雷达目标微多普勒效应研究概述

近年来雷达目标微多普勒效应得到了较为广泛的关注,基于微多普勒特征的目标识别技术被认为是雷达目标精确识别领域中极具发展潜力的技术途径之一。从微多普勒效应概念、微多普勒分析及特征提取、微多普勒应用等方面论综述了当前国内外雷达目标微多普勒效应研究的发展和应用现状,并对未来的技术发展趋势做了进一步展望。     

双基FMCW宽带雷达微多普勒特征分析与误差因子补偿

对双基调频连续波(FMCW)宽带雷达旋转目标的微多普勒效应进行了研究。首先建立了双基FMCW宽带雷达中的旋转目标模型,推导得出了旋转目标的微多普勒效应表达式,并通过分析目标脉内微动对一维距离像的影响,得出了一次误差项会引起一维距离像的走动和峰值偏移、二次误差项会引起一维距离像的展宽、同时双基角也会对目标微多普勒特征曲线的最大频偏产生调制等结论。在此基础上,进一步提出了利用最小熵准则对误差因子进行补偿的方法。仿真分析表明:该方法能够较精确地估计二次误差项的系数,有效地补偿目标微多普勒效应的误差因子,并具有良好的抗噪性能。     

目标微运动与宽带雷达散射特性

针对弹道中段目标的雷达特征信号难以实测的问题,建立了弹道微运动目标雷达特征信号仿真模型.通过分析弹道目标微运动特性推导出锥旋运动方程.阐述了宽带目标散射特性的基本物理意义,给出了锥形目标进动的雷达散射截面计算公式和动态目标宽带电磁散射剖分建模方法.利用提出的模型对微运动目标的雷达特征信号进行了仿真分析,仿真结果验证了模型的正确性.     

线性调频步进信号雷达目标微多普勒效应分析

线性调频步进信号的距离高分辨能力为目标的精细微多普勒特征提取奠定了基础,因而研究该信号体制雷达的微多普勒效应具有重要意义.在阐述线性调频步进信号成像原理的基础上,研究了线性调频步进信号体制下雷达目标微多普勒效应的产生原理,分析了距离像走动和卷绕的产生原因,并通过重点分析旋转和振动形式的微动引起的微多普勒效应,比较了其与线性调频信号体制下微多普勒效应的异同,得出了在满足距离像不卷绕条件下目标微动参数与谱图上正弦曲线参数之间的关系,为后续的微多普勒特征提取工作提供了理论基础.仿真计算验证了本文微多普勒效应理论分析的正确性.     

MIMO雷达目标部件旋转和振动的微多普勒效应研究

基于MIMO雷达系统,建立了单频信号体制下目标部件旋转、振动的微多普勒效应的数学模型。与传统单基雷达系统相比,当选取的观测雷达组合不同时,得到的旋转微多普勒正弦曲线的幅值、初始相位均不相同,而振动微多普勒正弦曲线的初始相位不变,只有幅值改变。仿真实验验证了理论分析的结果,从而为MIMO雷达系统的微动特征提取及目标识别提供了理论依据。     

组网雷达中旋转目标微多普勒效应分析及三维微动特征提取

目标微动特征提取是当前研究的一个热点,在组网雷达技术中研究了旋转目标的微多普勒效应,分别分析了组网雷达中不同信号形式下的目标微多普勒效应,并给出了其参数化表达。利用组网雷达的多视角特性,将不同信号形式下分布在不同位置的雷达获得的回波信号进行参数提取,通过构造多元非线性方程组,以提取的参数作为变量,进行目标3维微动参数解算,实现了目标3维微动特征的提取。仿真实验验证了所提算法的有效性。     

