步进频率雷达中多普勒效应的影响及其补偿

首先分析多普勒效应对步进频一维距离像的影响,然后介绍当前存在的主要的运动补偿方法,对性能较好的最小脉组误差法进行重点分析,对该方法的计算量,测速精度进行分析,并给出计算机仿真结果.     

基于频率步进与PD的距离像运动补偿算法

毫米波频率步进雷达具有高的距离分辨率,但存在严重的距离-速度耦合,故需要进行运动速度补偿.文中首先论述了脉组间参差脉冲重复周期(PRT)的速度补偿新方法,并分析其补偿性能.然后,在脉冲多普勒(PD)和频率步进双体制联合工作模式下,结合PD的高测速精度,运用频率步进信号脉组间参差PRT法和PD测速进行复合测速补偿.仿真结果表明,脉组间参差PRT法能够根据相邻脉组间重复周期差值改变速度分辨率和测速范围.复合测速补偿实现简单,抗噪声能力强,能够同时达到高的速度分辨率和大的测速范围,满足距离像补偿要求.     

基于运动目标信号稳健特征的频率步进雷达距离像合成方法

频率步进雷达传统的距离像合成方法易受到运动补偿误差的影响.本文首先证明了频率步进雷达回波在脉间IFFT后具有的几种对运动补偿误差不敏感的稳健特征.然后,基于这些特征提出了一种新的距离像合成方法,该方法不仅有效克服了子距离像的多普勒循环移位对距离像合成的不利影响,而且利用脉冲包络加权估计有效提高了距离像合成精度.仿真与外场实测数据分析结果验证了本文方法的性能优势.     

调频步进雷达自测速方法研究

提出一种基于一阶相位差分的调频步进雷达自测速方法,对其无模糊测速范围和测速精度进行了理论分析,从计算量和测速精度2个方面比较分析了一阶相位差分法、最小波形熵法和最小脉组误差法3种步进频自测速方法。仿真结果表明文中方法的测速精度优于最小波形熵法,与最小脉组误差法相当,且计算量小于后2种方法,也不存在最小脉组误差法对发射信号频率调制的特殊要求。     

一种基于单帧数据的步进频信号运动补偿方法

介绍了频率步进雷达中多普勒效应对距离像的影响,根据频率步进雷达中常见运动补偿方法的优缺点,提出了一种仅利用单帧数据即可实现速度估计和补偿的方法,为了提高该方法的抗噪声性能,采取对算法进行迭代运算得出有效速度估计值的策略.理论分析和计算机仿真结果表明,该方法只需几次迭代(一般为3次或4次)即可得出有效速度估计值;该算法具有可行性.并兼有测速精度较高、运算量较小、抗噪声性能较强的优点.     

步进频率雷达飞机目标距离像补偿算法

建立了飞机目标的三维几何模型和离散冲激响应模型,给出了步进频率雷达多散射中心目标的回波数学模型,推导了其相参合成一维距离像原理。为补偿目标因径向速度对合成距离像峰值时移和能量发散,提出了一种适合工程应用的速度补偿方法。该方法在最小脉组相位差分法之前先使用互相关函数FFT方法对目标速度进行粗估计,确定了速度估计范围后再以最小脉组相位差分为准则搜索精确速度,从而大大减小了搜索工作量,有利于实时处理。仿真实验表明,该方法具有抗噪性能好、估计精度高等优点。     

低信噪比条件下基于距离像互相关的相推测速方法

相推测速技术可以实现相位量级的测量精度,在微动测量和目标识别领域有着极大的应用前景。该方法对信噪比要求较高,且存在准确提取相位和解相位模糊两大难点。本文提出了针对低信噪比条件下的相推测速实现方法。首先,建立了宽带线性调频信号去斜处理的回波模型;然后推导了相邻帧距离像互相关结果,并分析了距离像互相关输出的峰值点相位;进而为了提高相推测速在低信噪比条件下的适用性,提出了对距离像互相关结果沿慢时间维进行积累的方法,该方法可以重新提取峰值点相位,以及获得目标速度的粗估计值进而辅助后续的解相位模糊。此外,为抑制噪声对相位提取精度的影响,本文提出根据相位的频谱特性设计滤波器的方法,进一步提高相推测速的精度。最后通过仿真和实测数据验证了所提方法的正确性及其在低信噪比条件下的适用性。      

