基于信号特征值相关性去除穿墙雷达直达波

穿墙雷达是一种用来探测被障碍物遮挡目标的新型雷达,障碍物对于穿墙雷达成像影响较大,回波中的目标信号往往淹没在直达波信号中。目前所提出的算法不能够完全去除直达波信号,或者在去除直达波信号的同时削弱了目标信号的幅度,影响目标信号的识别。针对超宽带步进变频穿墙雷达中去除直达波的问题,提出采用奇异值分解的方法提取回波信号中的目标信号分量和直达波信号分量,并去除直达波信号,最后采用HFSS仿真软件进行建模仿真。仿真结果表明,奇值分解方法能够有效去除直达波信号,并且能够保留目标信号的绝大部分信息,优于对消法。改进方法是处理相干信号的一种比较有效的手段,可用于强干扰噪声环境下的噪声去除。     

基于LabVIEW的太赫兹二维扫描成像系统设计

采用LabVIEW语言设计的透射式单频太赫兹二维扫描成像系统,选择基频为140 GHz的太赫兹源发射连续的太赫兹波,调用平移台驱动器和锁相放大器的LabVIEW功能函数,实现了待成像样品的逐点二维移动和太赫兹信号的幅值数据读取,对样品位置及其对应的幅值信息进行图像重构与灰度处理,完成了太赫兹二维快速扫描成像的设计。使用基频140 GHz和3倍频420 GHz作为太赫兹成像源,对网孔钢板和十字板两个样品进行成像实验,验证了所设计本系统的成像效果的有效性和可行性。实验结果表明:420 GHz辐射源的成像分辨率高,成像分辨率主要与样品的扫描步进和太赫兹源波长有关。     

基于FMCW合成孔径雷达抗欺骗干扰方法研究

研究雷达信号调频优化问题,由于合成孔径雷达干扰的欺骗性和复杂性,调制带宽会影响抗干扰性能.为解决上述问题,提出一种调频连续波体制的随机初相与限幅过程相结合的成像雷达抗干扰方法.通过在发射信号中加入随机变化的初始相位、发射诱骗信号截获干扰脉冲并对其进行方位压缩、限幅,然后在方位向上进行逆傅里叶变换和逆滤波并用真实滤波函数进行匹配滤波,最后按照传统调频连续波合成孔径雷达成像方法进行成像.同时通过提高脉冲重复频率增加方位向脉冲积累个数,使成像信干比得到提高,进而使接收端抗干扰性能得到增强.仿真结果证明,与直接进行真实信号匹配滤波相比,加入限幅过程和提高脉冲重复频率使干信比提高了30dB.     

一种抑制FMCW SAR距离模糊的方法

在调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)系统中,由于FMCW SAR发射信号的特殊性,距离向模糊严重.本文从FM-CW SAR系统的成像原理出发.采用码分的方法,交替发射调频斜率相反的调频连续波,对FMCW SAR距离模糊进行有效抑制.文章给出了该方法的算法推导及仿真结果,并进行了分析,仿真结果验证了该方法的有效性.     

混沌信号雷达SAR成像的新方法

针对现有的合成孔径雷达(SAR)成像方法,介绍了隐抽样平均算法的基本原理及时延确定的方法;进一步,将隐抽样平均算法用于SAR成像中,提出了基于隐抽样平均的SAR成像算法;该成像算法利用二元混沌信号作为雷达发射信号,通过产生一个特征波形来指示目标的时延;与传统的SAR相关成像算法相比,该成像算法不仅简单易行,运算量小,成像时间短,成像效率高,而且重构图像具有较高的图像分辨率;仿真结果表明,图像中的目标轮廓清晰,图像品质较高。     

一种适用于调频步进信号SAR的2维子孔径处理算法

为了将机载SAR超高分辨率(0.1 m)条件下的超大带宽信号的实现和成像信号的处理进行有效结合,首先深入分析了基于PFA的2维重叠子孔径处理算法(PFOSA),并对算法中采用的不合理近似进行了改进;然后将PFOSA应用于调频步进信号的SAR成像处理,在此基础上,提出了一种基于调频步进信号的2维子孔径处理算法.该算法不仅能够将调频步进信号处理与距离子孔径处理相结合,使之无需常规的脉冲合成过程,而且还能够利用子孔径处理获得的目标粗分辨位置信息来有效补偿脉冲簇内由载机运动引起的空变相位误差,从而克服了常规脉冲合成方法无法补偿空变相位误差的缺点.仿真数据处理结果表明,该算法是有效的.     

