基于α-β滤波的频率步进导引头运动补偿算法研究

频率步进信号是速度敏感信号,运动补偿的好坏直接决定着频率步进导引头的性能,而做好相对运动速度估计是运动补偿的关键.文中提出了利用导引头自带惯导的速度信息进行粗补偿,使目标的一维距离像不存在展宽现象,再通过对距离测量数据进行α-β滤波的方法,获得相对运动速度的精确估计,进而进行精确的运动补偿,飞行试验证明了此种方法的有效性.     

双载频步进频率雷达精确速度测量方法

步进频率雷达中,目标的径向运动将导致合成的目标径向一维距离像产生距离徙动和波形失真,需要对目标速度进行测量以补偿其影响。该文提出基于单个步进频率脉冲串的共轭法速度测量方法,然后提出一种同时发射双载频步进频率信号的速度测量方法,并分析了其潜在测量精度。理论分析和仿真结果证明,两种方法相结合不仅具有普通步进频率信号的高距离分辨率等优点,而且具有速度测量无模糊测量范围大、测量精度高的特点,可以利用速度测量值补偿目标一维距离像的距离移动和失真,从而同时实现高速目标的速度精确测量和高分辨成像。     

基于多普勒通道对齐的多帧步进频信号速度补偿方法

该文分析了利用多帧步进频信号联合处理实现运动目标距离-速度2维高分辨检测的信号处理方法,并针对目标运动引起处理结果波形发散的问题,提出了基于多普勒通道对齐的速度补偿方法。该方法利用不同步进频点测速结果之间的关系,通过对各频点的多普勒频域数据进行重组以及相位补偿,实现对运动目标的速度补偿。该算法可以在不需要任何目标速度先验信息的情况下,同时实现多个运动目标的速度补偿。理论分析及仿真表明,这一信号处理方法能够有效地补偿目标运动的影响,得到运动目标的距离-速度2维高分辨像,并且算法简单,运算量低,易于实现。     

Costas编码跳频宽带雷达信号测速技术研究

 频率步进雷达固有的时延－多普勒耦合现象严重影响了运动目标的距离－速度二维联合分辨率.使用具有近似"图钉型"模糊图的跳频脉冲串信号可以消除时延－多普勒耦合,从而同时获得距离和速度的高分辨特性.本文首次推导了跳频脉冲串信号统一形式的模糊函数,分析了编码跳频信号的模糊性和分辨特性,并针对宽带信号下的高速目标提出了一种新的Costas编码跳频信号STRETCH处理方法,有效抑制了传统方法的高旁瓣问题.仿真实验表明Costas编码跳频信号具有较好的测速以及高分辨距离成像性能.     

基于变PRT步进频信号对运动目标同时测距和测速的方法研究

摘要:高分辨雷达信号及其相应的信号处理方法的研究,对于多目标分辨以及目标高分辨成像与识别都有着重要意义,步进频率雷达信号作为一种重要的高分辨雷达信号,已经得到了广泛的应用。本文介绍了一种变脉冲重复周期（PRT）步进频信号,同时分析了该信号具有消除回波信号中由目标运动带来的二次相位项的特点,并通过发射正负跳频的两帧变脉冲重复周期（PRT）步进频信号,提出了一种对运动目标同时进行测距和测速的方法。对于步进频信号在多目标环境下的应用,针对现有方法的不足,研究了一种利用变脉冲重复周期（PRT）的步进频信号,对各目标的距离和速度同时测量的方法。通过对在两帧信号得到的两幅距离像中各目标的位置关系发生变化和不发生变化的两种情况的分析,给出了本文提出的方法的适用条件。通过恰当的选择步进频信号参数,可以通过本文提出的方法同时测出各目标的距离和速度信息。最后通过计算机仿真结果表明,本文提出的方法正确,并且有效可行。      

基于相干化处理的步进频率ISAR成像算法研究

在步进频率高分辨ISAR成像中,传统的参数估计方法往往不能准确地估计出运动目标的速度和加速度值,其补偿后存在的相位误差对宽带合成ISAR图像有较大的影响。因此,该文提出了一种基于相邻相关法和相位相干化的步进频率高分辨ISAR成像技术,即通过相邻相关法估计运动目标的径向运动参数,在对回波数据包络进行补偿后,利用相位相干化对各子脉冲的相位误差进行校正,再利用频带拼接技术获取目标的合成高分辨1维距离像。之后,利用RD算法实现目标的高分辨ISAR成像。该方法具有精确相位误差补偿精度和高运算效率的优点。仿真和实测数据验证了该方法的有效性。     

步进频率信号相位对消合成运动目标距离像

研究了步进频率信号运动目标成像新方法。首先推导了步进频率信号合成扩展目标距离像原理;基于离散傅里叶变换理论,分析了运动导致的步进频率信号合成距离像失真,提出了相位因子对消合成运动目标距离像方法。新方法不需要估计运动速度。仿真结果证明了该算法效果。     

弹道目标高分辨一维距离像运动补偿研究

弹道中段目标运动形式复杂,高速运动的同时伴随自旋、进动、翻滚等微动,该文首先针对弹道目标运动特点,建立了去斜率处理的宽带雷达回波模型,定量分析了高速运动和微动对一维距离像的影响;然后针对高速运动严重影响一维距离像质量的问题,提出了一种新的一维距离像运动补偿方法,该方法将自适应时频变换技术和粒子群优化算法相结合,通过在二维时频平面内跟踪单个散射点的多普勒变化来估计目标速度,从而实现一维距离像运动补偿。仿真实验表明,该方法估计精度高、计算量低、对噪声有很强的鲁棒性,能有效补偿高速运动对弹道目标一维距离像的影响。     

