基于9223模块超宽带雷达回波信号实时采集系统的设计与实现

针对超宽带探测雷达回波的采集要求,设计了一种基于9223采集模块的回波信号中频信号采集系统.该系统将穿墙雷达回波信号与本振信号进行混频处理获取可直接采样的中频信号,由计算机控制9223采集模块完成了四通道回波信号同步采集并经以太网传输至计算机;依据数据采样流程,系统给出了混凝土墙体(墙体厚度12cm)后面1米处、2米处目标回波信号.实验结果表明,该采集系统有效避免了超宽带穿墙雷达直接采样的实施难度,回波信号能有效分辨目标对应峰值,满足了超宽带数据采集系统的需求.     

基于高分辨距离像的UWB雷达信号设计

根据目标冲激响应设计相应的雷达信号,可使回波能量最大化,从而提高检测性能.本文针对目标检测的超宽带雷达信号设计发射-接收联合优化的问题,提出基于相位编码的超宽带雷达波形优化方法.该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比.首先针对目标高分辨率距离像的多相编码超宽带雷达信号设计,建立了信号设计优化计算的目标函数,提出了一种恒模共轭梯度(CM-CG)算法实现优化计算.最后仿真结果表明,该方法设计得到的多相编码雷达信号性能很好地逼近最优发射波形,该方法具有收敛速度快、运算量小的特点. 号,可使回波能量最大化,从而提高检测性能.本文针对目标检测的超宽带雷达信号设计发射一接收联合优化的问题,提出基于相位编码的超宽带雷达波形优化方法.该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比.首先针对目标高分辨率距离像的多相编码超宽带雷达信号设计,建立了信号设计优化计算的目标函数,提出了一种恒模共轭梯度(CM-CG)算法实现优化计算.最后仿真结果表明,该方法设计得到的多相编码雷达信号性能很好地逼近最优发射波形,该方法具 收敛速度快、运算     

基于互补序列码的超宽带搜救雷达信号处理

根据超宽带雷达目标特性建立了人体探测模型,并利用互补序列码编码的超宽带脉冲串信号对人体模型进行探测仿真.通过对比编码信号与非编码信号的探测结果和不同信噪比下互补码的探测结果,得出经互补序列码编码的超宽带雷达脉冲信号具有很好的抗噪声能力,是超宽带搜救雷达发射脉冲串的理想编码方式.     

超宽带冲激雷达的特点及军事应用前景

超宽带冲激雷达作为超宽带雷达中的一员,其特点是：发射和接收无载波短脉冲,从回波信号中获取目标距离、速度和精细结构信息。超宽带冲激雷达具有很大的工作带宽,相对于常规的窄带雷达,具有许多的潜在优势和巨大的军事应用价值。     

船舶导航雷达目标回波信号特征分析

利用实测记录的雷达目标回波视频信号对不同目标的回波面积、形状复杂度和幅度相关性等特征参数的统计特性进行分析.结果表明,同一目标的特征参数具有较强的相关性和稳定性,可以用于雷达目标检测和跟踪算法,有利于提高检测和跟踪性能;也可以用于雷达目标模拟,使模拟的雷达目标信号特性更接近真实目标回波信号.     

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.     

基于小波分解的超宽带雷达去噪方法

为提高超宽带雷达信号的信噪比,分析了运用小波变换的分解与重构理论来实现超宽带雷达信号去噪的原理,并进行了仿真,结果表明,这种方法具有较好的去噪能力,去噪效果与目标信号及干扰信号的特性有关。     

UWB信号的穿墙传播特性研究

超宽带信号的穿墙传播特性研究是决定穿墙成像成功的关键因素.文中利用时域有限差分方法仿真模拟了超宽带穿墙雷达成像场景,分析了墙体作用对目标散射信号的影响,仿真结果验证了超宽带信号在穿墙过程中经历了时间的延迟、信号的衰减以及波形的失真.此外,定性讨论了超宽带信号中心频率、接收天线采样位置、墙体材料以及厚度和目标信息对接收天线处提取的目标散射信号的影响.     

雷达回波信号的多普勒瞬时频率仿真研究

雷达回波信号是非平稳的时变信号,其瞬时频率是雷达接收机所接收到的回波信号的重要参数,可以获知空间目标的运动信息.本文分析了雷达回波信号处理过程中产生的多普勒瞬时频率的数学基础,其信号频谱峰值随时间的变化而变化,并采用时频分析的方法仿真了多普勒瞬时频率的性能参数,以获得回波信号的多普勒瞬时频率时间域与频率域的联合分布信息,便于获知空间目标的运动情况,更好地探测、跟踪空间运动目标.     

探地脉冲雷达回波信号波达方向估计方法的研究

估计探地脉冲雷达目标回波方向是探地雷达信号处理的一个重要内容，针对脉冲探地雷达回波信号的超宽带特点，提出了将探地雷达阵列信号经过高频带通滤波器分解成几个窄带信号后，再利用窄带子空间方法进行波达方向估计。通过对实验数据的处理发现，低频信号的分辨率较低，误差较大。在实际处理过程中，并不需要对所有频带信号进行处理，只需要用几个较高频率的窄带信号，就可以准确估计出超宽带脉冲探地雷达信号的回波方向。     

