X波段微带Y形环行器的设计

本文论述了用于X波段多普勒雷达微波集成前端的微带Y形环行器的工作原理、工程设计方法及其实验结果.     

毫米波雷达系统0/π开关线性调相器的设计

根据开关线性调相器的基本原理,用PIN管混联的方法,设计制作了毫米波雷达前端系统的0/π微带开关线性调相器。首先针对毫米波雷达应用,对开关线性调相器的基本原理作出了分析,接着设计了可工作于16GHz波段的调相器并进行加工,最后对毫米波雷达系统的调相器进行了测试,常温下载漏抑制优于-25dB,且相位误差燮2°,能够满足毫米波雷达系统的要求。     

毫米波自差频CW系统发射漏波信号对接收灵敏度的影响

针对Ka波段自差频式连续波(CW)多普勒雷达系统中发射漏波信号对接收灵敏度的影响问题,通过计算机建模仿真和实验测试,对存在发射功率泄漏干扰情况下一个接收系统前端(包括低噪声放大器和混频器)的工作性能进行了深入研究.结果表明,在收发隔离度为26 dB时,系统所允许的最大发射漏波信号功率电平为-11 dBm,接收系统前端增益恶化小于2.5 dB.根据这些参数,通过合理设计发射功率电平和收发隔离度,可以保证接收系统的探测灵敏度指标的实现.     

X波段FMCW导航雷达射频前端设计与实现

针对基于锁相环技术的雷达射频前端无法快速变频,以及传统雷达采用多次倍频、混频带来较大杂散的问题,提出一种将直接数字频率合成(direct digital synthesizer, DDS)技术、上变频技术和倍频技术相结合的射频收发前端设计方案。该设计方案中DDS具有输出信号灵活、变频快速等特点,使输出的雷达信号具有高稳定性和高准确度;同时该设计采用零中频接收机方案,降低设计的复杂度并减少镜像频率的干扰。对系统方案进行了对比分析,得到了较优设计方案,并根据设计方案完成芯片选型;利用ADS2012仿真软件进行了链路仿真并参考芯片数据手册完成原理图绘制和印制电路板(printed circuit board, PCB)布局布线;完成了元器件焊接和硬件测试。实测结果显示,此设计方案基本满足X波段调频连续波(frequency modulated continuous wave, FMCW)导航雷达射频前端的设计要求。     

基于间歇采样的SAR盲移频干扰研究

针对传统的移频干扰无法对抗调频斜率捷变合成孔径雷达(SAR)，而盲移频干扰由于采用全脉冲处理方式生成干扰信号，其在实际工程应用中面临收发同时带来的收发隔离问题；同时基于天线收发分时工作体制的间歇采样干扰存在干扰主峰始终滞后于真实雷达目标的问题，提出了基于间歇采样的SAR盲移频干扰．首先将SAR雷达信号进行间歇采样，其次将间歇采样信号分为两路，分别对两路信号进行频谱扩展，然后通过共轭相乘操作实现频谱压缩得到基于间歇采样的盲移频干扰信号．从间歇采样干扰出发，给出了对SAR间歇采样信号进行盲移频处理的干扰原理，建立了基于间歇采样形式的SAR盲移频干扰信号的数学模型，并进一步分析了进行盲移频处理后的间歇采样信号的干扰性能．理论分析和仿真实验证明，该干扰方法不需要提前获取雷达信号参数，能够通过调整盲移频干扰中频谱扩展阶数和延迟时间来调整间歇采样干扰产生的干扰主峰位置，使间歇采样干扰主峰超前于真实雷达目标，并且该干扰方法产生的干扰主峰保留了盲移频干扰的特点，干扰主峰的距离向位置不随雷达信号调频斜率的变化而改变，能够有效对抗调频斜率捷变SAR信号．     

微波多普勒雷达海浪参数提取算法

根据海浪混合表面散射理论和线性波理论,利用3种规模波对微波多普勒谱的不同贡献,推导出海浪谱与径向速度转换函数,得到了一种适用于多普勒雷达的海浪谱以及海浪参数提取算法．该算法从海洋回波的多普勒谱中获取径向速度序列,根据海浪速度谱与海浪谱之间的转换关系推导海浪谱,再用谱矩法计算相应的海浪参数．运用该算法分别对微波多普勒谱雷达的模拟与实测数据进行处理,实现了有效浪高和平均海浪周期的高精度提取,证实了该算法在微波段多普勒雷达的海浪参数反演中的准确性．     

