LFMCW雷达差频信号滤波电路设计

理想情况下LFMCW雷达差频信号在规则区内是标准正弦信号,但大量实测信号表明,差频信号中含有成分复杂的噪声信号,严重影响了雷达的测距精度.采用模拟滤波器,是滤除这些噪声信号最直接的办法.针对LFMCW雷达差频信号信号频带与噪声频带相近的特点,介绍了一种计算简单的模拟椭圆滤波器设计方法,分别设计了椭圆函数低通、高通滤波器,然后通过级联的方式构成带通滤波器.实测实验表明,该方法设计的带通滤波器可以有效地降低噪声干扰,提高LFMCW雷达差频信号质量.     

恒虚警条件下线性调频连续波雷达信号的检测

线性调频连续波(LFMCW)信号是一种典型的非平稳信号,其频率随时间变化,需借助时频信号分析方法进行研究.因此本文主要目的在于通过仿真比较3种典型时频分析方法即:Wigner-Ville Hough transform(WVHT)、periodic WVHT(PWVHT)和cumulative WVHT (CWVHT)来寻找用于恒虚警率(CFAR)条件下检测LFMCW雷达信号的最优方法.首先介绍3种方法的特点,发现PWVHT算法复杂度较高;其次推导信号经过这三种变换方法后在起始频率和调制斜率处峰值的理论公式并进行仿真比较,发现当截取信号的时间大于一个信号周期并等于信号周期的整数倍时,CWVHT和PWVHT具有相同的性能且都高于WVHT;最后比较这些方法在CFAR条件下检测LFMCW雷达信号的性能,结果表明CWVHT方法在低SNR条件下有较好的检测性能.     

基于FRFT的雷达/电子战一体化系统干扰抑制方法

为改善基于噪声-线性频率调制(NLFM)一体化波形的雷达/电子战一体化系统在线性调频(LFM)信号干扰环境下的目标探测能力,提出了采用分数阶Fourier变换(FRFT)抑制LFM信号干扰的方法.分析了NLFM信号和LFM信号在分数阶Fourier域时频聚集性的差别,研究了干扰滤波器的实现方法,比较了不同干扰抑制滤波器的性能差异.仿真结果表明,自适应加权阈值限幅滤波可有效改善一体化系统接收机的输出信干比,且受线性调频斜率测量误差的影响较小.     

电子战中基于互信息准则的双鲁棒波形设计

电子战环境中,针对雷达和干扰机的性能会因为对战场博弈环境的不了解以及频谱信息的不精确估计而受到影响,研究了雷达发射波形和干扰波形的能量分配问题,雷达和干扰机在对抗过程中可以通过优化自身发射波形获得更好的性能。在现实中,由于雷达无法获得精准的目标频谱和干扰频谱,并且干扰机也无法获得精准的目标频谱和雷达发射信号频谱,分别以雷达和干扰机为领导者,建立层次博弈模型,提出一种双鲁棒波形设计方法,该方法以互信息为准则,在能量约束下建立双鲁棒发射波形的优化模型,利用拉格朗日乘子法分别求解双鲁棒雷达发射波形和双鲁棒干扰波形。仿真结果表明,在最坏情况下,该方法可以提高雷达参数估计性能和干扰机性能。     

不同体制雷达间相互干扰研究

高度表是一种收发分离的小型雷达。介绍了高度表的工作原理,分析了高度表的信号和数据处理过程。进行了脉冲雷达对高度表的干扰实验,验证了不同体制雷达之间的干扰,测出了高度表对脉冲雷达的敏感度。实验表明,高度表受到脉冲雷达干扰时,高度表的读数误差增大,且随着雷达干扰信号强度的增加而增大。在实验的基础上,根据高度表的信号数据处理方法,分析了干扰产生的原因是平衡检波器输出信号波形上出现了许多尖脉冲,这些尖脉冲使高度表误差增大。     