线性调频-Costas频率步进信号分析及宽带合成处理

针对宽带宽角扫描相控阵雷达系统高精度测距、测速应用需求,提出了脉间Costas编码跳频、脉内线性调频调制的信号形式。通过对信号建模及距离-多普勒二维模糊度函数的分析表明,该信号形式综合了线性调频信号和Costas编码的优点,具有接近理想图钉型的模糊函数,可实现距离-速度的二维高分辨率。推导了线性调频-Costas频率步进信号宽带合成的处理方法,并通过仿真验证了该算法的有效性。     

步进频率雷达目标的运动参数估计

文中分析了目标运动对步进频率雷达相参合成目标一维距离像的影响 ,并在此基础上提出了一种以最小脉组误差为准则的最优运动参数估计方法 .仿真结果表明 ,该方法测速精度高 ,对噪声的影响具有一定的稳健性 ,且计算量较小 ,便于实时处理 .     

一种改进的步进频率雷达信号的运动补偿研究

为解决步进频率雷达一维距离像失真和运动补偿的问题,提出了一种精确的速度估计方法。文中首先阐述了步进频率信号的改进原理及其处理方法,该方法先使用互相关FFT测速法对目标速度进行粗估计,然后再以最大脉组乘积求和为准则搜索精确速度,最后实现对运动目标的速度补偿从而得到精确的一维距离像。仿真结果表明,在信噪比为-4dB的时候仍能得到准确的结果,改进后的信号性能有了很明显的改善,一维距离像不会随目标的运动而产生失真,该运动补偿方法具有估计精度高、抗噪性能好的优点。     

一种基于相邻脉冲比相的高效SAR干扰方法

针对合成孔径雷达(SAR)方位积累对雷达和目标距离的相对精度要求较高,绝对精度要求较低的特点,提出利用SAR相邻发射脉冲比相的测距方法获得相对精度较高的距离值,从而得到一种能获取二维处理增益的高效SAR干扰方法,克服了以往干扰方法因难以测量SAR平台轨迹而不能获取方位处理增益的缺陷。理论分析和仿真验证都表明该方法既能完成干扰机附近的假目标干扰,也能在较低干扰功率下实现噪声压制干扰。     

毫米波高分辨雷达二步伸缩处理方法

发射宽带线性调频脉冲信号，用伸缩处理方法可以获得目标高分辨距离像，并对静止目标实现精确测距，但当目标运动时，测距精度和成像质量都会受到速度的影响．为了克服这些缺点，可以采用二步伸缩处理方法．本文给出了理论推导和仿真结果，证明该方法的距离估计精度很高，对目标速度也可进行粗略的估计．利用这些估计值可以完成对目标的距离跟踪、成像、状态的预测以及动目标指示等过程。     

LFMCW雷达运动目标高精度检测方法

LFMCW雷达检测运动目标，可以采用对称三角LFMCW信号，通过频域配对实现动目标距离、速度的去耦合。但是在实现时，如果只采用传统的FFT作为核心算法就会引起较大的测距、测速误差。本文采用FFT-CZT两级处理方法，从而在运算量增加不多的情况下，显著提高LFMCW雷达的动目标测距、测速精度。仿真结果表明，本方法适用于各种带宽的LFMCW雷达，具有通用性。     