多普勒天气雷达单PPI探测强风暴的方法

利用天气雷达准确而快速地识别强风暴一直是进行强天气预警的关键组成部分。针对目前多普勒天气雷达探测强风暴方法在实际应用中存在的问题，提出了利用单PPI资料进行强风暴识别的方法，在综合利用多普勒天气雷达强度场、速度场、谱宽场资料及缩短探测时间方面进行了尝试。应用实际资料进行的效果检验表明：与现有强风暴识别方法相比，单PPI识别方法的结果准确率达87．5％，虚警率为22．2％，同时具有节省探测时间、快速发布警报的优点。     

GLC-18型多普勒天气雷达伺服系统检修技术与方法

本文介绍了GLC-18型多普勒天气雷达伺服系统的基本工作原理以及一般检修的方法，并就该雷达伺服系统出现的两例硬件故障进行了分析，对新一代多普勒天气雷达伺服系统的检修具有一定的参考价值。     

航海雷达接收机微带混频器原理的研究

针对近年来应用于航海雷达的新型微带混频器，通过对输入输出信号频谱分析，严格论证了该器件的工作原理和工作特性，在理论和实践应用上具有参考价值。     

基于平行因子分析的时空非均匀采样下双基地MIMO雷达目标参数联合估计算法

提出了一种基于平行因子分析的时空非均匀采样下双基地MIMO雷达收发角及多普勒频率联合估计算法。首先计算K级非均匀延迟器输出数据的协方差矩阵并对该矩阵进行变换和去冗余处理,然后将新数据转化为三阶张量并对其进行降维处理,最后通过交替最小二乘和Root-MUSIC算法估计出目标收发角和多普勒频率。该算法实现了时域和空域孔径自由度的二次扩展,提高了参数估计精度,降低了运算量。此外,通过最小冗余配置,实现了孔径的高效扩展,降低了系统配置需求。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

用于海洋监测的宽带数字相控阵关键技术

 宽带数字相控阵雷达能够实现宽海域、多目标、高精度的海域监测功能,而其最关键的部件是数字射频收发芯片。介绍了数字射频收发芯片的技术概况,结合数字射频收发芯片的发展现状,讨论了涉及的关键技术。分析表明,以数字射频收发芯片为核心的宽带数字相控阵将成为下一代海洋监测的优选方案。     

一种基于光子晶体的新型微带天线的设计

微带天线在通信、雷达等领域应用广泛,但传统微带天线存在尺寸较大、后向辐射严重等缺点。通过在普通微带天线的介质基板内,引入高度不同的周期性圆柱空气隙作为光子晶体,设计了一种新型微带天线,并利用HFSS 10.0软件对该天线进行仿真。仿真结果表明,光子晶体的引入提高了微带天线的辐射增益,削弱了沿基底方向的辐射,并减弱了天线的后向辐射,天线在整个工作频段内具有良好的辐射特征。     

基于Matlab平台的多普勒雷达强度资料三维可视化

多普勒天气雷达是天气预报与科研应用中监测小尺度天气重要的观测手段.本文以CINRAD-SA型多普勒天气雷达为例,简要介绍了雷达的工作原理及其基数据结构.通过Matlab平台实现天气雷达资料数据的读取,并选用8点插值法(EPI插值)和Cressman插值,实现了将雷达极坐标数据内插到笛卡尔坐标系的三维可视化显示,并且可获取空间内任一切面或剖面的雷达回波强度.对比显示结果发现:Cressman插值后的结果对三维整体呈现的更好,8点插值(EPI)对于平面细节的显示更突出.     

