基于FM信号的无源雷达数据采集系统设计

基于FM信号的无源雷达目标回波信号信杂比低,频带窄,只有开发大动态范围的接收机才有可能接收到微弱的目标散射信号。在分析接收系统数据采集方案和不同采样速率对数据采集有效位影响的基础上,采用中频过采样技术采集数据,提出选用PCI-9820采集卡的数据采集方案,其动态范围大于75 dB。应用该数据采集方案已成功检测到空中飞行目标。对低信杂比下雷达回波信号检测有一定的参考价值。     

单极化雷达的空域零相移干扰抑制极化滤波器

单极化雷达不具备极化信息获取和处理能力,这对极化域抗干扰造成了根本性的困难。利用天线在空域扫描时对来波的空域极化调制效应,研究了单极化雷达回波信号的极化分解与极化参数等估计方法。在此基础上,讨论了一种空域零相移干扰抑制极化滤波器的设计方法。该法不仅能够有效抑制干扰,而且不会造成目标信号的幅度和相位失真,实现了雷达相参处理和极化信息处理的兼容工作。仿真和实测数据验证了方法的有效性和可行性。     

雷达目标回波数据采集系统的设计与实现

本文介绍了一种雷达目标回波高速自适应多通道数据采集系统的设计思想与系统结构。该系统采用双频采集方案，用固定的低采样率发现目标，用可变的高采样率详细记录目标回波。对雷达目标的检测与跟踪进行方位／距离双波门控制。该系统与主控微机配合可自动检测跟踪雷达天线扫描区域内的多个目标，高效地录取雷达目标回波。     

基于发射分集的MIMO雷达相参信号处理方法

针对多个运动的慢起伏目标情况,研究了发射分集多入多出(multiple input multiple output,MIMO)雷达的相参信号处理方法.提出了一种重复利用回波数据的目标参数估计算法.发射分集MIMO雷达的发射阵元间距满足空间分集条件,其接收端采用阵元间距为半波长的均匀线阵.按距离门对其回波信号进行脉压-Capon谱估计,可提取出各目标对应不同发射阵元的初步位置信息.然后利用回波数据及目标的初步位置信息,把同一目标对应不同发射阵元的脉压数据矢量经多普勒频移和相位补偿后相加,再进行Capon谱估计,获得高精度的目标方位角估计值.仿真结果表明,该算法可对雷达观测区域内的多个动目标进行高精度定位.     

基于回波预处理和相参积累的C&I干扰抑制算法

C&I(chopping and interleaving)干扰是一种针对线性调频(linear frequency modulation, LFM)雷达的典型干扰样式, 干扰子信号调频斜率与雷达发射信号相同, 利用信号处理工具分离真实回波与干扰信号难度较大。针对该问题, 以LFM相参雷达抗自卫式C&I干扰为背景, 提出基于回波预处理和相参积累的干扰抑制算法。根据估计的回波时延, 设置距离窗截取受干扰回波段, 在此基础上, 通过对回波预处理, 改变不同重复周期内假目标的快时间位置分布, 通过相参积累实现干扰抑制。仿真试验表明, 所提算法能够有效抑制强干扰背景下的C&I干扰, 干扰抑制后真实目标检测概率大幅提高, 虚假目标数量明显减少。     

强海杂波背景下低速雷达目标的数字角跟踪

研究了信噪比对角跟踪的影响,针对相参体制的雷达,给出了在强海杂波背景下有效跟踪海面上低速运动目标的具体方法,并在基于ADSP 21161N的信号处理平台上实现了该算法。它利用多个回波脉冲作相参积累有效地改善了提取角误差的条件,即提高了雷达回波信噪比,大大提高了跟踪的稳定度和精度。仿真结果验证了它的有效性。     

