无源双基地雷达随机初相补偿及误差影响分析

分析了在无源双基地脉冲雷达中,利用从直达波信号中提取的初始相位来补偿目标散射回波随机初相的过程。指出了由于接收通道噪声和天线噪声的存在,从直达波参考信号中提取的初始相位是一个随机变量。为使相位补偿误差影响分析结果并不依赖于哪一种特定的相位同步方案,给出了相参积累过程的一般数学模型和相位补偿误差的概率密度函数,推导了系统互模糊函数处理后的峰值输出,定义了相参积累损耗以分析相位同步误差的影响,并根据数学模型数值分析了不同信噪比条件下的积累损耗。结果表明,当直达波信噪比为30 dB时,相位补偿误差带来的信噪比损失约为0.3 dB,而当直达波信噪比大于40 dB时,相参积累损失可以近似忽略。     

一种宽带雷达相干检测的新方法

宽带雷达目标回波表现为多散射点子回波的合成,各子回波幅度、频率、相位具有一定的随机性,造成一个重复周期内各子回波信号能量难以有效积累,严重影响宽带雷达目标检测性能.针对此问题,提出利用RELAX算法实现宽带雷达目标多散射点子回波精确分离,对各子回波幅度相加实现多散射点回波能量相参积累,提高输出信噪比,从而增强宽带雷达的目标检测性能.仿真及实测数据处理结果表明所提出的方法应用于宽带雷达重复周期内多散射点回波能量相参积累是有效的.     

窄带相参雷达调制谱超分辨处理方法

针对采用时分体制下窄带相参雷达对单个目标的连续跟踪时间变短,导致频谱分辨率降低的问题,提出了一种连接不同时间段回波信号的方法。该方法利用MUSIC算法估计窄带雷达时域回波的模型参数,然后用该模型连接不同时间段信号。通过该方法,可以提高窄带相参雷达时分多目标跟踪时的频谱分辨率,有利于调制谱特征的提取。对仿真和实测数据的分析处理验证了该方法的有效性。     

外辐射源雷达参考信号提纯方法

在外辐射源雷达中,用于接收直达波信号的参考天线不仅会接收基站的直达信号,同时还会不可避免地接收到经地面建筑等反射的强多路径信号,直接利用参考天线接收的参考信号与目标回波匹配积累会产生额外的检测峰值。针对这个问题,提出了一种该场景下的外辐射雷达参考信号提纯方法。首先,将回波信号投影至参考信号的子空间中提取回波信号中的直达波信号。然后,利用此直达波信号对消参考信号中的干扰获取纯净的参考信号。最后,利用纯净的参考信号与杂波抑制后的目标回波匹配得到检测结果。计算机仿真和理论分析表明,该方法具有较好的参考信号提纯性能。     

非合作双基地雷达互相关时差估计仿真分析

根据非合作双基地雷达系统的特点,讨论了非合作双基地雷达的基本几何关系与信号能量关系,提出了采用中频数字化技术在频域上实现参考通道与目标通道的快速互相关检测的方法,并在仿真实验中模拟了噪声背景中直达波与目标散射回波的互相关检测与时差估计的过程,实验表明该方法能够在参考通道与目标通道的信噪比相差十分悬殊的情况下,有效地完成微弱目标的检测.蒙特·卡罗仿真分析了信噪比、信号脉宽、带宽和相关脉冲数对互相关时差估计性能的影响.     

基于相参积累的捷变频雷达系统相位误差估计与稀疏场景重构算法

针对系统相位误差导致的捷变频雷达目标回波信号相参积累性能下降问题, 构建了系统相位误差下捷变频雷达目标回波信号相参积累模型, 并基于目标的距离-速度二维稀疏性建立了最小ℓ₁范数优化模型, 提出一种基于交替方向乘子法的系统相位误差估计与目标场景稀疏重构联合处理算法, 实现了系统相位误差和目标参数的精确估计。仿真结果表明, 在信噪比为20 dB的情况下, 该方法能够精确估计系统相位误差, 其估计误差在2°以内。同时，相比于逆合成孔径雷达相位自聚焦算法, 所提算法重构性能和计算效率均得到改善, 目标重构幅度均方差提高了10 dB, 运算时间减少到1/2。     