锥柱体弹道目标遮挡效应分析

针对锥柱体弹道目标观测过程中存在的遮挡效应,探究遮挡区与可视区分界线在弹道目标上的具体位置,提出一种判断散射中心是否处于遮挡状态的方法。在窄带雷达观测的条件下,建立锥柱体弹道目标滑动散射中心模型,分析各散射中心的微多普勒特性。通过对目标遮挡成因进行研究,分析遮挡区与可视区分界线的具体位置,并提出一种判断散射中心是否处于遮挡状态的方法。仿真结果表明:理想散射中心与滑动散射中心微多普勒存在一定差异,遮挡效应会导致微多普勒出现截断现象且不同观测视角下遮挡效应对散射中心的影响不同。     

基于DirectX的弹头进动3D视景及微多普勒特征仿真软件的实现

利用VC++6.0,基于短时傅里叶变换对弹头回波进行时频分析,得到弹头回波微动信息,利用兼容位图将回波微动信息进行可视化显示,采用DirectX三维显示技术,开发出弹头进动微多普勒特征分析及相应的弹头运动形态三维视景仿真软件。软件可提供弹头目标在不同雷达载频、自旋频率、锥旋频率、进动角等参数下的弹头理论微多普勒曲线,以及对回波时频分析得出的微多普勒曲线,实现了弹头目标三维视景与弹头微多普勒曲线的同步实时显示。软件运行表明:该软件运行流畅、理论推导结果与通过时频分析进行仿真验证的结果一致,软件对操作人员的响应迅速,三维视景显示与微动显示相一致。     

新一代多普勒天气雷达简介

新一代多普勒天气雷达是分析研究中小尺度天气系统,定量估测降水,警戒强对流天气（冰雹,大风、龙卷和暴洪）的有效工具,本文将从多普勒雷达的工作原理,基本组成、性能特点和应用领域几个方面对这一新型的遥感遥测系统做一概要的介绍。     

基于连续波雷达的人体目标微多普勒频率估计方法

针对连续波多普勒雷达在频谱混叠区域目标信号难以识别以及传统维特比瞬时频率估计算法路径分叉的问题,本文将修正的维特比算法与指数平滑预测技术相结合,根据雷达回波的局部特性动态调整指数平滑法的平滑系数,并定义基于三次动态指数平滑预测的新型惩罚函数,提出一种从连续波雷达回波中估计人体特定散射部位微多普勒频率的新方法.研究结果表...     

基于微多普勒的雷达目标特征参数提取方法比较

从雷达探测到的众多目标中识别出真目标,进而进行有效的拦截是导弹防御系统中的关键技术。利用雷达获得的微多普勒效应进行真伪目标判定是目前较为先进的目标识别方法之一。选择弹道导弹的弹头目标建立其运动模型,通过对基于微多普勒的时频分析法、频谱与倒谱法、延时共轭法等三种常用方法对弹头目标的微多普勒特征参数提取的计算、仿真和分析,给出了各种方法的优缺点和适用范围。仿真结果表明:在散射点数目较少时,延时共轭法可以快速准确地估计目标的微动特性。     

基于Gabor变换的微动目标微多普勒分析与仿真

由于目标微动特征信号具有非线性和非平稳的特点,为有效提取雷达目标的微动特征,为雷达目标的分类与识别提供依据,在单频信号体制下,以旋转散射点目标为例,基于时频分析的方法提取了旋转目标的微多普勒信息,通过仿真验证,得到了微动目标的微多普勒特征,比较了几种常见时频分析工具的变换结果及性能差异.仿真结果表明,Gabor变换方法在微动目标微多普勒提取方面是可行而稳健的,Gabor变换的巨大潜力将为微动目标特征识别提供新的途径.     