基于零序电流波形区间斜率曲线的配电网高阻接地故障检测

配电网高阻接地故障由于故障电流微弱而难以被传统保护装置检测并排除,故障长时间存在会增加发生火灾和人身安全事故的风险。针对现有方法在面对不同接地介质等故障场景时,因故障特征的差异性及噪声干扰而导致的整定阈值难设定和检测可靠性不足等问题,基于对10 k V电网现场实测高阻故障波形的分析,采用最小二乘线性拟合描述波形非线性畸变,提出基于零序电流波形区间斜率曲线的故障检测方法。同时,采用格拉布斯(Grubbs)法抑制不规则波形畸变对区间斜率曲线的干扰,以进一步保证算法对故障特征的正确提取。所提方法具有较强的抗噪声能力,数值仿真和现场实测故障数据验证了算法的可靠性。     

基于DSP的LFMCW雷达信号处理技术研究

调频连续波(FMCW)雷达在目标测量系统中有着广泛的应用,而雷达信号的处理是决定测量精确度的关键。本研究设计了一款基于DSP的线性调频连续波(LFMCW)雷达信号处理系统,采用经过三角波调制的 LFMCW雷达信号作为发射信号,来实现目标距离及速度的测量。介绍了 LFMCW雷达的基本结构,分析了实现目标测量的原理,解决了在信号处理过程中,仅采用快速傅里叶变换(FFT)算法而存在的频率分辨率与计算时间的矛盾,提高系统的测量效率。重点研究了雷达信号处理系统的处理算法———FFT 和线性调频 Z 变换(CZT)的联合算法(FFT/CZT 联合算法),同时对 FFT/CZT联合算法也进行了 MATLAB仿真分析。分析结果表明,FFT/CZT联合算法可以显著地提高雷达信号处理的效率和精度。     

环境感知毫米波雷达抗干扰算法研究

环境感知毫米波雷达是自动驾驶系统中最重要的传感器之一。 随着安装毫米波雷达的汽车数量快速增加,雷达间相互 干扰问题日益突出,严重影响汽车的道路行驶安全。 毫米波雷达的干扰类型分为同频干扰和异频干扰两种,针对毫米波雷达同 频、异频干扰对雷达虚警和漏警的影响问题,本文提出了环境感知毫米波雷达的抗干扰算法。 采用随机跳频和随机初始时间的 抗干扰算法,降低信号碰撞概率,抑制同频干扰;通过希尔伯特变换提取包络截取干扰信号区域并采用拉格朗日插值法进行干 扰缓解,抑制异频干扰对毫米波雷达检测结果的影响。 仿真结果表明,上述抑制干扰的方法能够有效降低雷达的虚警和漏警 率,以达到理想的抗干扰效果。     

基于IRife算法的高精度LFMCW雷达测距方法

为实现高精度线性调频连续波(LFMCW)雷达测距,在分析Rife算法的基础上,提出了基于改进Rife(IRife)算法的LFMCW雷达测距方法。首先介绍了该方法的实现原理和实现步骤,然后在型号为EP4CE55F23A7N的FPGA芯片上进行方法实现,最后将该方法嵌入LFMCW雷达测距系统中进行现场实验验证。仿真和现场实验结果表明,在相同的信噪比条件下,相较于基于Rife算法的测距方法,基于IRife算法的测距方法均方根误差小,测距精度高,稳定性好,证明了该方法的有效性。     

电波流速仪信号处理技术研究

为了解决水情复杂情况下流速测量的复杂性和准确性问题,设计了一款非接触式电波流速仪.能实现水面流速快速准确的测量.本设计应用雷达传感器接收发送电磁波,计算合成频率差(称为雷达中频信号).通过对雷达中频信号进行硬件滤波和软件数字滤波消除杂波干扰.再由谱估计法提取雷达中频信号频率.最后根据雷达中频信号与水面流速的关系实现对水面流速精确的测量.该设计经过实地测试,仪器运行良好能够准确地测量水面流速.充分证明了系统可行性和稳定性,说明该仪器能够达到设计要求.     