基于微物理特性的三维低空风切变雷达回波仿真

低空风切变是一种危险性非常高的恶劣天气现象,对民航飞机起飞和着陆阶段的航行安全威胁最大。由于其具有发生突然、持续时间较短、影响强度大和危险性高等特点,使得真实的雷达回波数据难以轻易获取。在分析风切变目标微物理特性的基础上,利用计算流体力学的仿真方法建立三维风场模型,在对非均匀的原始风场数据进行预处理之后,依据民航装机使用的机载气象雷达设备设置扫描参数,利用逐脉冲撒点仿真法实现高保真的三维低空风切变雷达回波仿真。仿真结果表明,雷达回波数据可真实地反映出风切变信号的气象特征,仿真过程设计合理,仿真数据有效可靠。     

基于大地回波仿真的回波模拟器设计实现

为了客观评估雷达高度表信号处理器及其系统性能,提出一种基于对大地回波仿真的雷达高度表大地回波模拟器设计方法。该方法通过对大地回波仿真获得模拟器所需的源数据。在模拟器的设计上,采用了大容量数据存储器和再配置FPGA逻辑控制的正交基带回波合成方法,使得回波模拟器具有结构简单、使用灵活等特点。给出了大地回波仿真以及模拟器设计的具体实施步骤,通过对实际回波模拟器测试验证了本设计方法的有效性。     

高速机动目标长时间相参积累算法

在高速高机动目标的长时间相参积累过程中，跨距离单元和跨多普勒单元现象的出现会导致雷达回波增益急剧降低，进而影响雷达目标检测能力。针对上述问题，提出一种高效的长时间积累算法。该算法首先对脉压回波信号做keystone变换消除目标的距离走动，然后利用改进相参积累型平滑广义三阶相位函数与改进相参积累型平滑三阶相位函数分别完成对目标的二阶与一阶加速度的估计，最后使用De-chirp技术消除目标的高阶多普勒相位项，完成回波在距离-多普勒维度上的聚焦。由于所提算法利用了雷达回波的相参特性并通过恒定延迟引入机制，因此表现出优异的抗噪声性能与参数估计精度。仿真实验和理论分析都证实了所提算法的有效性与抗噪声鲁棒性。     

对微弱线状分布目标的雷达检测方法

针对飞机尾流等空间分布式目标所具有的线性特征,提出一种基于Hough变换的微弱线状分布目标检测方法。首先描述了Hough变换直线检测的一般原理,推导建立了线状微弱分布式目标的雷达回波信号模型,给出了利用Hough变换技术对线状目标回波能量进行空域非相参积累的方法。结合某L波段典型雷达系统参数进行仿真实验,仿真结果表明该方法能够有效地实现对噪声图像中线状微弱分布式目标的检测。根据检测结果,利用逆Hough变换可以对目标空间位置进行较为准确的判断。     

基于雷达图像的飞鸟目标检测与信息提取

针对鸟击问题,基于一种自行研制的雷达探鸟实验系统获取了50帧含有飞鸟目标的雷达PPI图像,该系统由X波段海事雷达改造而成.经过背景差分、图像平滑、阈值分割和信息提取4个步骤,将飞鸟目标从复杂的PPI图像中分离出来,提取出包括目标质心位置、目标平均灰度、目标面积、目标形状在内的鸟情信息,实现了一种可行的飞鸟目标检测与信息提取算法.本算法为建立实用的机场雷达探鸟系统奠定了重要的理论基础.     

基于图像描述技术的飞机目标架次判别方法

利用图像描述技术对非相参回波信号波形作了一定的分析,提取出反映飞机目标不同机型(大、小)和不同编队(架次)可资分类识别的图像特征信息。采用极大极小模糊神经网络对提取出的特征进行了训练和分类识别试验,验证了图像特征信息的有效性。结果表明,基于图像描述技术的架次判别方法,为解决常规非相参雷达编队飞机目标架次判别问题提供了一条新的途径。     

New method for passive radar seeker to antagonize non-coherent radar decoy

Using super resolution direction of arrival (DOA) estimation algorithm to reduce the resolution angle is an effective method for passive radar seeker (PRS) to antagonize non-coherent radar decoy. Considering the power and correlation property between radar and non-coherent decoy, an improved subspace DOA estimation method based on traditional subspace algorithm is proposed. Because this new method uses the invariance property of noise subspace, compared with traditional MUSIC algorithm, it shows not only better resolution in condition of closely spaced sources, but also superior performance in case of different power or partially correlated sources. Using this new method, PRS can distinguish radar and non-coherent decoy with good performance. Both the simulation result and the experimental data confirm the performance of the method.     

