多普勒频率偏置线性调频信号的模糊函数分析

线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号是研究最早、应用也最广泛的一种脉冲压缩信号,当LFM回波信号有较大的多普勒频移时,匹配滤波器仍能起到良好的脉冲压缩作用,这使得多普勒频率偏置技术得以应用。由于需要对发射信号进行多次周期扫频来获得目标的速度信息,根据模糊函数定义推导了多周期多普勒频率偏置线性调频(Doppler frequency shifted linear frequency modulation,DFS-LFM)信号的模糊函数,以及不同DFS-LFM信号的互模糊函数,并对DFS-LFM信号参数与雷达距离和多普勒分辨性能进行了分析。分析结果表明,多周期LFM信号进行多普勒频率偏置后,分辨性能不受影响;对于多个不同多普勒频率偏置的LFM信号,距离和速度分辨能力不受影响但其最大不模糊多普勒谱宽发生改变且与频率偏置间隔有关。当多普勒频率偏置间隔大于目标最大多普勒频移时,既不会影响目标的多普勒速度分辨性能,又能充分利用多普勒频谱,降低了系统对工作频率及带宽的要求。     

基于二维Cat映射的调频雷达信号性能分析

基于一维混沌的调频(FM)信号的相空间结构性强,容易被截获,提出了基于二维Cat映射的调频信号。给出了高维混沌调频信号的信号模型,并将基于二维Cat映射的调频信号分别与一维Bernulli调频信号和线性调频(LFM)信号从不同角度进行详细比较。仿真结果表明,基于二维Cat映射的调频信号与Bernulli调频信号相比,在具有相似的自相关特性、功率谱特性和模糊函数特性的同时,相空间更复杂,具有更低的截获率;与LFM信号相比,具有更高的距离、速度分辨力,不存在距离速度耦合,脉压输出的距离旁瓣更低,但是对多普勒频移更敏感。对该信号的研究可以为对低截获率要求高、多普勒频移范围较小的场合提供参考。     

一种基于分数阶傅里叶变换域加权MUSIC算法的移动单站多目标无源定位方法

针对多个线性调频信号目标源存在的情况,通过分析接收信号的多普勒频移,建立移动单站上天线阵列对多分量线性调频（LFM）信号的接收模型,提出基于分数阶傅里叶变换（FRFT）域加权MUSIC算法的无源定位方法,实现了低信噪比下多目标的信号检测与方位估计.仿真结果表明,该算法可以分辨多个频率及空间相近的目标源,且精度很高.     

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。     

基于正负斜率调频多带Chirp信号的移动目标参数估计

由于移动目标产生多普勒频移受到Chirp信号的调制,已有的单带线性调频连续波(linear frequency modulated continuous wave,LFMCW)信号对移动目标的速度和加速度估计方法存在较大误差。在多带Chirp系统中,通过对正负斜率调频多带Chirp信号进行差拍处理与傅里叶变换有效地抑制了这种因素引起的误差。除此之外,正负斜率调频多带Chirp信号测速方法有效地提高了移动目标分辨距离。同时,通过对接收信号的差拍结果进行基于重排的平滑伪魏格纳威利时频分布（reassign smooth pseudo wigner ville distribution,RSPWVD）与Radon变换,恒虚警（constant false alarm rate,CFAR）检测和阈值处理,实现对移动目标的加速度和速度估计。给出了移动目标速度与加速度估计算法,具体实现步骤和仿真结果。仿真实验验证表明,改进后的移动目标参数估计方法对低速移动目标测速精度有明显提高。     

EBPSK调制脉冲雷达信号的探测性能

研究了EBPSK(extended binary phase shift keying)调制脉冲雷达信号的探测性能.首先分析了该雷达系统信号在几种情况下基于CFAR(constant false alarm rate)的目标检测概率,表明在未知目标距离情况下,EBPSK调制雷达信号的探测性能优于传统LFM雷达信号的探测性能,在短波信道中,EBPSK脉冲雷达信号不存在多普勒频扩.该信号的模糊函数是对称的,所以不存在距离-多普勒耦合效应.其次,EBPSK调制雷达系统的调制器灵活多变,可根据要求设置不同的调制参数以改变信号的测距精度与目标探测性能.最后,通过仿真实验验证了理论分析的合理性,在较大脉冲回波时延估计误差的前提下,EBPSK信号的脉冲压缩性能高于LFM的脉冲压缩性能,且获得相同的探测性能,当时延大于0.05μs时,EBSPK脉冲雷达信号所需SNR比LFM脉冲雷达信号要少;当时延为0.5μs时,EBSPK脉冲雷达信号所需SNR比LFM脉冲雷达信号少25 d B.     

极化捷变LFM脉冲压缩信号的相关检测

基于电磁波的极化信息,提出了一种脉内线性调频(LFM)、脉间极化编码的新体制雷达信号.该雷达体制采用线性调频信号的脉冲压缩来提高距离分辨率,采用极化编码的相关检测来实现对电子干扰的抑制.建立了该雷达信号的数学模型,提出一种基于Poincare极化球上空间距离的极化解码方法,理论研究和仿真了该信号在噪声干扰和移频干扰条件下的性能.研究结果表明,该信号具有低截获概率特性和较好的抗干扰性能.     

