一种新的准连续波雷达波形设计方法研究

针对连续波雷达的泄漏及准连续波雷达的距离遮挡问题,提出了一种新的准连续波雷达波形,该波形基于最佳码和Gold码复合得到。文中对所设计波形的损失函数和模糊函数进行了分析和仿真,证明了该波形具有较低的距离遮挡和截获概率。     

基于全相位FFT的多普勒补偿算法及实现

为了解决二相编码雷达高度表回波信号在波形匹配滤波处理时存在的多普勒失配问题,建立了雷达高度表大地回波模型,在深入分析回波功率分布和回波矩阵相位特征的基础上,提出了基于全相位FFT的回波多普勒检测和补偿算法,该算法利用全相位FFT变换测量回波矩阵相邻距离单元相位差值,通过相位差值求得多普勒频率以及相位补偿因子。仿真和实验表明:多普勒检测误差小于0.3 Hz,可有效进行相位补偿。     

多相伪随机序列在雷达通信一体化中的应用

为了减少电子战平台的体积和电磁干扰,一种有效的途径就是实现雷达与通信的一体化。本文首先针对于雷达和通信的作用距离,提出了基于扩频技术的雷达通信一体化系统应采用准连续波体制。其次,针对基于扩频技术的准连续波雷达通信一体化信号设计中所存在的序列周期、序列相关性、多普勒容限和回波遮掩率等问题,提出了一种短周期高主旁瓣比完全互补码共享信号及其相应的序列扩展方法。由理论分析和计算机仿真可知,基于完全互补码的共享信号具有大的多普勒容限和抗回波遮掩性能,能够满足雷达通信一体化系统对波形性能的要求。      

基于遗传算法的认知雷达稳健相位编码波形设计

针对杂波和噪声不确定的情况,提升认知雷达中相位编码自适应波形的稳健性能,给出基于遗传算法的认知雷达稳健相位编码波形优化算法。首先把问题建模成瑞利商结构,利用近似圆逼近方法解决杂波和噪声不确定的稳健问题,最后调用遗传算法进行求解。该方法所设计出的最优波形即具有认知雷达自适应波形的稳健特性,又保持了相位调制信号的各种特征(即频谱展宽、脉冲压缩、低峰值功率等)。仿真结果表明优化波形要好于线性调频波形信杂噪比1.72dB,且保持了相位编码波形的优良特性。     

基于信息论的脉冲压缩雷达DRFM干扰检测技术

信息熵是一种测量信号信息内容的重要手段,能够反映信号的信息量。针对脉冲压缩雷达数字射频存储(DRFM)干扰的检测问题,利用目标回波和干扰回波的分布差异,提出了基于信息论的脉冲压缩雷达DRFM干扰检测方法。以回波信息熵为检测统计量,设计二元干扰检测器,实现对脉冲压缩雷达DRFM干扰的检测。仿真实验验证了该方法的可行性和有效性,在RSN>0 dB时对相位编码和线性调频等脉压波形的切片重构干扰的检测概率>90%。     

基于MAC序列的相位编码准连续波的研究与应用

本文在讨论用二相编码信号构成的准连续波的数学模型和模糊函数的基础上,引入新的二元序列--MAC序列,并对其产生以及自相关特性进行了详细研究。通过对采用该序列编码的准连续波信号的周期单码重复时和多码重复的模糊函数进行仿真,其结果具有很好的图钉状,即有较高的距离和多普勒分辨率;并将MAC序列的相位编码准连续波应用在波形设计中,脉压仿真结果表明相比较m序列码,MAC序列更适用于目标检测。     

相位编码雷达建模及干扰的Simulink仿真实现

建立了基于Simulink的相位编码雷达接收系统仿真模型，验证对相位编码雷达的噪声干扰、相干连续波干扰、多普勒频移干扰和码元调制干扰效果，结果表明，对相位编码雷达的相干干扰是可行的。     

三频段准连续波雷达信号目标检测性能分析

准连续波雷达是一种低截获概率雷达,结合了脉冲雷达收发隔离和连续波雷达截获概率低的优点,但其检测性能的优劣很大程度依赖于信号形式,普通的编码信号和线性调频信号已经不能满足其对目标探测的要求。为解决这个问题,设计了一种三频段信号和与之相应的收发系统,对系统结构及三频段信号的参数选择原则、目标检测原理、模糊函数、抗近距离盲区性能做了详细分析,并指出了三频段信号相对于相位编码信号和分时发射信号的优势所在,最后通过仿真证明,将三频段信号应用于准连续波体制雷达中时能准确探测目标,得到目标的各个参数并且能有效消除近距离盲区。     