星载ScanSAR成像处理技术研究

由于天线在不同的子带进行扫描,星载扫描模式不能像条带模式那样,获得连续的方位向相位历史,利用条带模式高精度处理算法（如距离一多普勒算法）处理ScanSAR数据,通过在脉冲扫描间隔中填零,把扫描数据看成中间填零的相干脉冲串序列,等效成条带SAR数据,利用条带模式的处理算法进行成像。针对填零后的数据,数据量大,可以采用基于通用图形处理单元的并行处理技术,加快处理速度。对填零处理形成的栅瓣调制,通过滤波进行消除。这样处理的图像和条带模式的图像具有相同的辐射和几何分布特性,有效抑制扇贝效应带来的影响。对实测星栽ScansAR数据进行成像处理,试验结果表明该方法的有效性。     

基于单个宽带脉冲的空间目标测距和测速方法

根据运动目标在宽带线性调频脉冲照射下的回波特点,提出了一种采用宽带单个脉冲对运动目标测速和测距的方法。该方法首先对回波信号进行STRETCH处理,然后对处理后的回波进行快速解线性调频,并用ESPRIT方法取代传统的FFT方法,从而大大提高了参数估计精度,实现了采用宽带单个脉冲对运动目标的同时测距与测速。仿真试验表明该方法具有良好的测量精度。     

关于利用FFT的OFDM的实时同步方式的研究

提出了OFDM（正交频分复用）利用FFT（傅里叶变换）实时同步方式的方案,在多径环境下具有有良好的特性。研究了OFDM的原理后,采用防卫间隙相关处理等技术对接收信号进行FFT、检波,进而求得传递函数,并对此传递函数进行IFFT（快速傅里叶逆变换）,求得时间轴延迟信号,实现高精度实时处理。     

FSK-FMCW雷达通信一体化信号设计与处理方法研究

在未来的智能交通系统中,车载雷达通信一体化信号可使智能车辆同时完成雷达探测和通信信息传输功能,然而现有的基于调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）的车载雷达通信一体化信号的通信数据率较低,难以满足未来智能交通的需求。为了提高雷达通信一体化系统的通信数据率,本文提出了一种频移键控（Frequency-Shift Keying,FSK）FMCW雷达通信一体化信号设计方法,该方法通过在每个线性调频（Linear Frequency Modulation,LFM）信号上调制多个通信符号,以提高一体化信号的通信数据率。此外,在雷达接收端,将差拍处理和二维快速傅里叶变换（Fast Fourier Transformation,FFT）相结合,对接收到的目标回波进行处理,以获取目标的距离与速度估计。在通信接收端,通过差拍和一维FFT处理,对接收到的FSK-FMCW雷达通信一体化信号进行通信信息解调。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。     

一种深度欠采样的快速SAR成像算法

以减少SAR成像所需数据量,缩短成像时间为目的,本文构建了深度欠采样回波信号的模型,提出了一种二维脉冲压缩算法,该算法利用OMP和BCS算法对欠采样回波做距离向和方位向压缩,实现了二维SAR快速成像。通过对点目标模型SAR回波的仿真验证了方案的有效性。     

基-2FFT处理器的FPGA实现

针对当前数字信号处理领域对快速傅里叶变换应用的广泛需求,在对算法原理分析的基础上,给出了8点基-2按时间抽选FFT处理器的实现方案;并在Xilinx xc3s 1500系列芯片上进行综合,通过Modelsim SE6．0对程序进行了仿真。实验结果表明,该处理器功能实现正确,并且具有较高的运算速度和精度。     

基于STAP杂波抑制的天基雷达PRF设计

提出了一种基于空时二维自适应处理(STAP)杂波抑制技术的天基雷达脉冲重复频率(PRF)设计方法。该方法首先通过几何建模对主杂波缺口宽度进行估算、确定适用于整个搜索空域的脉冲宽度参数,然后通过杂波仿真获得最优STAP处理的最小可检测速度(MDV)指标、并用经典M/N中等PRF选择法设计一组PRF波形,最后画出距离-速度盲区图进行验证。文中推导了公式,用设计实例验证了该方法的有效性。仿真表明,在PRF设计中采用未补偿的主杂波缺口宽度参数在工程实际中可以获得更好的距离-速度覆盖性能。