基于EPC-MIMO编码设计的解距离模糊性能分析

中高脉冲重复频率雷达中, 目标的回波延迟时间大于发射脉冲的重复周期时会导致距离模糊。本文在多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)雷达中进行联合发射阵元与脉冲二维编码(element-pulse coding, EPC), 对阵元脉冲编码的设计方法进行了研究, 可实现距离解模糊。对基于Fourier正交基的编码设计进行推广, 提出了一般的EPC方法, 对于 M 个发射阵元, 可获得 M ! 种编码方式。引入期望距离区与模糊距离区的信号模糊比(signal-to-ambiguous-plus-noise ratio, SANR)作为解模糊性能的评估准则, 进行了性能分析。针对角度误差提出了稳健的权矢量优化方法, 进一步提高了解距离模糊的稳健性。仿真实验验证了所提方法的有效性, 不同编码方式在理想情况下均能有效分离不同距离区的目标, 且优化权矢量后 M ! 种编码方式对应的解距离模糊性能相近。     

用于探测飞机的多普勒预处理相位编码信号

采用调频断续波（ＦＭＩＣＷ）或频率编码脉冲（ＦＣＰ）来探测飞机目标。飞机的高速运动所产生距离－多普勒耦合效应使信号波形参数难以选择。应用相参频率编码脉冲串信号（ＣＰＣＰＴ）较好地解决了距离－多普勒耦合问题。而相应的信号处理由三部分组成：多普勒预处理、脉冲压缩和多普勒后处理。由预处理获得的速度信息被用来提高脉冲压缩质量和距离跟踪。通过距离跟踪实现的多普勒后处理则能以较长相参积累获得较好的探测和速度分辨能力。上述成果均以数据仿真实例做了验证     

基于二相码的PD雷达解模糊及遮挡方法

为避免二相编码脉冲多普勒(pulse Doppler, PD)雷达的速度以及距离模糊，采用高脉冲重复频率工作(high pulse repetition frequency, HPRF)模式，并在多个脉冲间采用互相关峰值较低的二相编码信号，在接收端对多个发射脉冲间的回波信号进行数据重排，然后进行脉冲压缩、动目标检测，最终得到的峰值可无模糊体现目标的速度和距离。为减小PD雷达的工作盲区，采用了小的发射脉冲时间宽度，即二相编码信号的码片长度；为避免PD雷达的发射脉冲遮挡，采用两种HPRF发射正交二相编码脉冲信号。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

探讨区域雷达网雷达部署数目与检测概率关系

频率编码脉冲是一种大时宽带宽信号,具有良好的距离分辨性能,并可拥有较窄的瞬时带宽。推导了频率编码脉冲信号与步进频率编码脉冲信号的模糊函数,分析了其距离、速度分辨性能及其相应关系,并对频率编码脉冲信号模糊函数的旁瓣抑制问题进行了讨论,结果表明,采用遗传算法得到的频率编码工程优化值,能较好解决目标距离、速度的联合测量问题。     

随机调制信号参数的统计Cramer-Rao下限及其最大似然估计

随机跳频和随机脉冲重复间隔等随机调制信号的处理可以等价为随机调制信号中的参数估计问题。针对抽象的随机调制复正弦信号模型,借助Fisher信息矩阵推导了其复幅度和调制系数估计的Cramer-Rao下限并分析了其统计特性。求解了单个和多个随机调制复正弦信号的最大似然估计,利用“广义周期图”研究了其分辨及模糊性能,为后续的信号设计与处理提供了理论参考。计算机仿真实验验证了相关结论。     

频率编码脉冲信号的模糊函数与编码优化

推导了频率编码脉冲信号的模糊函数数学表达式,讨论了该信号的距离、速度分辨性能,提出了优化频率编码准则,并以码长Ｎ＝ １６为例给出了优化频率编码方案,最后讨论了优化频率编码脉冲信号距离速度联合分辨性能。     