基于雷达回波的UWB SAR方向图校准

低频UWB SAR系统具有较大的方位向积累角,天线方向图非均匀性对系统性能的影响不能忽略。利用接收信号空间和场景空间的对应关系,结合成像模型定性地讨论了天线方向图对系统性能的影响。考虑了距离校正因子、杂波、噪声和目标散射特性等因素后,给出基于脉压回波的天线方向图估计和校正的方法,并用计算机仿真验证了该方法的有效性。     

用平均法实现瞬态信号接收中的直达波抑制

在瞬态信号接收中,收发天线耦合(直达波)构成了主要干扰形式.去除直达波对表层穿透雷达(sur-face penetrating radar,SPR)系统的信号处理起着重要的作用.根据具体的SPR系统及其工作条件、信号处理的特定要求,采用平均抵消法去除直达波.理论分析与试验证明了该方法的有效性,同时对该方法在工程应用中的局限性进行了分析.     

超宽带雷达目标回波建模

根据复杂目标在超宽带信号照射下的电磁散射特性 ,建立起超宽带雷达目标合理的冲击响应模型 ,并分别针对线性调频、冲击、二相编码无载波等三种典型超宽带雷达信号 ,确定了给定目标的回波特征 ,对回波相关处理的结果表明 ,其输出能反映出目标特征 ,有利于雷达目标的识别。     

基于波形特征的外辐射源雷达杂波抑制算法

在正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)波形外辐射源雷达系统中,相对于直达波和多径回波,目标回波的功率要微弱许多,因此多径杂波抑制是此雷达信号处理的一项关键技术。许多时域自适应滤波算法被用来抑制直达波和多径回波,但往往存在滤波器阶数过多,或计算负担过高的问题。基于OFDM波形的多载波调制特性,提出了分载波自适应滤波算法,相比于常规时域自适应滤波算法,能够有效降低滤波器阶数和计算复杂度,简单且高效。以基于OFDM调制原理的数字调幅广播外辐射源雷达为例,详细介绍了分载波递归最小二乘和分载波归一化最小均方算法的自适应滤波原理和过程,并基于仿真和实测数据分析比较了常规时域自适应滤波算法和分载波自适应滤波算法的性能差异。     

多用户卫星通信系统的中断性能分析

针对卫星通信系统，分析了基于门限判断放大转发(amplify-and-forward, AF)协议情况下的系统中断性能。首先,考虑星载天线增益和卫星链路损耗,并假设卫星链路的小尺度衰落服从阴影莱斯(shadowed-Rician, SR)分布,推导出多用户卫星通信系统的中断概率闭合表达式。然后，为了便于进一步分析系统的性能,推导出高信噪比(signal noise ratio, SNR)条件下系统中断概率的渐近表达式,得到系统的分集度和编码增益的解析表达式。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性,并分析了用户数和信道参数对多用户卫星通信系统性能的影响,从而为实际系统设计提供了参考和依据。     

多用户卫星通信系统的中断性能分析

针对卫星通信系统,分析了基于门限判断放大转发(amplify-and-forward, AF)协议情况下的系统中断性能。首先,考虑星载天线增益和卫星链路损耗,并假设卫星链路的小尺度衰落服从阴影莱斯(shadowed-Rician, SR)分布,推导出多用户卫星通信系统的中断概率闭合表达式。然后,为了便于进一步分析系统的性能,推导出高信噪比(signal noise ratio, SNR)条件下系统中断概率的渐近表达式,得到系统的分集度和编码增益的解析表达式。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性,并分析了用户数和信道参数对多用户卫星通信系统性能的影响,从而为实际系统设计提供了参考和依据。     