利用Gabor-PWVD变换实现进动目标微多普勒分析与仿真

为了得到微多普勒进动信号更好的时频分析结果,采用一种基于Gabor-PWVD的联合时频分析算法对进动信号进行时频分析。对进动信号进行Gabor变换和PWVD变换,得到两个数组,然后将二者点乘,当二者都存在信号项时,就可以得到点乘结果,而PWVD交叉项对应的Gabor变换区域却没有值,点乘结果为零。仿真结果表明:Gabor-PWVD联合时频分析方法在保证不含交叉项的同时,得到了聚集性较好的时频分布图。通过Hough变换对Gabor变换和Gabor-PWVD变换的时频图进行周期特征参数提取,提取值与理论值相比,误差由2%降低为1.8%,验证了Gabor-PWVD的性能优势。     

基于小波的宽带雷达信号建模研究

建立了宽带雷达信号模型，讨论了窄带信号模型的局限性，研究了宽带信号的约束条件；提出了以母波为发送信号并以不同尺度和时移的子波来建立宽带回波信号的数学模型；仿真实验表明，基于这种模型，利用连续小波变换实现发波与回波相关函数的计算，即使在低信噪比的情况下，仍然是有效的     

基于Keystone变换的宽带脉冲多普勒雷达目标运动补偿算法

针对由运动目标在步进频间不同频点引入的多普勒频率跨速度分辨单元走动问题,提出了基于Keystone变换的补偿方法,即通过时域的伸缩变换来补偿多普勒频率走动问题,并研究了基于多通道Keystone变换和基于装订信息的两种解速度模糊方法.仿真结果表明,该方法可以有效提高速度分辨率和信噪比,解决目标运动带来的峰值降低、波形发散等问题.     

多普勒效应的仿真研究

根据多普勒频移理论,应用MATLAB软件编程,模拟声信号发射与接收的频率变化,通过改变观察者的运动速度、波源的运动速度、以及同时改变两者的运动速度及其方向,观察到了频率移动的相应变化。这种方法作为辅助教学手段,有助于学生更加深刻地理解多普勒频移的特征和规律,提高教学质量。     

基于ITS模型的短波宽带移动信道建模与仿真

短波宽带移动信道模型是远程机动平台移动通信系统性能分析评估的基础,现有短波宽带信道模型不能有效表征机动平台移动信道快时变多普勒效应,难以适应机动平台短波移动通信需要。鉴于此,在分析机动平台行为模式与信道时变多普勒效应的映射关系基础上,推导出了机动平台移动信道冲激响应表达式,基于ITS(international telecommunication society)模型提出了一种适用于固定与机动不同场景、不同传播模式、宽窄带融合的短波通信信道模型。利用信道冲激响应与信道散射函数从时域色散、频域色散两个维度对本文信道模型的有效性进行了验证。结果表明,该信道模型能够基于机动平台运动轨迹实现时变多普勒效应传播复现与信道模拟;也能在运动轨迹未知情况下,基于飞行器种类、机动频率等先验信息,实现具有各态历经性的机动平台短波宽带信道仿真,对机动平台短波移动通信系统效能评估有重要意义。     

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。     

星载雷达杂波多普勒特性分析

针对星载雷达杂波的多普勒特性,提出了在某一距离处的多普勒模糊次数的数学模型,并从三维角度对多普勒频率进行了理论分析与仿真.在杂波角度-多普勒频率二维数学模型的基础上对多普勒模糊情况进行了具体分析,并理论分析了角度、距离等多个因素对多普勒频率的影响,最后综合考虑了地球自转及平台运动带来的两种偏航误差并推导了相应的数学模型...     

多普勒雷达VAD技术扩展的误差分析

从理论上给出了扩展VAD相对于VAD的误差解析表达式,证明谐波分析方法可从半圆资料中精确地求出一阶富氏系数,因此半圆VAD方法计算出的大尺度风向风速和VAD方法有相同的精度。用1/3圆资料拟合简谐曲线所计算出的风向风速相对于VAD方法存在误差,其大小和简谐曲线的初位相有关,风向误差为0～27°、风速相对误差为0～0.4。理想简谐分布离散数据的模拟实验表明,TVAD的风向平均误差为16°、风速为0.27,与常规测风的误差相近。实际多普勒速度廓线的拟合实验说明半圆VAD技术和TVAD技术所拟合出的简谐曲线可以反映其所代表区域的风场大尺度特征。