宽带雷达能量积累与信号检测方法研究

通过对宽带雷达信号目标回波特性的研究 ,在小信噪比情况下 ,对比分析了宽带雷达脉间相干积累和脉间非相干积累方法的性能 ,同时对多种不同信号检测方法在宽带雷达中的检测性能进行了对比研究。利用模拟的理想数据和实测数据进行仿真研究的结果表明 ,脉间、脉内均采用非相干积累的滑窗检测方法是一种性能稳定运算代价小的有效方法 ,且实现简单 ,有较强的工程应用价值。     

8mm雷达中基于并口的高速数据传输研究

对8mm战场侦察雷达中的ADSP-21060和计算机并口的高速数据传输的电路设计问题进行研究。利用新型计算机并口技术EPP(增强型并口)及先进先出存储器进行设计。该电路设计实现了ADSP-21060和计算机并口之间的高速传输,同时该电路具有占用ADSP-21060和计算机时间少的特点。该电路设计已成功地应用到8mm战场侦察雷达信号处理系统中,且可以应用到利用并口进行通讯的其它课题中。     

基于压缩感知理论的稀疏遥感成像系统设计

高分辨率的应用需求使得传统的遥感成像系统面临高速率采样、海量数据存储等难以突破的瓶颈问题。基于压缩感知理论设计的雷达和光学稀疏遥感成像系统,突破了Shannon-Nyquist定理的限制,以较少的测量数据实现了同等甚至更高质量的信号重构。首先,根据被测目标和场景的不同特性,分别设计了稀疏表示矩阵;其次,根据互相关最小化原则,选择了与稀疏表示矩阵相适应的最优感知矩阵;最后,研究了适用于二维成像大规模数据的稀疏重构算法。专业电磁散射仿真软件生成的雷达观测数据和复杂场景光学图像的数值仿真,验证了本文设计的稀疏遥感成像系统原理上的可行性。     

基于轻小型无人机雷达的植被高度反演方法

针对目前主流雷达传感器难以满足轻小型无人机载荷需要,且存在着数据获取成本高及算法模型复杂的问题,在自行研制的一种高度集成、轻量化且具有高可靠性的轻小型无人机雷达系统基础上,发展了一种植被高度信息反演新方法。该方法中使用二维滤波抑制直耦波能量,基于剩余图像熵的自适应主元分析去噪方法解决传统方法主元选择不稳定的问题,并基于互相关信息的后向投影算法进一步增强目标信号,最后应用Sobel算子提取植被高度。实验结果表明,该方法反演得到的植被高度和验证数据的相关性达到0.92,均方根误差可达1.28 m。     

超高速数据采集与处理系统的设计及应用

系统地介绍了超高速数据采集与处理系统的设计所涉及的各个方面,包括提高采样率的方法,高速数据采集系统性能评估,系统的整体设计与实现,利用通用PC机进行高速信号处理,系统设计中的电磁兼容问题等。最后重点介绍了超高速采集系统在激光雷达、高分辨率微波雷达、软件无线电、数字测量仪及虚拟仪器等方面的应用。     

机载雷达训练模拟器PPI显示的建模仿真

针对机载雷达PPI显示进行了建模仿真研究,机载雷达PPI主要显示目标、杂波、自检画面、扇区、电子地图、海岸线和各种战术或地面标志符号等。采用VC++语言开发,模块化设计,通过建模仿真,解决了机载雷达模拟器PPI显示实现中的四个难点:自检画面显示、扇区设置、运动目标显示和杂波显示,最终仿真结果证明所建模型拟合度好,能为雷达操作员提供逼真的PPI显示画面,可以达到或接近实战中才能得到的训练效果。