基于分数阶字典的间歇采样转发干扰自适应抑制算法

间歇采样转发干扰是一种对现有体制雷达具备高度威胁的新型干扰,典型样式包括间歇采样直接转发干扰、间歇采样重复转发干扰和间歇采样循环转发干扰。干扰信号与真实回波时频域、分数阶域混叠,常规信号处理方法难以做到有效分离。针对该问题,分析了3种干扰样式时域、最优分数阶域特征,构造了两种分数阶正交字典,即分数阶大字典和分数阶联合字典,区分弱干扰背景回波信号和强干扰背景回波信号,采取不同的干扰抑制方法,从而构建了基于分数阶字典的间歇采样转发干扰自适应抑制算法。仿真结果表明,所提算法适用强弱干扰背景,弱干扰背景下恢复信号与真实回波相似度更高,强干扰背景下恢复信号信噪比(signal to noise ratio, SNR)损失更低。     

Hybrid transmit antenna selection and maximal-ratio transmission systems

Maximal-ratio transmission systems with transmit antenna selection is investigated. According to the order statistics of channel fiat fading coefficients, the closed-form expressions are derived for average SNR with any amount of RF chains and average BER with two RF chains, respectively. The algorithm for calculating the minimum of total transmit antennas is presented in terms of reduced RF chains. The method of quantizing transmit precoders is employed in this study to decrease feedback information. Simulation results demonstrate the superiority of the proposed systems under full and quantized transmit precoders. The SNR of the proposed systems has been less degraded by the quantization of transmit precoder than that of pure maximal-ratio transmission systems.     

Channel capacity of multiple-input multiple-output systems with transmit and receive correlation

In order to investigate the impact of channel model parameters on the channel capacity of a multipleinput multiple-output （MIMO） system, a novel method is proposed to explore the channel capacity under Rayleigh fiat fading with correlated transmit and receive antennas. The optimal transmitting direction which can achieve maximum channel capacity is derived using random matrices theory. In addition, the closed-form expression for the channel capacity of MIMO systems is given by utilizing the properties of Wishart distribution when SNR is high. Computer simulation results show that the channel capacity is maximized when the antenna spacing increases to a certain point, and furthermore, the larger the scattering angle is, the more quickly the channel capacity converges to its maximum. At high SNR （〉12 dB）, the estimation of capacity is close to its true wlue. And, when the same array configuration is adopted both at the transmitter and the receiver, the UCA yields higher channel capacity than ULA.     

分布式相参雷达基线选择与标定误差分析

分布式孔径相参合成雷达一个显著的特点是能够对目标进行收发全相参合成探测,实现能量的最大化利用。要实现对目标的相参探测,单元雷达布站需遵循一定的基线选择准则,分别从回波相关、信号相参、目标分辨和阵面遮挡4个方面给出了雷达基线的选择准则;在此基础上,通过理伦分析和仿真验证得出基线标定误差不会对联合阵列波束指向产生影响,即基线标定误差不会引入角度指向误差;最后分析了阵面指向误差对联合阵列天线方向图和联合天线增益的影响,由于引入了相位差,使得联合阵列天线方向图副瓣电平随着阵面指向误差的增大而逐渐抬升,同时,造成联合天线增益出现损失。     

无参考通道的外辐射源雷达参数估计

在分析外辐射源雷达中参考通道与目标回波通道信号特点的基础上,提出了在外辐射源雷达分析模型中,不使用参考通道,仅仅利用目标回波通道的数据信息,完成对目标的检测,进行时延和多普勒频率参数的提取。在对目标进行角度估计时, 为了实现多目标的参数匹配,给出了已知波形匹配算法和比幅测向的角度参数估计算法,通过仿真实验说明了所提方法的有效性。     

基于小波变换的雷达目标回波信号提取算法

随着雷达技术的快速发展,低信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)条件下的雷达目标信号提取越来越重要。传统的脉冲压缩算法在低SNR条件下作用不明显。提出了一种新的在低SNR条件下的雷达目标回波信号提取算法。该算法在传统脉冲压缩算法的基础之上,采用小波变换对脉冲压缩后的信号进行分解,提取信号高频信息的小波系数。再用改进的小波变换模极大值算法对信号的高频信息进行去噪,然后重构信号的高频信息,最后再重构完整的雷达目标回波信号。仿真结果表明,该算法能够有效地去除噪声,提取出雷达目标的回波信号,相比于脉冲压缩算法及其他算法性能得到了很大的提升。