基于DRFM组件的宽带雷达抗干扰

抗干扰性能是雷达的重要战技指标,干扰环境的逼真度直接影响雷达的作战效能评估。通过分析现代雷达系统抗干扰性能测试需求,采用数字射频存储方法构建了雷达抗干扰测试系统,并对系统的功能和原理进行设计和介绍;同时,通过对目标及回波、欺骗干扰、背景杂波以及压制性干扰进行数学建模,并依托数字射频存储系统,给出了各种干扰信号仿真实现方法。经过仿真测试应用,本文给出的宽带雷达抗干扰仿真测试系统设计方案,能够产生满足各类雷达装备测试需求干扰信号环境,为检验复杂电磁环境下雷达抗干扰性能提供了支撑。     

基于 VST-FPGA 的雷达侦察与干扰系统设计

现代电子战雷达干扰与反干扰之间的抗争愈演愈烈,干扰机要能产生多体制、多类型的干扰信号,雷达则需不断的提高 抗干扰性能。 针对雷达装备抗干扰性能测试评估对雷达干扰系统的综合性需求,以矢量信号收发仪(VST)为平台利用上位机 和 FPGA 技术,设计开发了一种雷达侦察与干扰系统,可实现雷达信号侦察、多体制干扰信号生成、雷达标校等一体化综合功 能。 给出了系统硬件方案、侦察与干扰技术方法、FPGA 功能设计和关键 FPGA 模块实现方法。 测试表明,系统射频技术指标 高,干扰样式丰富,频段覆盖广,使用灵巧,通用性强,具有一定的使用推广价值。     

改进的幅相重构算法抗主瓣干扰研究

主瓣干扰一直是雷达抗干扰技术难以解决的问题.实验发现常规幅相重构算法对非恒模干扰的抑制效果不好.针对主波束方向的压制性强干扰,采用滑窗改进的幅相重构算法进行抑制.即使干扰不完全具备恒模特征,也可以通过细化采样窗长估计此采样窗口内所有采样点的干扰幅度,然后每次滑动窗口估计下一个采样点的幅度信息,并且利用接收信号的单位向量逐点估计相位信息,及时解析重构干扰信号,最后从雷达接收的和信号中将重构得到的干扰消去,从而达到抑制主瓣干扰的目的.仿真实验获得较理想的干扰相消效果,此方法对雷达抗干扰能力的提升具有重要的意义.     

协同压制雷达系统的稳健资源分配方法

针对多站雷达系统部分参数只能通过参数估计获得，受限于参数估计的精度而造成的协同干扰性能下降的问题，提出了一种多干扰机联合干扰波束和发射功率的稳健资源分配方法。首先，采用多个目标在干扰环境中PCRLB的总和作为干扰性能的指标；然后，基于干扰信号模型、压制干扰环境下的雷达回波信号模型以及干扰支援编队的几何位置，将雷达系统参数估计的不确定性所导致的泛化误差与干扰波束和发射功率相结合，建立带有干扰资源约束条件的稳健资源分配方法；最后，考虑到资源参数的耦合性，采用基于遗传算法的两步分解方法对其进行求解。仿真结果表明，本文提出的稳健资源分配方法能有效降低雷达系统对多目标的跟踪性能，提高了多干扰机对雷达系统的协同干扰能力。     

仿真在箔条干扰中的应用

箔条干扰是破坏地面雷达、制导雷达的跟踪系统,使其无法跟踪真实目标,实现干扰.计算机模拟仿真是对箔条干扰实战验证最主要的补充手段之一,其核心是建立数学模型.本文以雷达制导导弹为例,对箔条干扰的仿真数学模型进行探讨,在分析箔条干扰机理的基础上,首先,建立了导弹空间运动模型,分析导弹误差信号的形成和控制的实现,用比例导引法确定导弹的运动特征;其次,根据导弹导引头的参数特性,建立了雷达导引头运动模型,运用该模型,导引头解算出目标的特性(包括位置、速度大小和方向)后,确定跟踪目标;最后,分析箔条诱饵在重力和空气阻力的作用下的运动特性,建立箔条诱饵的运动学、动力学模型,并实现了在大地坐标系和飞机坐标系之间的转换.箔条干扰的实现是系统工程,其中导弹、雷达导引头、箔条诱饵是形成干扰的最主要的要素,在实际应用中,可根据仿真的需求,运用该数学模型,模拟箔条干扰的全过程.