; 结合运动补偿处理,以减小系统计算量为出发点,提出了一种简化的实时成像流程,并在理论上对简化过程引入的相位误差做出细致的理论与量化分析。仿真实验验证了该文所提简化流程的适用性。