基于超宽带阵列回波信息的引战配合方法

如何保证较高的引战配合效率是超宽带引信系统研究的一个关键技术问题。为获得理想的引战配合效率，基于高斯脉冲的超宽带阵列引信,分析了弹目交汇过程中近程体目标的回波信号,指出不同方向上波形宽度与阵列方向图指向、目标方向角间存在的关系式,提出了利用回波信息估计目标中心位置的方法,在此基础上,结合弹目相对速度,确定起爆点,实现最佳引战配合。仿真结果表明：利用一维均匀超宽带阵列天线的回波进行目标距离、角度位置估计是可行的，该方法是有效的。     

基于超宽带技术的矿用人员精准定位系统

提出一种基于超宽带技术的矿用人员精准定位系统,通过分析典型的SDS-TWR算法基本原理,利用矿井CAD图纸及二维坐标定位算法,首次实现了在CAD二维平面内对井下人员位置进行实时、动态、同步跟踪监测、高精度定位与轨迹回放综合管理。系统在莱芜矿业马庄铁矿进行了现场测试,实验结果表明,超宽带信号覆盖范围200 m内,系统对静态目标定位误差小于30 cm,动态目标在25 km/h移动速度下,定位误差小于1.65 m,满足煤矿井下对人员定位要求,具有广阔的市场推广前景及应用价值。     

基于去冲激响应的UWB雷达目标识别

提出了基于去冲激响应的UWB雷达目标识别方法,在理论上对该识别方法进行了详细地推导,并给出了该方法中所用到的窄脉冲的选取准则;最后,通过计算机模拟,给出了两种飞机模型不同姿态下的近似冲激响应数学模型,在此基础上对这两种飞机模型进行了识别仿真。从仿真结果来看,此识别方法效果良好。     

基于超宽带的 TOA-DOA 联合定位方法

针对现有的大多数超宽带(ultra-wide band,UWB)定位方法至少需要3个基站,系统开销较大的问题,提出一种新颖的基于波达时间-波达方向(time of arrival-direction of arrival,TOA-DOA)联合估计的定位方法,仅需一个基站即可准确快速定位目标.利用酋矩阵束算法估计视距信号TOA和最小二乘估计准则估计视距信号DOA,得到目标的相对坐标.Matlab仿真实验证明,该方法的TOA和DOA估计精度较高,定位精度达到厘米级,而且复杂度降低为矩阵束算法的1/4,采样频率为亚奈奎斯特速率,易于实现,是一种简单有效的定位方法.     

异步脉冲无线电超宽带系统的渐近带宽

针对异步跳时脉冲无线电超宽带(impulse radio ultra-wide band,IR-UWB)多用户系统中存在多用户干扰,分别推导了当多用户干扰相对于输出噪声能以高概率忽略不计时密集网络和扩展网络所需的IR-UWB信号渐近带宽.理论研究表明所得到的IR-UWB信号渐近带宽与网络内的用户数成正比,而且密集网络所需的IR-UWB信号的渐近带宽远大于扩展网络的.当IR-UWB信号带宽满足理论渐近带宽时,多用户系统的差错概率就简化为单用户系统的差错概率.     

基于Chirp-BOK调制的超宽带无线通信系统研究

基于正向和反向线性调频脉冲良好的自相关性以及匹配滤波后尖锐的时域特性，将线性调频脉冲扩频技术用于高速的超宽带无线通信，设计了Chirp-BOK调制的超宽带通信系统。系统可以采用声表面波器件实现，具有低功耗，低成本，低复杂度等特点。通过仿真分析比较了Chirp-BOK UWB和TH-PPM UWB系统的可靠性，仿真结果说明：在AWGN信道下，Chirp-BOK UWB系统与TH-PPM UWB系统有着相同的可靠性；在IEEE 802．15SG3a建议的CM1、CM3信道模型下，采用Rake接收的Chirp-BOK UWB系统具有良好的抗多径衰落能力，但符号间干扰影响较大。     

DS-BPSK UWB通信系统的性能分析

首先介绍了DS-BPSK UWB通信系统的模型;随后研究了在UWB多径信道环境下,存在AWGN以及由多径效应引起的符号间干扰ISI时,DS-BPSK UWB通信系统的误码性能;最后分析了不同扩频码序列对系统性能的影响．     

超宽带抗干扰性能分析

研究了超宽带系统的抗干扰性能.基于TH-PPM-UWB系统,分析了超宽带在窄带和宽带干扰时的系统性能,利用ADS软件,建立了系统仿真模型,并分别仿真分析了2种干扰情况下的系统误码性能.仿真结果表明:窄带干扰中心频率及发送功率的大小对UWB系统的性能有较大影响,而增加宽带干扰,相当于增加热噪声幅度.     

超宽带单极子天线脉冲传输特性的分析

以超宽带单极子天线为对象,提出一种实验测量结合数值模拟的简便方法,并将其推广用于脉冲体制超宽带通信系统的设计与性能分析,测量天线系统在特定频段上的频域传输幅度和相位特性并将其转换成时域传输特性.然后利用实验数据,结合数值仿真,分析了几种脉冲信号在系统中的传输特性.接着通过比较系统采用不同收发天线对情况下的传输特性,探讨了超宽带天线的性能评估和选择.实验与仿真结果表明,这种方法对脉冲信号的波形设计、超宽带天线的性能评估与优选具有良好的效果.     

认知无线电超宽带多址与抗干扰策略

结合超宽带和认知无线电的特点,介绍基于超宽带传输且能够感知并自适应周围频谱环境的无线通信系统--超宽带认知无线电,分析超宽带与认知无线电的结合点,研究超宽带认知无线电的多址与抗干扰策略,提出超宽带认知无线电系统多址初步构架.结果表明,采用认知无线电可以有效解决超宽带系统的多址与抗干扰问题.