基于SIR结构的毫米波汽车雷达天线阵列设计

为了提高汽车雷达天线阵列的增益,使形成窄波束辐射,设计了一款工作在24.000 GHz的阶梯阻抗谐振器(stepped impedance resonator,SIR)微带阵列天线。天线阵列采用两级低损耗T型结功率分配器和四分之一波长微带阻抗变换器馈电,将四个SIR线阵单元组成天线阵列。通过增加SIR微带贴片的数目来提高阵列天线的增益,调整SIR的尺寸以控制工作频带,利用功率分配器进行阻抗变换和波束宽度控制。天线阵列的峰值增益可达到21.67 dBi。在中心频率24.125 GHz上,XOZ面的主瓣宽度为10°,YOZ面的主瓣宽度为17°,旁瓣抑制度为11 dB。该阵列天线面积小、增益高、波束窄、旁瓣电平低、后向辐射小,适用于汽车雷达系统。     

基于数字信号处理和可编程逻辑门阵列的S波段雷达主板设计

为了提高S波段微波多普勒雷达系统的控制精度与接收性能,同时将控制与接收融合到一起,基于数字信号处理和可编程逻辑门阵列(DSP+FPGA)设计了S波段系统雷达主板,其作为雷达系统中的控制与接收中心,可以根据上位机命令产生精准的时序控制信号,同时对中频回波信号进行采样、下变频、存储和上传等。通过后期性能测试,雷达主板产生的时序控制信号精准,接收性能良好,灵敏度达-94 dBm,无杂散动态范围达50 dB,闭环测试下,在输入中频回波信号幅度为-17 dB时,多普勒谱信噪比达70 dB,因此设计的雷达主板完全满足S波段多普勒雷达系统的要求。     

双基地雷达合成风场仿真与莫兰蒂台风的风场试验

双(多)基地多普勒天气雷达适于构建局域探测网,对于需进行气象保障的局部区域的对流性降水探测尤为重要。利用双(多)基地多普勒雷达网监测其强降水以及风场结构,通过风场反演了解其风场结构,能够更好地认识中小尺度天气的演变机理,改进短临预报。研究了双基地雷达的合成风场反演方法,通过仿真试验,可获得大气的辐合辐散、旋转以及上升或下沉等三维风场特征。借助福建厦门和泉州的两部多普勒天气雷达的实测资料,构成仿真的双基地雷达探测,分析了"莫兰蒂"台风的降水强度与径向风场回波特征,并反演了二维和三维的合成风场。结果表明,双基地雷达的合成风场方法,可以有效地反演台风的二维和三维风场,为监测台风的精细结构和演变提供了丰富信息。     

一种新的多普勒天气雷达回波数据无损压缩

为了解决多普勒天气雷达回波数据传输的实时性以及数据存储的有效性问题,提出了一种基于阶梯量化的多普勒天气雷达回波数据无损压缩新算法。针对天气雷达回波数据的特点,首先对天气雷达回波数据进行预处理,即将雷达回波数据进行格式转换;其次提出了一种阶梯量化方法,并采用MED预测进一步去除数据中的相关性;最后对量化和预测后的回波数据采用LZW编码以实现无损压缩。实验结果表明,新方法较其他方法大幅提高了回波数据的无损压缩倍数,可实现对多普勒天气雷达回波数据的有效压缩。     

改善正侧视机载PD雷达检测低径向速度目标性能研究

对低径向速度目标的检测能力是衡量机载脉冲多普勒雷达性能的一项重要指标.文章在分析正侧视机载脉冲多普勒雷达杂波特点的基础上,提出了一种改进的脉冲多普勒处理方法,用于改善对低径向速度目标的检测.通过对实测数据的处理,结果表明该方法取得了较好的效果.     

一种基于光子晶体的新型微带天线的设计

微带天线在通信、雷达等领域应用广泛,但传统微带天线存在尺寸较大、后向辐射严重等缺点.通过在普通微带天线的介质基板内,引入高度不同的周期性圆柱空气隙作为光子晶体,设计了一种新型微带天线,并利用HFSS 10.0软件对该天线进行仿真.仿真结果表明,光子晶体的引入提高了微带天线的辐射增益,削弱了沿基底方向的辐射,并减弱了天线的后向辐射,天线在整个工作频段内具有良好的辐射特征.     

基于Radon-STFT的多目标雷达信号处理

最初的测速雷达是采用FFT进行信号处理的,效果不够理想.为此,用PPS信号建立了测速雷达回波信号的数学模型,采用Radon-STFT方法对多个多项式相位信号进行检测.结合"CLEAN"技术,实现对多个多项式相位信号进行分离和参数估计,得到了令人满意的结果,是一种有效的算法.