LFM体制雷达中多目标信号分离方法研究

为了从复杂的回波信号中分离出目标信号,本文提出了一种适用于线性调频（LFM）体制雷达的多目标信号分离方法,它从距离、速度与方位角三个层面滤波,分离出待测信号。信号分离方法中采用了自适应最小方差无失真响应滤波器（MVDR）,对含有多目标的回波信号进行空域滤波,从而有效分离出目标信号。对线性调频体制雷达的回波信号进行仿真并作信号处理,结果表明了本文所提信号分离方法的有效性,从而为目标识别器的研制以及干扰抑制等提供了一种有价值的方案。     

基于部分匹配的雷达回波信号检测

针对雷达回波信号检测中对整个回波信号全部匹配滤波需要较长时间及较多资源的问题,提出部分匹配滤波方法.将雷达接收机接收到的回波数据,以雷达发射的线性调频(LFM)脉冲信号的脉宽为长度,分成若干段,逐段匹配滤波,通过判决门限找到匹配结果中的信号峰值后,计算出目标反射回波的位置.运用Matlab对时宽带宽积为500的线性调频脉冲信号进行仿真,结果表明:该方法适用于信噪比高于-12 dB的信号的搜索定位;该方法既可减少处理时间,又能节省系统资源.     

雷达目标双曲线调频回波生成

由于双曲线调频(hyperbolic frequency-modulation,HFM)信号具备良好的Doppler不变性,比线性调频信号更有利于高速运动目标的探测和成像。但是对于复杂电大尺寸目标,直接采用高频电磁散射理论生成宽带回波计算量非常庞大。为研究HFM信号在宽带雷达成像中的应用,该文提出一种利用目标静态电磁计算数据的HFM信号回波快速生成方法,通过相位匹配滤波和频域降采样有效地降低了计算复杂度,并详细分析了目标高速运动对HFM信号匹配滤波的影响。该方法同时适用于线性调频信号的宽带回波仿真。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

一种极化MIMO雷达导引头关键技术研究

为提高雷达导引头的工作性能,提出一种新体制极化多输入多输出(MIMO)雷达导引头的概念,研究了该雷达导引头中的关键技术. 该雷达导引头采用双极化天线阵列,各个天线子阵发射正交频分线性调频信号;同时接收雷达回波信号的双极化分量,采用匹配滤波技术实现各个回波信号的有效分离;引入瞬态极化检测与识别技术,有效提高雷达导引头的抗干扰性能;采用单脉冲测角技术实现对目标的正确测角和跟踪. 理论分析和仿真结果表明,极化MIMO雷达导引头具有优良的电子战性能.      

基于DSFMT的旋转微动目标分离

针对窄带雷达距离分辨力低、无法从距离维分离弹道群目标的问题,提出利用离散正弦调频变换（DSFMT）分离群目标信号分量的方法。通过研究弹道目标的微动对回波信号的调制特性,建立微动信号的回波模型,利用离散正弦调频变换对正弦调频信号能量聚集的特性,将多分量信号投影到参数变换域上,构造目标函数,处理变换域上的峰值特征点,利用消去的思想逐步分离出各个信号分量。仿真实验验证了算法的有效性和鲁棒性。     

一种超宽带目标特性测量方法

为获取雷达目标丰富的频域信息,从超宽带雷达信号的概念出发,提出采用步进线性调频超宽带体制的目标特性测量方法,阐述了目标特性测量的基本原理.对于超宽带雷达目标的回波信号,采用小波变换进行回波的相关处理,并得到其仿真结果.最后给出了系统实现方案,并对技术上的一些难点作了说明.     

线性调频连续波雷达双通道距离改进系统

线性调频连续波雷达的差拍中频信号包含被探测目标的距离信息.为了更好地从线性调频连续波雷达的同波中提取出较远距离的目标信息,从电磁波在空间传播衰减情况以及脉压信号能量的大小与回波延时时间的关系两个方面,仿真论证了影响线性调频连续波雷达的探测距离的原因,并基于仿真结果提出了一种以DDS为线性调频信号源的双通道线性调频连续波雷达系统.通过用MATLAB软件进行仿真,得到在相同的工作环境下雷达探测距离从传统线性调频连续波雷达系统的45km提高到双通道系统的135km,超出传统线性调频连续波雷达系统距离的2倍以上,对工程实践具有指导意义.     