基于谱图的伪码调相与线性调频复合信号参数估计

研究了基于谱图的伪码调相与线性调频（pseudo random binary code and linear frequency modulation, PRBC-LFM）复合信号参数估计算法,根据PRBC-LFM信号的谱图特点给出了其伪码参数（子脉冲宽度、脉冲重复周期和伪码重复周期等）和调频参数（载频、调制斜率）的估计方法。结合瞬时频率估计误差理论,分析了谱图窗函数窗长的选择对信号参数估计精度的影响。另外,为了评价该参数估计方法的性能,推导了PRBC-LFM信号参数估计的克拉美罗界。理论分析和仿真实验表明,选择中等长度的窗函数,在信噪比为0~10 dB范围内,该估计方法比较接近克拉美罗界。     

脉冲位置调制组合雷达信号研究

组合雷达信号通过几种调制方式相结合得到更大的时间带宽积,以同时获得较高的距离、速度分辨率。时间脉冲位置调制(PPM)技术在超宽带无线数字通信领域得到了广泛应用。在时间脉冲位置调制和编码频率信号(FSK)的基础上,提出了一种新的PPM FSK组合雷达信号,研究了其模糊函数及其分辨性能,并与PPM信号及FSK信号进行了比较。结果表明,PPM FSK组合雷达信号具有更大的时间带宽积,其模糊图分辨性能更佳,说明PPM FSK具有比PPM和FSK信号更高的距离、速度分辨率。     

频率编码脉冲信号性能分析

用大时宽带宽信号是提高雷达距离、速度及其联合分辨性能的最常用方法之一。频率编码脉冲是一种大时宽带信号,具有良好的距离分辨性能和较窄的瞬时带宽。推导了频率编码脉冲信号及步进频率脉冲信号的模糊函数,分析了其距离、速度分辨性能及其相应关系,并就有效解决其距离-速度联合测量问题进行了讨论。     

线性调频中断连续波的参数选择与综合处理

根据综合脉冲孔径技术的特点,从发射信号的正交性要求和解距离混叠及盲区的角度,分析了线性调频中断连续波信号的脉冲重复频率、阵元载频间隔及调频斜率等波形参数的选取问题。按照该信号的处理流程,推导了接收端发射综合处理的数学过程,并针对发射阵列为均匀线阵的情况,得到了距离-方位二维模糊函数的表达式,简要分析了系统的距离与方位分辨性能。最后给出了实测数据的综合处理结果,讨论了实际处理中需要注意的问题。     

基于离散频率编码的PD雷达二维解模糊方法

针对脉冲多普勒雷达在中脉冲重复频率下同时存在距离模糊和多普勒模糊问题, 提出了一种基于正交离散频率编码(discrete frequency coding, DFC)波形解二维模糊的方法。基于雷达循环发射的一组正交DFC信号, 在回波脉冲压缩过程中, 利用信号正交性进行距离模糊区域的分离, 完成距离解模糊。通过多普勒模糊数遍历补偿以及与keystone后相参积累结果对比, 确定正确的多普勒模糊数, 完成多普勒解模糊。经过Keystone处理后, 可以进行整个驻留时间的相参积累, 提高回波在低信噪比情况下的目标检测及参数估计能力。同时考虑了DFC信号的多普勒敏感性问题, 在精确匹配滤波过程中补偿了脉内多普勒的影响。仿真实验验证了所提方法解二维模糊的有效性以及低信噪比检测能力。     

基于时频联合尺度变换的中轨SAR斜视成像方法

在中轨合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像中,大斜视角以及长合成孔径时间会导致信号产生严重的距离走动和二维空变。首先,针对信号的距离走动问题,采用了变脉冲重复频率(pulse repetition frequency, PRF)技术对回波进行录取,消除大距离走动带来的回波接收问题。然后,针对传统的波数域算法不能实现大斜视中轨SAR信号的聚焦问题,提出了一种结合改进的Stolt插值的时频联合尺度变换的成像方法,利用方位时间尺度变换来解决信号方位调频率的2次空变,再使用改进的Stolt插值完成距离徙动校正。最后,利用多普勒尺度变换来处理剩余的高次空变。通过仿真结果可以证明所提算法的有效性。     