重频超宽带脉冲对混频器的干扰特征分析

重频超宽带脉冲可对多种电子设备与电子器件产生干扰。针对电子器件的干扰效应,着重从仿真分析和实验两方面研究了重频超宽带脉冲对无源混频器的干扰特征。分析了混频器对超宽带脉冲信号的响应特性,给出了不同参数条件下重频超宽带脉冲信号对混频器及混频滤波电路的干扰特征。研究表明,作为干扰信号,重频超宽带脉冲信号并不能影响混频器正常工作;当重频超宽带脉冲信号与通信信号一起注入混频器时,混频器可实现其正常的变频功能,而作为衡量混频器工作性能的重要指标,变频损耗可认为基本不变;重频超宽带脉冲信号经过混频滤波电路后变为同中频信号同样频率的连续波信号,其对混频滤波电路的干扰以及之后电路的干扰类似定频连续波信号干扰。     

基于混沌的随机信号雷达成像

为了提高雷达信号的分辨率和抗干扰能力,分析了两种基于混沌映射生成随机抽样的方法.进一步证实了高斯抽样可以通过两类随机数产生器结合混沌映射生成.利用高斯抽样,得到了高斯调频雷达信号,利用该调频信号作为雷达发射信号进行雷达(SAR)成像,其重构图像具有极佳的图像分辨率,尤其是在距离域上.仿真结果证实了两种方法的有效性.     

对称三角线性调频连续波雷达应用于风速探测

提出将对称三角线性调频连续波雷达应用于风速探测中,首先分析了对称三角线性调频连续波雷达信号波形,阐述了雷达测距测速原理,针对单个散射点和多个散射点的情况进行了仿真测试。结果表明能够从对称三角线性调频连续波雷达回波信号中获取风速信息,其探测范围为3 km,测速精度为0.1 m/s,具有较高的实用价值和广阔的应用前景。     

车载LFMCW雷达探测系统分析与设计

对车载24GHz线性调频连续波雷达探测系统进行了研究,详细介绍了系统的检测原理、基本结构和工作过程.采用变周期三角波作为发射波形,利用频域压扩处理算法进行中频回波信号的均衡处理并达到抑制低频干扰的目的,对初次检测结果增加二次判决,增加了目标探测算法的可靠性;同时研究一种基于DSP和FPGA双控制器的LFMCW雷达探测系统的硬件实现方案,实验结果表明该检测系统设计可靠,各部分参数达到实际要求.     

High‐resolution millimeter‐wave radar systems for visualization of unstructured outdoor environments

This paper examines the use of millimeter‐wave radar systems for visualization and navigation in unstructured outdoor environments. Three types of radar systems are described. The first is a long range, 94 GHz, frequency modulated interrupted continuous wave radar which is capable of producing two‐dimensional (2D) reflectivity images to a range of more than 3 km. This is intended for use in long‐range path planning. The second is a class of medium range 77 GHz frequency modulated continuous wave (FMCW) radar with two axis mirror scanners which is capable of producing high resolution threedimensional (3D) imagery out to 500 m at a reasonably slow frame rate. The final class also operates using the FMCW principle, but at 94 GHz, to produce high resolution 2D and 3D images out to about 50 m at a much higher update rate. These shorter range sensors may be used to determine the traversability of the local terrain. The outputs produced by the different classes of radar are examined and the paper considers their advantages when compared to other sensors such as vision and scanning laser. Using radar images, the final section compiles rules for interpreting radar reflectivity images from a path‐planning perspective. © 2006 Wiley Periodicals, Inc.     

基于三层空间模型的地下目标成像

由于电磁波在穿越不同介质时会出现折射现象,因此在机载条件下对地下目标成像时,电磁波信号从机载雷达到达地下目标的整个路径不是直线而是折线,此时再利用常规的自由空间中合成孔径成像方法已经不能对目标进行良好成像.基于电磁波的传播规律和地层有耗媒质的特性,文章提出了电磁波传输的三层空间模型,并将其应用到机载条件下的地下目标成像,通过仿真比较,可以明显看出,使用三层空间模型后对地下目标成像效果的改善,验证了三空间模型适用于机载条件下对分层土壤中的地下目标成像.     

一种机载冰川厚度探测雷达波数域成像算法

针对机载冰川厚度探测雷达传统成像方法计算量大的问题,提出了一种适用于两层传播媒质的正下视波数域(RMA)成像算法.该算法能自动补偿电磁波的折射效应,校正不同媒质中电磁波传播速度的变化.基于空间几何模型和回波信号形式,推导了雷达回波信号的二维频谱,并在此基础上给出了成像算法实现步骤及相位补偿因子,分析了运动误差的影响及其补偿方法.最后通过仿真分析验证了该算法的有效性.     