面向雷达数字化仿真的目标回波模拟方法研究

雷达数字化设计与仿真技术作为雷达科研的"数字孪生"技术,已成为现代雷达科研必备手段之一,雷达目标回波模拟作为雷达数字化设计与仿真中关键功能之一,应首要解决。雷达目标回波模拟主要面临雷达信号波形的描述、目标的描述和雷达回波的生成等三个技术问题。为此,针对雷达数字化设计与仿真技术中雷达回波模拟问题的技术难题,描述了参数化雷达信号波形及其与目标的相互作用,给出了雷达回波生成的具体方法,并通过仿真验证了提出方法的有效性和可行性。     

一种幅相联合调制雷达波形设计与处理方法

随着脉内特征识别、信号分选等电子侦察技术的发展,雷达波形设计正面临严峻的挑战。幅度调制作为一种新型脉冲调制方式,能够增加信号时域的复杂性,提升波形的反识别能力。本文提出一种幅相联合编码雷达波形,通过幅度相位联合调制提升雷达波形的复杂度,具有良好的反侦察潜力;利用幅度上的稀疏采样特点,提出匹配滤波与压缩感知相结合的回波信号处理方法处理此信号,有效提升低信噪比条件下的检测概率。最后通过仿真实验证明了所提幅相联合调制雷达波形设计与处理方法的有效性。     

基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计

雷达嵌入式通信（radar-embedded communication,REC）系统是一种在雷达回波信号中隐藏通信信息的隐蔽通信方法。但是由于雷达系统所处的电磁波环境极为复杂,以致雷达嵌入式通信系统会受其他通信系统的同频干扰,最终导致接收机无法准确识别回波信号。为了使得雷达系统避免复杂环境的干扰且能保持良好的隐蔽通信性能,本文提出了一种基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计。本文首先根据随机雷达波形和理想功率谱密度,并采用功率谱匹配的方法建立目标函数,然后利用拟牛顿优化算法对目标函数进行求解得到多频带陷波,以此来避免其他通信系统带来的同频干扰问题,最后基于多频带陷波,采用一种改进的加权组合方法（improved weighted-combining,IWC）设计通信波形。仿真结果表明,本文所提方法可以保证雷达通信的低误码率（signal error rate,SER）和低拦截率（low probability of intercept,LPI）。      

相位编码信号的综合旁瓣能量改善技术

相位编码信号的综合旁瓣性能不佳是制约其在分布式目标观测应用中的主要因素。根据相位编码信号的均匀旁瓣结构有利于抑制旁瓣能量的性质,采用失配滤波技术对接收回波处理,获得了基本均匀的旁瓣输出,进一步通过接收回波提取出原始发射信号分量,通过一位时移、取复共轭形成了旁瓣对消器,经过旁瓣对消处理后极大地改善了相位编码信号的积分旁瓣比指标值,并且获得了类似线性调频信号的多普勒容忍性,本方法将使得相位编码信号在雷达对地观测等方面获得很好的应用前景。     

基于复值深度神经网络的目标检测方法

针对雷达在检测概率要求严苛的多旁瓣干扰复杂场景下使用传统目标检测方法无法满足需求,性能有待进一步提升的问题,本文提出了一种基于多通道复值深度神经网络的雷达目标检测方法。传统脉冲体制阵列雷达的恒虚警率目标检测通常在和通道进行,在对回波信号进行空域相参预处理过程中获得了相参积累的同时丢失了阵元间的相位信息,而实际上目标回波在阵元间存在着一定的相位关系。本文利用神经网络强大的拟合能力和分类能力,将目标检测视为二元分类问题,设计复值深度神经网络深入挖掘目标与背景在不同阵元间的幅度及相位信息差异,从而在传统目标检测和通道-距离-多普勒空间的更前端更好地区分目标与背景的差异,提升了雷达目标检测性能。实验结果显示,所提方法在存在大量旁瓣干扰的场景下,相较传统方法具有更好的检测性能表现和抗干扰能力,且在杂波环境中也有良好的表现。     

基于道路信息的知识辅助空时自适应处理

主波束中的车辆回波信号会污染空时自适应处理(STAP)的训练样本,导致空时自适应处理时的目标自相消,引起漏警。针对这一问题,该文提出一种基于道路信息的知识辅助(KA)空时自适应处理方法。该方法首先根据主波束中道路相对于雷达的位置估计道路上车辆相对于雷达的径向速度,然后得到可能含有主波束车辆回波信号的距离-多普勒单元,接着根据训练样本与杂波导向矢量和主波束导向矢量的匹配程度判断这些训练样本是否包含主波束车辆回波信号,最后在进行空时自适应处理估计杂波协方差矩阵时剔除被主波束车辆回波信号污染的训练样本。理论分析及实验结果表明该方法可以提高道路密集环境中空时自适应处理的信杂噪比输出,改善空时自适应处理雷达的性能。     

