真实地形环境下低空雷达目标回波信号分析

针对低空雷达目标与杂波、环境难于一体化建模的问题,提出了一种分析真实地形环境中低空飞行目标的雷达回波信号的实景相干复合方法(CHIAL).以机载脉冲多普勒(PD)雷达为平台,首先将半空间并矢格林函数引入物理光学方法中,结合图形电磁学计算低空目标的雷达散射场强度,然后利用地形高程数据和地形地物分析数据,得到杂波单元的散射特性,通过相干杂波模型产生地杂波,最后将所有雷达回波送入各自的距离门,并加入噪声信号,模拟包含目标特性和杂波特性的有效回波信号.与传统复合建模方法相比,CHIAL方法的目标回波信号和杂波信号更加准确.对机载PD雷达探测低空目标的仿真实验表明,CHIAL方法在处理90m×90m地形高程数据时,杂波分布和信杂比与理论分析基本一致,有很强的系统工程实用价值.     

频率分集分布式子阵雷达的相参积累检测方法

为了实现频率分集分布式子阵雷达的相参积累检测,提出一种基于广义似然比检验(GLRT)和条件广义似然比检验(CGLRT)的检测方法.分析了该方法的积累检测性能和解角度模糊性能,并且针对由频率分集引起的多普勒差异问题,提出基于Keystone变换的多普勒补偿方法.理论分析和仿真结果表明,与单频工作的分布式子阵雷达相比,频率分集分布式子阵雷达具有更好的相参积累检测性能,并且能够降低栅瓣的影响,提高解角度模糊能力.通过Keystone变换可在目标径向速度未知的情况下,进行多普勒差异的补偿,实现频率分集分布式子阵雷达的相参积累检测.     

基于宽带Stretch处理的长时间积累方法

针对超宽频带制导雷达长时间积累过程中运动目标跨距离分辨单元走动,引起微弱目标检测性能下降的问题,提出一种基于Stretch处理的相参积累方法.该方法利用目标速度装订信息进行速度粗补偿,使用Keystone变换完成距离走动校正,采用脉冲多普勒处理完成相参积累.计算机仿真验证了该方法的有效性.     

机载脉冲多普勒雷达DBS实时成像技术

多普勒波束锐化(DBS)技术是提高机载雷达辐射图像角度分辨率的非常有效的方法。论述了机载脉冲多普勒雷达波束锐化处理技术的成像原理、系统参数设计、软硬件设计以及试验方法,并通过试飞验证,证明了该设计处理的合理性和有效性。     

地面运动目标不模糊径向速度估计的方法

针对在多通道合成孔径雷达地面运动目标检测系统中采用常规测速方法估计运动目标径向速度时产生模糊的问题,提出了一种联合斜距历程和干涉相位的不模糊速度估计方法(JRHIP).首先利用多重信号分类算法对目标的距离频域数据进行超分辨处理,然后对目标与雷达之间的斜距历程进行多项式拟合,利用斜距历程多项式一次项系数与目标径向速度的对应关系得到不模糊、精度略低的径向速度,再求解干涉相位的2π模糊次数,然后通过解模糊后的目标干涉相位得出正确的径向速度.JRHIP方法充分利用了斜距历程测速的不模糊性和干涉相位测速的高灵敏性,且没有增加系统硬件的复杂度.实测数据处理结果表明,在目标径向速度较大导致干涉相位产生模糊时,JRHIP方法仍然能够得到准确的径向速度,进而完成对目标的正确定位.     

机载MIMO雷达修正GMB降维方法

针对MIMO雷达空时自适应处理运算量和杂波抑制性能难以兼顾的问题,建立了MIMO雷达杂波数学模型,提出了机载MIMO雷达的修正广义相邻多波束降维方法。该方法基于局域化处理的思想,通过选取特定的发射波束、接收波束和多普勒通道,利用空域两维波束形成和时域多普勒滤波方法进行空时自适应处理。对该方法在不同误差条件下杂波抑制性能进行了仿真实验,结果表明:提出的修正广义相邻多波束方法能够大幅降低运算量和样本需求数,有效抑制杂波,提高慢速目标的检测能力。     

基于数值模式订正背景场的多普勒雷达径向速度退模糊的改进

针对多普勒雷达径向风存在速度模糊的问题,提出一种基于数值模式背景场信息且对背景场信息再订正的雷达径向速度退模糊方法.利用中尺度数值模式模拟大气三维风场并将其作为背景场,基于背景参考和连续性原理对背景场进行多次风速偏差订正,使用订正后的背景场对雷达径向速度进行退模糊.针对两次台风个例进行多普勒天气雷达径向风的速度退模糊试验.结果表明,经过多次偏差订正的模式背景风场与观测的径向风偏差较小,能够较好地实现速度退模糊效果,避免径向速度大片区域无法退模糊或错误退模糊的问题,模糊区域径向速度廓线的不合理突变得到有效纠正,并能够在雷达各个仰角有效纠正一次模糊和二次模糊.     