对称三角形线形调频连续波信号处理系统设计

针对线性调频连续波雷达回波信号MTD-速度目标配对算法。设计了一种基于PCI总线的双片DSP结构的信号处理系统．通过实验证明，该系统能够满足毫米波雷达对称三角形线性调频连续波信号实时处理的要求。     

调频连续波雷达自旋目标干涉三维成像方法

相比脉冲体制雷达,调频连续波雷达具有功耗低、成本低、重量轻等优点,发展前景广阔,同时雷达三维成像技术可为目标的分类识别提供重要的特征信息。但是自旋目标在调频连续波信号条件下会产生一维距离走动以及回波相位的改变,这对干涉三维成像产生了影响。针对自旋目标在线性调频连续波雷达中的干涉三维成像技术进行了研究,分析了自旋产生的回波调制效应与相位变化,结合分析所得的调制前后目标在距离 慢时间像上微动特征的变化关系与扩展Hough变换提取的微动参数,解决了干涉三维成像中由于回波调制效应导致的目标坐标畸变问题,提出了基于调频连续波雷达的自旋目标干涉三维成像的具体处理方法。仿真实验证明,所提方法有效提高了自旋目标的干涉三维成像质量。     

基于稀疏采样的调频率估计与多目标ISAR成像

针对目前多目标成像中关于信号调频斜率估计的算法存在着采样频率过大,以及短时条件下精度不高的问题,结合压缩感知理论,提出了一种基于稀疏采样的回波信号调频率估计与多目标ISAR成像方法。首先,根据目标回波信号的特点构造超完备稀疏基,将信号投影到该稀疏基上,利用高斯随机矩阵对分解后的信号进行欠采样,采用FOCUSS稀疏重构算法,精确提取出信号的调频斜率;然后,利用估计出的调频斜率对多目标回波信号中各个目标的回波分量进行分离和补偿;最后,基于稀疏采样对各个单目标分别进行成像。仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。     

锥扫LFMCW雷达信号处理方法的研究

基于线性调频连续波及圆锥扫描理论,研究锥扫线性调频连续波雷达信号处理方法.针对回波信号的特点,将频域法运用于锥扫线性调频连续波信号.论证了该信号可以在距离高分辨率的基础上进行有效测角,分析了信号处理时频谱泄漏对系统造成的影响,并对泄漏进行了补偿.计算机仿真结果表明,该方法可应用于跟踪雷达的信号处理中.     

线性调频信号的相位匹配去噪处理

线性调频信号被广泛应用到雷达、声纳、地震和其他探测的很多领域,目前对其应用比较广泛的获知信号存在的方法是基于相关的匹配滤波处理,但匹配滤波处理是进行信号压缩来获取最大的信噪比.采用相位匹配方法对线性调频信号进行处理,去除噪声还原信号从而获得高的信噪比,通过仿真实验证明该方法应用在受到噪声干扰的线性调频信号处理上效果很好.     

锥扫LFMCW雷达信号处理方法的研究

基于线性调频连续波及圆锥扫描理论,研究锥扫线性调频连续波雷达信号处理方法.针对回波信号的特点,将频域法运用于锥扫线性调频连续波信号.论证了该信号可以在距离高分辨率的基础上进行有效测角,分析了信号处理时频谱泄漏对系统造成的影响,并对泄漏进行了补偿.计算机仿真结果表明,该方法可应用于跟踪雷达的信号处理中.     

基于深层神经网络的雷达波形设计

针对雷达波形多准则优化目标函数难以建立的问题,降低目标响应的不确定性,提高雷达检测性能,提出了一种基于深层神经网络的雷达波形设计方法。首先,根据雷达回波数据形式进行深层神经网络(DNNs)结构设计;然后,将基于信噪比(SNR)和互信息(MI)准则产生的信号随机混合并与其所对应的环境信息组成训练集,对DNNs训练;最后将另一部分基于互信息准则产生的信号与其对应的环境信息作为测试集,利用DNNs生成信号并进行测试。实验结果表明,使用该方法产生的信号作为雷达发射波形与仅基于MI准则产生的信号作为雷达发射波形相比,雷达回波与目标的互信息量最大提高了21.37nat,雷达接收信号的信干噪比最大提高了1.35dB。与线性调频信号相比,相应的互信息量最大提高了950.76nat,相应的信干噪比最大提高了18.23dB。     

