多普勒频率偏置LFM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,本文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Dixon优化算法的双频匹配网络设计

为了解决高频地波雷达(high frequency surface wave radar, HFSWR)双频发射天线因小型化造成的阻抗不匹配问题,设计了一款适用于双频发射天线的匹配网络。基于所设计的匹配网络的拓扑结构,推导了反射系数关于网络元件参数的表达式,并以此构造目标函数,将网络中各元件参数作为优化变量,利用Dixon优化算法得到了网络中各元件的参数值。仿真与实测结果均表明,所设计的匹配网络能够同时实现双频的阻抗匹配,并能够满足带宽大于60 kHz的设计要求,而且该匹配网络元器件数目少,能够减少匹配网络带来的损耗。在双频匹配网络的基础上进行扩展,得到的三频匹配网络具有较好的匹配效果。并且得到的雷达回波谱质量良好,说明本文方法在实现多频发射天线同时匹配方面具有可行性和有效性,能够满足工程需求。     

球面近场扫描技术中的探针补偿

由于球矢量波函数的坐标变换关系将天线坐标系的辐射场表达式变换至探针坐标系中，利用电磁波理论中的散射矩阵理论建立了天线辐射场，探针接收特性与探针接收信号三间的关系，这一理论将探针接收信号与探针的接收特性联系起来，考虑了球面近远场变换中的探针补偿，导体球附近振子辐射的数值结果验证了理论及计算机软件的正确性。     

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X波段雷达回波图像相关性分析的 浅海水深数值模拟与反演研究

根据描述有限水深的TMA海浪谱模型,对X波段雷达浅海区域海面回波进行了数值模拟;TMA海浪谱模型是深水JONSWAP谱的扩展,它能反映水深变化对海浪的影响。对利用X波段雷达回波图像相关性分析来反演浅海水深方法的适用条件以及性能进行了分析;该方法利用雷达对海杂波成像,结合回波图像之间理论与实际相关性之间差值累计量的最小值与水深的对应关系,可以得到雷达探测区域的水深信息。数值模拟以及水深反演结果表明:图像相关性方法在水深小于25 m时有较好的水深估算能力;但当水深大于25 m时,此方法会失去其水深反演能力。通过对模拟的图像进行水深提取,有效的验证了谱模型的准确性以及相关性方法的适用范围,为后续X波段雷达水深研究提供了很好的依据。     

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。     

一种应用于X波段海洋监测雷达的插值算法研究

X波段雷达是海洋监测系统的重要组成部分,其提取的风、浪、流等海洋信息为渔业生产、港口货运、船只交通管理等生产活动提供了有力保障。海态参数提取需要进行二维插值,传统方法采用反距离加权的方法,但其精度有限。提出一种基于三角形线性插值算法,其先采用分治法实现Delaunay三角部分,再基于三角形线性加权估计函数值。将以上两种方法反演结果与浮标数据进行对比,并计算均方根误差、相关系数和平均耗时。结果表明基于三角形线性插值更精确,平均耗时略小。     

一种适用于高频地波雷达的电小双频发射天线

设计了一款适用于高频地波雷达的发射天线,通过顶部加载螺旋线圈的方式实现了天线电小化,且利用参差调谐原理,同时在顶部加载两个不同长度螺旋线圈,使天线实现双频谐振。该天线电尺寸仅为0. 085λ,且兼顾双频段和高效率的优点。利用CST电磁仿真软件进行仿真设计并制作缩比模型进行验证,仿真与实测结果吻合良好。