新型电磁材料结构的微带天线设计

使用基于Matlab的遗传算法程序结合HFSS仿真,设计了一种具有表面波带隙特性的新型电磁材料结构,将其用于微带天线能够抑制表面波、提升增益.对优化记录进行保存和查询,有效地加快了算法优化进程.通过仿真对比表明:添加该新型电磁材料结构后的微带天线工作在5.8 GHz时,增益提升1.8dB,背瓣降低3.8dB,提升了天线对电磁信号的采集能力.     

改进小波多分辨力分析的数据融合算法

在小波分析中,多分辨力分析是一重要的方法。但该方法只对低频段的近似信号进行逐级细分,导致低频段频率分辨力越来越高,而高频段的细节信号保持不变,频率分辨力较低。为了克服小波多分辨力分析在高频段频率分辨力低的缺点,采用改进的小波多分辨力分析方法,由于该方法对高频段进行逐级细分,改善了小波变换在高频段的时频局部化性能,提高了小波变换高频段频率的分辨力。同时,将改进的小波多分辨力分析方法应用到多传感器数据融合中,经过仿真计算,其结果表明:该算法是有效的。     

平面波激励下的二维衍射层析成像算法仿真

以一阶Born近似和格林函数的平面波谱展开为基础，导出了平面波激励情况下的二维衍射层析成像算法并给出了详细的算法处理流程。在此基础上分析了散射场信号的信噪比和有耗媒质的衰减效应对成像结果的影响，并对多个仿真数据进行了成像处理。结果表明，该成像算法可以精确反演出目标的形状和电磁参数，可应用于雷达成像和目标识别。     

Super-resolution imaging based on the BeiDou B3 signal

ABSTRACT

Using global navigation satellites to construct bi-static synthetic aperture radar for imaging has been a major research hotspot in passive radar. However, the low range resolution of Global Navigation Satellite signal (GNSS) limits the quality of actual scene imaging. To increase the range resolution of the imaging, a super-resolution imaging method by mixing the back-projection (BP) algorithm with truncated singular value decomposition (TSVD) is proposed. This paper first introduces the BeiDou Navigation Satellite System (BDS) signal model for ground imaging, carries out the range compression and describes the BP algorithm. Subsequently, the super-resolution method is given and some simulation results are demonstrated. Two field experimental cases, including targets of trees and ferries, are then carried out. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

基于多核DSP的高分辨距离像运动补偿算法实现

弹载毫米波步进频率雷达能 够得到目标具有较高距离分辨率的一维距离像,但当运动目标相对雷达具有径向速度时,会 使 回波信号产生严重的偏移与畸变,故必须进行运动速度补偿。本文首先分析了步进频率雷达 高分辨距离像成像原理与目标运动速度对成像的影响,然后论述了一种基于正负调频法与最 大脉组求和法的二次速度估计算法,并在TMS320C6678多核DSP平台上提出了该算法的一种并 行实现方案,同时描述了该实现方案的任务分配、调度与核间通信过程。最后在多核DSP平 台上对1 000帧回波信号做算法测试。测试结果表明,基于多核DSP的运动补偿算法具有较高 的精度和良好的实时性。     

雷达电磁信号的多径传播仿真研究

从工程实际出发,系统研究雷达天线到目标间的电磁信号,受地形和地球曲率等因素影响而产生的多径传播问题。分别建立雷达电磁波在干涉区、中间区和绕射区传播的数学模型和它们适用的边界条件。给出了应用Mathmatic软件提供的Interpolating Polynomia[data,x]多项式内插技术求解由干涉区平滑过渡到绕射区的中间区场强计算问题,并对雷达电磁信号在各区中的电磁传播作了仿真,来模拟雷达发射机经天线向空间辐射并到雷达接收机输入端的信号强度。此外,为了便于从电子地图中查找反射点区域的电磁反射特性,还给出了应用球面三角形计算反射点地理位置的求解方法。实验结果表明,该文不仅有助于雷达对抗战场环境的内场注入式仿真研究,而且对雷达系统的性能分析也将具有十分重要的参考价值。     

小波变换在雷达物位计信号处理中的应用

雷达物位计信号处理的关键是去除噪声,提取有用信息.通过研究调频连续波FMCW雷达物位计工作原理及信号处理的基本算法,对比传统的采用傅里叶变换进行信号处理的方法,提出了采用小波变换来去除回波的干扰信号.实际应用结果表明,小波分析可以有效地应用于分析物位计回波信号,为提高测量精度等后续工作的开展提供稳定数据.