基于子空间投影SVD的MIMO穿墙雷达杂波抑制方法

在穿墙雷达成像中,墙体的强反射信号会干扰墙后目标的成像与检测,甚至湮没临近墙体的目标.传统的空域滤波法从回波幅值出发,通过空间域线性滤波实现对墙体杂波的抑制.然而,该方法在墙体与目标临近的情况下效果较差,且不适用于MIMO穿墙雷达.本文针对超宽带MIMO穿墙雷达成像过程中墙体杂波抑制问题,提出了一种基于子空间投影的奇异值分解方法,该方法从信号回波的特征出发,通过回波信号矩阵最主要的一个或几个奇异值成分确定墙杂波子空间,再利用正交子空间投影去除回波信号中的墙杂波成分.MATLAB仿真结果表明,提出的墙体杂波抑制方法在消除墙体杂波对目标成像结果的影响方面效果更佳,还能消减随机噪声等弱干扰杂波,抑制多目标探测中的虚假成像,改善成像质量,实现目标的精确成像.     

远程高速目标高分辨距离成像新方法

文中提出了一种基于步进频率信号的高分辨距离成像方法,能够同时获得远程高速目标的无模糊距离和无模糊速度,并实现其高分辨距离成像。根据步进频率信号的运动目标回波模型呈现多分量LFM信号的特点,采用时域解线性调频算法对回波进行多普勒处理,以在很大的测量范围内获得无模糊的速度。对回波信号进行运动补偿,从而获得远程高速目标的一维高分辨距离像。     

调频步进波形的ISAR回波建模和成像

研究调频步进波形逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）回波建模和成像的方法,在剖析调频步进雷达信号的数字信号处理方法基础上,建立连续运动目标多散射点的回波模型,提出了用调频步进雷达信号实现连续运动目标的逆合成孔径成像的方法和信号处理方案。通过多个散射点组砀目标的记真,得到不同程度下的目标像,仿真结果证明调频步进波形实现ＩＳＡＲ成像是可行的。     

基于正弦信号调制的灵巧干扰技术

线性调频雷达在接收信号时采用脉冲压缩处理,使传统的压制式干扰在进入雷达接收机时无法获得脉冲压缩增益,从而造成干扰效果大幅下降。针对这一问题,建立了时域卷积调制的灵巧干扰信号的数学模型,根据这一模型设计了基于非完全正弦函数卷积调制的灵巧干扰信号,来实现对线性调频信号的干扰,对这一干扰信号的干扰效果进行了仿真分析。仿真结果表明:这一干扰信号可以产生假目标群来实现对一定距离单元的遮盖性干扰,并能利用脉冲压缩时旁瓣的非线性叠加覆盖真实目标回波,解决了卷积干扰信号滞后于真实目标回波的缺陷。     

基于联合调频傅里叶变换的步进频雷达目标运动的补偿

针对频率步进雷达目标成像过程中运动参数精确估计及补偿问题,提出了基于脉间和脉内联合调频傅里叶变换的参数估计方法. 目标回波信号与本振信号混频后看作线性调频信号,将其作调频傅里叶变换,并在脉组间进行相干累积. 通过对调频率的搜索得到目标速度的精确估计,从而实现了低信噪比下目标运动的补偿. 由于该方法在调频傅里叶变换过程中,频率维采用了IFFT操作,运算效率较高. 计算机仿真结果进一步表明了该方法的有效性和实用性.      

压缩感知在宽带雷达信号处理中的应用

高分辨雷达成像系统在当今的军事和民用方面都有着广泛的需求,高分辨率成像需要发射宽带的雷达信号,然而根据奈奎斯特采样定理,信号带宽的增加又使得雷达系统面临高采样率、高传输率、大数据量存储以及信号实时快速处理等问题.压缩感知(CS)理论通过构造非相关测量矩阵,以远低于奈奎斯特采样率的速率获得一组测量值,通过重构算法对信号进行精确的重构.压缩感知理论应用的前提是信号的稀疏性,关键是测量矩阵和稀疏度之间的关系,重要支撑是重构算法.本文对压缩感知原理进行了简要介绍并针对雷达常用的线性调频信号提出一种稀疏基构造方案.同时,利用matlab构造了线性调频信号模型并对压缩感知处理线性调频信号的采样重建过程及应用于二维成像的过程进行了仿真.本文也研究了不同重建算法并进行了各个算法间的效果比较.仿真结果表明,在宽带雷达回波信号的处理过程中,压缩感知能通过降低采样率有效缓解回波数据的存储和传输的压力,这一点在宽带雷达目标检测中应用前景广阔.