基于单帧调频步进脉冲串的高速目标运动补偿算法

调频步进信号是一种重要的高分辨信号形式。在调频步进雷达中,目标运动会引起合成距离像畸变和信噪比增益损失。分析了目标运动对合成高分辨距离像的影响,提出了一种基于脉间脉冲重复时间(PRT)设计和对比度的高速目标运动补偿算法,只需利用单帧调频步进脉冲串,便可同时对径向速度和径向加速度进行补偿,特别适用于高速运动目标的情况。仿真结果表明,该算法对目标特性和信噪比不敏感,具有很强的鲁棒性。     

一种调频步进频雷达高速目标成像的新算法

线性调频子脉冲步进频信号已经在雷达ISAR成像中获得了一定的应用。文中提出了线性调频步进频雷达在低信噪比条件下对高速目标ISAR成像的一种新方法。该方法首先对同频点脉冲应用Keystone变换校正距离走动并进行相参积累以获得高信噪比,从而在较高信噪比下精确估计目标平动速度并有效实施速度补偿,然后通过步进频处理合成距离维高分辨,从而提高了ISAR成像质量。通过理论分析与计算机仿真证明了文中方法的有效性。     

强地杂波背景下Chirp步进信号的运动补偿

Chirp子脉冲频率步进信号是一种距离高分辨率信号，目标运动对这种信号的影响很大，必须对其进行运动补偿。而现有的运动估计算法都要求具有较高的输入信杂比。在强地杂波背景下，文中采用了对消方法滤除地杂波。以满足后续的运动估计算法的要求，从而完成运动补偿，实现高距离分辨率。该文对这种方法进行了理论分析，并给出了仿真结果。     

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。     

一种脉组间步进频雷达速度估计误差的改进方法

在脉组间步进频信号的脉组内利用傅里叶变换测速时,针对测速误差对合成距离像的影响,提出了二分迭代法。该方法通过log2N次迭代操作便可使测速精度提高N倍(N为脉组个数),通过相关补偿后的合成距离像的走动不超过半个距离分辨单元。此外,由于测速精度提高速率是以2为底的指数增长,且每次迭代为脉组内FFT操作,因此该方法具有较少的运算量。仿真实验验证了该方法的有效性。     

调频步进脉冲雷达目标的运动参数估计

介绍目标运动对调频步进脉冲雷达相参合成目标一维距离像的影响,分析了一种基于最小脉组误差准则的运动参数估计方法,并在此基础上将该方法运用于调频步进脉冲雷达,以解决其中运动目标速度的估计和补偿问题。理论分析和仿真结果表明,该方法具有可行性、测速精度高、抗噪声性能强的优点,可实现对运动目标速度的精确测量。     

宽带随机混沌雷达高速目标速度估计与成像

随机混沌具有真随机性、对初值敏感、易于产生和控制等特点,频率步进信号易于工程实现和处理,结合两者的优势,提出了一种载频随机步进的随机混沌信号(RSCFSCS)模型,用于高速目标的速度估计和距离维高分辨成像。首先,通过非周期函数激励非线性系统,产生不可预测的随机混沌信号(SCS),经频率调制后用作基带子脉冲。同时,将SCS通过映射变换得到跳频编码(FHC),用来决定调频脉冲串的载频步进。RSCFSCS 速度估计包括粗搜索和精搜索,粗搜索采用固定步长,保证速度偏差小于速度分辨单元,而精搜索采用黄金分割搜索算法可得到精确的速度估计。最后,子脉冲经相干合成形成宽带信号,实现高分辨距离成像。数值仿真表明提出的信号模型和处理算法性能良好。     

针对非合作目标的调频步进编码波形设计方法

雷达对于非合作目标的探测,存在目标微小与速度未知两大困难,而相干积累的方法需要准确探测目标速度,并进行速度补偿,实际应用过程中效果受限。针对此问题提出了一种调频步进编码波形设计方法,可以在速度未知情况下脉间积累,同时在准确测量速度后宽带合成。首先研究线性调频子脉冲的距离速度耦合特性,通过波形设计抵消脉间目标运动成像位置变化;然后研究调频步进编码波形的宽带合成技术,使所得的高分辨一维距离像无距离混叠。最后,数值仿真实验验证了所提出波形的优势与应用价值。     

利用合成孔径技术提取表层海流的新算法

为满足高频地波雷达单站提取表层海流的需求，提出了一种利用合成孔径技术提取表层海流的新算法，并通过仿真验证其可行性。首先描述系统组成、实现方式和信号模型，然后基于线性调频信号参数的迭代估计方法提出了流速估计算法，最后实现了在一个海域分辨单元上提取表层海流的仿真试验。结果表明，通过选取适当的方位分辨单元大小，并从方位向回波中提取信号参数，该算法能够估计出表层海流的流速和流向，且精度满足要求。这表明利用高频地波合成孔径雷达实现单站提取表层海流在理论上是可行的。     

基于二次速度估计的距离像运动补偿

为解决频率步进雷达高分辨距离像的运动补偿问题,推导了其成像原理,分析了运动目标的回波相位特性,提出一种基于二次速度估计的距离像补偿算法。首先对回波信号的互相关函数进行快速傅里叶变换(FFT)以获得速度、距离粗估计值,其次采用基于谱包络最小波形熵的修正离散Chirp-Fourier变换(MDCFT)在合理区间内进行参数的精确估计,最后分析其补偿性能。该算法通过对回波互相关函数进行FFT为MDCFT缩小参数搜索区间,将极大简化计算。仿真结果证明了该算法的可行性与有效性。