载频重频联合捷变雷达目标参数估计方法

针对载频-重频联合捷变体制雷达目标参数估计问题,提出了一种新的基于多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法的载频-重频联合捷变雷达目标参数估计方法。通过信号模型的空时等效,将时域信号的处理等效成空域阵列信号的处理,并将超分辨阵列信号处理方法应用到目标的参数估计中,从而把目标距离和速度的估计等效成阵列中二维参数的估计,解决了由于载频-重频联合捷变所带来的目标参数估计难题。仿真实验表明,所提方法能有效实现对目标距离和速度的超分辨估计。     

脉宽-调频极性捷变波形相参处理能力分析

脉间捷变波形的匹配滤波响应存在差异,对地/海杂波等效为距离旁瓣调制(range sidelobe modulation,RSM),导致杂波抑制能力下降,甚至无法进行相参处理.针对线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号在带宽恒定前提下,改变脉宽和调频极性后具有主瓣宽度相同、旁瓣幅度...     

宽带信号辐射源径向加速度估计算法

提出了一种利用相参脉冲串信号估计脉冲重复周期变化率的宽带信号辐射源径向加速度估计方法。为了解决电子侦察接收机采样间隔与辐射源脉冲重复周期不匹配造成的脉冲边沿到达时间（time of arrival, TOA）估计偏差问题,采用了分数时延估计算法对脉冲间时延进行估计。获得精确的脉冲TOA后用最小二乘法提取径向加速度信息。给出了该方法目标径向加速度估计所能达到的误差下限,仿真结果接近该下限,具有很高的精度。本算法适用于线性调频和非线性调频等宽带信号。     

基于PRI变换的雷达脉冲序列搜索方法

在面对复杂的雷达信号环境时,准确搜索到雷达脉冲可以为雷达调制特征识别、测向定位提供有效的数据基础，对此提出了一种基于脉冲重复周期(pulse repetition interval, PRI)变换法的脉冲序列搜索办法。利用PRI变化法在高脉冲丢失率情况下,求出最有可能的PRI,根据此PRI值,结合本文提出的序列搜索方法对脉冲流中的脉冲进行套取。通过双阈值搜索,减少由于脉冲密度过大导致阈值设定不当而搜索到错误脉冲的情况。最后通过数据仿真,能够有效分选出参差、抖动、捷变频等雷达信号。     

基于调制谱超分辨重构的微多普勒参数估计

调制谱间隔是气动目标识别的重要特征，在雷达波形资源受限的情况下存在估计精度差且噪声鲁棒性弱的问题。针对此问题，利用稀疏迭代协方差谱估计方法进行调制谱超分辨，根据调制谱谱线等间隔的原理提出用基频组功率累积占比表征基频谱，进而实现基频的超分辨估计。基于甚高频波段雷达的仿真和实测数据分析证明了该方法抗噪能力强，且在相参积累时间大于1.5倍微动周期、调制谱折叠、重频参差等场景下均可有效提高调制谱间隔参数估计准确率。     

一种极化分集制导雷达及低截获概率信号设计

研究了一种基于极化分集阵列的主动式弹载相控阵雷达及其信号设计问题。阐述了该制导雷达极化分集阵列的设计思想和雷达系统结构;设计的雷达发射信号为：在脉冲内部采用线性调频或者相位编码脉冲压缩信号、在脉冲组之间采用时域波形和极化状态的同时捷变,采用脉冲压缩技术以实现高距离分辨率和探测距离,综合采用脉冲压缩技术和极化编码技术有效提高雷达的低截获概率性能,采用极化估值与检测技术提高雷达的抗干扰能力。建立了双极化发射信号的数学模型,论述了双极化回波信号的处理方法,仿真分析了其抗干扰性能。研究结果表明,该新体制制导雷达具有良好的抗移频干扰和延时干扰的能力,电子战性能更为优良。     

基于双线性间断调频信号的运动参数估计方法

为了解决线性调频雷达存在的距离速度耦合问题,设计了一种采用线性频率调制和频率跳变技术的双线性间断调频脉冲信号。建立了大占空比双线性间断调频脉冲信号的回波模型。分析了高速运动对stretch处理后回波信号相位的影响,给出了一种基于时域互相关、FFT运算和运动补偿技术的运动参数估计的具体步骤。最后通过仿真验证了双线性间断调频脉冲雷达信号的可行性和运动参数估计方法的有效性。