检测性能约束下目标估计的波形优化设计

为了提高杂波背景下检测性能约束的扩展目标估计性能,提出一种基于凸优化和随机化方法的波形优化设计算法。文中考虑了实际雷达系统应用对目标检测性能的要求,定义了随机目标场景下的信杂噪比,并将之作为约束条件,以最大化接收回波与目标随机冲激响应之间的互信息作为优化准则,利用凸优化和随机化方法进行恒包络相位编码信号的设计。仿真实验结果表明,该算法获得的发射信号能够满足系统最低检测信杂噪比的要求,最大化互信息,提高了目标的估计性能,将扩展目标估计性能和检测性能有效统一起来。     

Multicarrier constant envelope OFDM signal design for radar applications

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) radar signals have been introduced for high range resolution radars. These signals have prominent properties such as favorable ambiguity function, high bandwidth efficiency, and possibility of use in dual mode radar/communication systems. But the large amplitude fluctuations of the OFDM signal make it susceptible to system nonlinearities. To alleviate this problem, constant envelope OFDM (CE-OFDM) signal has been introduced which combines orthogonal frequency division multiplexing and phase modulation or frequency modulation. Although several works have been reported on OFDM radar signal design, there is no a systematic approach for designing CE-OFDM signals for radar applications. In this paper we will focus on CE-OFDM signal design for radar applications. Two different methods for designing a CE-OFDM signal with favorable ambiguity functions are introduced. The first one is based on modulating a complementary set of sequences on different sub-carriers while the second is based on using a proper single carrier coded signal and then extracting its most similar multicarrier OFDM or CE-OFDM coded signal.     

Radon-Wigner变换法加速目标多普勒回波提取

目标加速运动会使雷达回波多普勒频谱展宽,导致傅里叶频谱分析方法信噪比下降、分辨率降低。为此给出了基于Radon-Wigner变换(RWT)的加速目标脉冲多普勒回波提取方法。论述了加速机动目标的脉冲多普勒雷达回波模型和傅里叶变换频谱分析方法,给出了基于RWT的雷达多普勒二次相位信号提取方法。对傅里叶变换和RWT方法进行了仿真比较,表明RWT具有较强的输出信噪比和速度加速度分辨能力。     

一种分布式MIMO雷达正交波形和失配滤波器组联合设计方法

针对分布式MIMO雷达正交相位编码信号和其失配滤波器组分开设计输出的距离旁瓣电平仍然过高的问题,该文提出一种正交相位编码信号和失配滤波器组联合设计方法。首先,以约束信噪比损失和最小化失配滤波组输出的距离旁瓣电平为目标,构建联合设计准则。然后,根据最小p范数算法的理论,给出一种基于L-BFGS算法的双最小p范数算法进行求解。仿真结果表明,与分开设计方法相比,该文方法输出的距离旁瓣电平可以进一步降低。     

一种强杂波环境下雷达目标微振动信号提取方法

基于宽带雷达的微振动测量是典型非接触式振动测量手段之一,具有可穿透障碍物、全天候工作的优势,在公路/铁路桥梁安全性监测、生命体征测量、目标识别等多个领域发挥重要作用。典型的雷达测振模型基于回波相位调制模型,即目标回波的相位变化线性依赖于目标振动。当目标位于强杂波环境中时,目标微振动对回波相位的调制程度减弱,容易被系统相位噪声淹没,因而难以高精确提取。为解决这一问题,本文提出一种基于慢时间差分共轭相乘的目标微振动信号提取方法,首先对目标复高分辨一维像作慢时间差分;然后差分结果与当前时刻目标像共轭相乘,取其实部;最后对上一步结果作积分得到目标上的微振动信号。该方法适用于强静止杂波环境下无宏观运动目标上的微振动信号高精度提取。      

基于回波数据压缩的MIMO-SAR成像方法

针对多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)高分辨成像的回波数据量过大问题,提出了一种基于数据压缩的MIMO-SAR成像方法。通过对MIMO-SAR回波数据的分析,补偿了由于MIMO雷达收发分置导致的相位误差;其次利用距离徙动算法(RMA)对回波数据进行预处理并分析了其稀疏性;然后针对预处理后的回波数据进行压缩传输,在接收端利用压缩感知重构算法获得回波数据在距离多普勒域的稀疏表示并进行成像处理。仿真结果表明,所提方法可以在大幅压缩MIMOSAR回波数据的基础上实现准确成像。