一种机载气象雷达飞行试验数据处理方法

机载气象雷达是保障飞机飞行安全的重要电子设备。机载气象雷达探测的气象目标非人力可控,由于无法直接获得气象目标的测量数据,一直以来,飞行试验都难以有效评估机载气象雷达探测气象目标的准确性。给出了一种基于地面天气雷达单站雷达图的机载气象雷达飞行试验数据处理方法,实现了对机载气象雷达探测气象目标的强度、位置及形状准确性的有效评估,为机载气象雷达在飞行试验过程中的参数调整及性能考核提供了依据。     

一种二相码信号多普勒补偿方法的研究与实现

针对相位编码信号脉冲压缩技术中存在的多普勒失配问题,提出并实现一种基于数字动目标检测(DMTD)的二相码信号多普勒补偿方法.该方法通过DM TD分离不同速度目标的回波,然后对不同速度通道的回波信号进行相应的多普勒补偿,矫正了多普勒失配问题.对速度模糊情况下的多普勒补偿进行了研究,进一步扩展了多普勒补偿的频率范围.该方法已应用于某新型雷达信号处理机的研制,其有效性得到证实.     

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．     

杂波下频率步进信号参数设计及处理算法研究

针对杂波环境下目标检测与成像问题,给出了频率步进信号参数设计的约束条件与优化准则,分析了帧间脉冲多普勒处理的测速性能,深入研究了在频域上进行杂波抑制、回波补偿及合成高分辨的处理方法. 基于实际的雷达系统参数进行了计算机仿真,结果表明该算法可有效提取杂波环境下的微弱运动目标信息,并合成了正确的一维高距离分辨像,且抗噪声性能好,运算量小,工程易实现.      

一种机载前视风切变雷达的信号分析及仿真

机载前视风切变雷达是飞机进行风切变探测和预警的重要工具.为了设计一种可输出风切变雷达仿真信号的风切变信号发生器,利用快速傅立叶变换(FFT)法分析某型机载前视风切变雷达的回波信号,分别用频谱估计法和经典功率谱估计法两种方法估计了雷达回波信号的多普勒频移,比较两种方法的优劣,进而选择经典功率谱估计法计算出风场的径向风速分布.建立均一化静止对称的风场模型仿真了风切变雷达的回波信号,从而设计出可输出风切变雷达仿真信号的风切变信号发生器,可满足机载气象雷达航空部附件维护和维修时对便携性和灵活性的需求.     

FMCW SAR快速运动目标检测与成像

调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)特有的工作模式使得其回波信号相对脉冲SAR具有不同的形式。推导了FMCW SAR系统下运动目标的回波模型。提出了一种基于Hough变换的快速运动目标检测方法和Hough变换与分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,FrFT)变换相结合的运动目标参数估计方法;利用该方法补偿FMCW系统引入的附加距离走动后,运动目标的成像效果明显提高。多点运动目标仿真数据处理验证了该方法对目标检测与成像的准确性和有效性。     

脉冲步进频率雷达的一种运动补偿新方法

分析了目标径向运动对脉冲步进频率雷达一维距离成像的影响，提出了基于脉组相位差分的目标运动参数估计方法，解决了运动参数估计中的快速搜索问题．仿真结果表明，该方法估计精度高，抗噪性能好，运算量较小，便于实时处理．     

机载雷达目标空时参数快速估计方法

针对机载雷达动目标空时参数估计中常用的基于最大似然准则的参数搜索方法计算量过大的问题,提出了一种新的目标空时参数快速估计方法.该方法首先对机载雷达阵列回波信号做降维的空时自适应处理,对滤波输出最大的多普勒单元在空域取3个不同方向的导向矢量做空域滤波,得到3个不同的自适应权矢量和输出响应,再利用这些权矢量和输出响应,用多项式求根方法得到目标的空域频率,然后利用多普勒频率滤波响应主瓣附近的3个频率的输出,依据二阶近似求解极值得到目标的多普勒频率最大似然估计值.仿真实验表明,该方法在保证估计精度与参数搜索方法相同的情况下,计算量能够减小到参数搜索方法的1/100.     

机载多普勒雷达模糊回波模拟源的研究

建立了机载脉冲多普勒（PD）雷达模糊回波模拟源的仿真模型,分析了其工作原理和回波的统计特性,利用先内插后抽样的方法实现了回波数据的速度模糊和频域杂波模糊。通过设置模型参数,可模拟产生多种工作环境下的雷达模糊回波数据,并可通过PCI－7200高速数字接口析板输出。     

脉冲多普勒雷达实时杂波模型

为了解决杂波仿真中长期存在的精度和实时性之间的矛盾,提出了一种新的杂波仿真模型,即将杂波计算公式中的参数分类,把计算量较大的面积单元事先存储,实时构造最大飞行速度下的杂波功率谱,然后采用数据抽取技术,得到当前速度下的杂波功率谱,用这种方法实现了高精度下的实时性（不考虑反射系数带来的误差）,此方法适合于主动雷达导引头及全弹的闭环实时仿真实验,也可推广到多距离门的机载脉冲多普勒雷达仿真。     

窄带相参雷达刚性编队目标架次分辨及横向间距定标

针对窄带相参雷达刚性编队目标架次分辨难题,该文提出了基于高分辨Doppler像架次分辨和横向间距定标的方法。首先,建立了基于长时间积累的刚性编队目标信号模型。其次,基于Doppler锐化度准则估计目标切向速度,并通过聚焦处理获取编队目标的高分辨Doppler像。进而,基于目标高分辨Doppler像谱峰个数获取目标架次信息并实现编队目标间的横向间距定标。同时,还定量分析了刚性编队目标可分辨的最小积累时间。最后,用实测窄带雷达数据验证了本文方法的有效性。