线性调频脉冲压缩雷达信号参数估计方法

针对低信噪比下,瞬时自相关谱算法对调频率估计精度不够高及基于传统的包络检波方法对线性调频(LFM)脉宽和重复间隔估计不准确的问题,提出了以分数阶傅里叶变换为核心的多参数估计方法.利用分数阶傅里叶变换对LFM信号的聚集特性,精确估计LFM脉冲压缩雷达信号各主要参数,设计LFM脉冲压缩信号发射接收实验以验证本算法.实验结果表明,在较低信噪比条件下,能够实现线性调频脉冲雷达信号主要参数的准确估计.     

雷达信号模糊函数的计算程序

本文给出一个计算雷达信号模糊函数的通用程序,可用于以矩形包络子脉冲为单元信号、并对它进行多重周期重复与多种调制的复杂信号。其适用范围很广,如单个矩形脉冲或多个相干脉冲串、脉冲持续期内的线性调频、相邻矩形脉冲的相位和频率编码、脉间频移和周期参差以及复数振幅加权等常用信号皆包括在内。并适用于脉冲和连续波及不同目标照射时间等多种情况。     

“LFMCW雷达信号多周期模糊函数分析”再研究

针对郭磊等人的论文"LFMCW雷达信号多周期模糊函数分析"中关于线性调频连续波(LFMCW)雷达信号单周期模糊函数的推导及其单周期、多周期距离自相关函数和模糊图仿真有误的情况,该文从周期调制连续波信号的单周期模糊函数定义出发,推导出LFMCW信号的单周期模糊函数,利用单周期模糊函数与周期模糊函数的关系获得LFMCW信号的周期模糊函数。仿真结果表明,LFMCW信号的单周期或周期模糊函数具有奇数个完整的"斜刀刃"和2个"半斜刀刃";周期速度自相关函数是单周期速度自相关函数在多普勒域的N(N为周期数)倍压缩;周期距离自相关函数是其单周期自相关函数的N次复制。     

复合线性调频信号的模糊函数分析

为提高单斜率线性调频信号的距离速度联合分辨力,提出了一种正负双斜率的复合线性调频信号,推导并分析了该信号的模糊函数。仿真得到了复合线性调频信号以及单斜率线性调频两种信号的模糊函数图、-3 dB模糊度图、距离模糊函数图以及速度模糊函数图,对比研究发现复合线性调频信号相对单斜率线性调频信号具有更好的速度分辨力和距离速度联合分辨力。     

OFDM雷达信号模糊函数分析

为了解决正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号雷达波形设计的问题,推导了OFDM雷达信号的单周期模糊函数,给出了单周期模糊函数与调制码字序列的关系。讨论了多周期模糊函数,分析了其旁瓣特性,提出一种抑制OFDM信号雷达多普勒旁瓣的相参脉冲串处理方法。以Barker码作为调制码字序列,给出了仿真结果。与传统方法相比,该文的方法不需要对已调制信号进行计算,而直接由调制码字序列得到OFDM雷达信号的周期模糊特性。     

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.     

对称三角线性调频连续波雷达信号多周期模糊函数分析

针对大时带宽积对称三角形线性调频连续波信号模糊函数须考虑多普勒效应对复包络函数的影响,该文利用信号复包络求解法,导出了大时带宽积对称三角线性调频连续波信号的单周期与多周期模糊函数,研究了它们的对称性、模糊度图及沿主轴切割性质等特性.通过分析模糊函数表达式,得到了单、多周期信号的理论多普勒分辨率与时延分辨率.结果表明:单周期和多周期信号的时延分辨率相同,而N周期信号的多普勒分辨率提高到单周期信号的1/N.     

跳频编码脉冲信号及其模糊图的绘制

跳频编码脉冲信号是一种新的脉冲压缩雷达信号形式，极具研究价值，模糊函数是对雷达信号进行分析研究和波形设计的有效工具，跳频编码脉冲雷达信号模糊函数的计算十分复杂，模糊图会制非常困难。本文通过运用模糊函数的卷积算法，应用Matlab语言简便快捷地计算并绘制了具有良好立体效果的三维模糊图，制作了Fd切面图、Td切面图和模糊度图，并给出了绘制方法。     

多目标混沌MIMO雷达的模糊函数研究

将混沌信号作为MIMO雷达的正交信号,以均匀线阵布阵,对多个目标的混沌MIMO雷达的模糊函数进行了研究,给出了MIMO雷达模糊函数的表达式,并进行了计算机仿真,结果表明:混沌MIMO模糊函数对时延及多普勒频移不同的目标能够进行分辨,具有较高的目标定位能力和距离分辨力.     

脉冲调频波探测性能分析

利用模糊函数模糊图,对脉冲调频波形的探测性能进行分析,就波形的调频步长、子脉冲宽度、调制频偏等参数对测距性、测速性以及抗干扰性能的影响进行了分析与探讨,特别就波形参数脉冲重复周期与子脉冲宽度之比H对模糊图的影响进行了详细地分析.在此基础上得出脉冲调频探测的距离、速度分辨力、测距精度、测速精度等表达式,结果可为波形设计提供依据.     

一种新的高距离分辨率脉压技术的研究

在频率进步雷达高距离分辨技术的荐,为解决压缩经的限制提出了在子冲引入线性调频体制的新型雷达波形。