基于WFFT/FFT-DWT并行处理提高MTD检测性能的新方法

MTD雷达的多普勒滤波器组常用FFT或加权FFT(WFFT)来实现。当回波的输入信号未被加权,且其频率恰好等于FFT滤波器组的某一中心频率时,称为匹配状态,其输出信噪比最大,检测性能最好。针对雷达常常工作于失配状态,文献［1］介绍了一种利用离散小波变换(DWT)补偿信噪比损失的方法,但这种方法仅在频率偏移比较大时才有效。提出了一种基于WFFT与FFT-DWT并行处理的新方法,该方法能在整个频率范围内获得优异的检测性能。     

PD雷达谱分析中的帧重叠ZoomFFT优化设计

针对脉冲多普勒(PD)雷达回波信号频谱分析问题,提出了帧重叠ZoomFFT方法。该方法既可以获得信号局部频谱的高分辨率,又可以提高FFT相参积累的增益,从而提高了PD雷达微弱信号的检测能力以及参数测量精度。文章在介绍该方法基本原理的基础上,针对高重频(HPRF)PD雷达应用,提出了帧重叠ZoomFFT方法的参数设计准则。同时分析了帧重叠对于非相参积累和目标检测的影响,并且给出了具体应用的参数设计及其性能仿真,最后介绍了采用帧重叠ZoomFFT方法的PD雷达信号实时谱分析系统的实现方案。     

多模式低副瓣阵列方向图综合方法

本文面向阵列天线低副瓣的实际应用需求,利用空时编码的思路设计加权矢量,分别提出序贯快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)方法、约束方程计算方法和优化函数求解方法,对应多脉冲低副瓣方向图综合时加权矢量时变、不变和奇偶交替变的3种不同工作模式。理论分析和仿真实验表明,序贯FFT和约束方程计算方法均能实现超低副瓣方向图(优于-50 dB),而优化函数求解方法在实现低副瓣的同时仍能保持方向图主瓣的良好性能,避免了传统方向图综合方法无法同时兼顾主副瓣性能的缺点。另外,从计算复杂度、随机幅相误差、干扰抑制等各方面综合分析了不同方法的优缺点,可为实际阵列天线的工程应用提供理论指导和技术参考。     

气象杂波环境下二维次序统计量恒虚警检测器

利用实际的气象杂波数据 ,研究了其CFAR处理问题。基于FFT处理技术 ,比较了CAGO -CFAR检测器、CLUTTERMAPPING -CFAR检测器和MX -OS -CFAR检测器的抑制气象杂波性能。针对存在的问题 ,提出了将通常在一维距离向进行的CFAR处理改为在R-Fd(距离 -多普勒频率 )二维平面进行 ,并利用次序统计量估计杂波幅度 ,形成新的稳健的 2D -OS -CFAR检测器。对实际杂波数据和仿真目标数据的处理结果表明所提出的 2D -OS -CFAR检测器具有良好的性能     

一种基于最小二乘的高频雷达信号处理方法

高频雷达工作在十分拥挤的短波波段内,可资用的能满足信号调制的连续频带很难获得。为了获得足够的带宽,雷达采用一种非规则频率调制的波形。这种波形经过常规FFT处理后的旁瓣很高,严重影响了雷达的性能。为此,提出了一种基于最小二乘的信号处理方法,它具有处理方式简单,易于应用实现的优点,能够较好地抑制旁瓣,提高了雷达在恶劣电磁环境下的生存能力。     

多基地雷达的目标检测性能

本文研究了在白噪声情况下,由M部采用检测后积累工作方式的接收机构成的多基地雷达系统检测部分相关Rayleigh目标时的检测概率。给出了计算这种系统检测概率的方法。得到了在不同脉冲数N和站数目M情况下检测概率随信噪比变化的曲线。同时还计算了由于采用多基地雷达带来的检测增益。对于实际雷达设计者来说,了解检测增益可以使其在系统复杂性和系统性能之间作出最佳的选择。     

机身共形圆台阵结构对地杂波谱特性影响分析

针对共形阵情形下,采样协方差矩阵求逆(sampling matrix inversion, SMI)得到的最小方差谱会发生很大程度的展宽,进而影响目标检测性能的问题,提出了增益谱分析方法。该方法利用增益权进行杂波处理,即在权中考虑了阵元增益,因此能够更好地对实际杂波进行匹配。在所提方法的基础上,重点分析了机身共形圆台阵圆心角和阵元主瓣宽度对杂波特征值、最小方差谱及增益谱的影响,为实际共形阵杂波抑制时共形阵结构的选择提供了重要的指导意义。仿真结果表明,较大的主瓣宽度可以使最小方差谱展宽减小,而较大的圆心角可以使增益谱的性能更优,并且,利用增益权处理可以有效提高主瓣杂波下目标的检测性能,且当圆心角较大时,增益权的处理结果明显优于传统SMI。     

高频雷达中LFMCW信号的分析

高频雷达在现代战争和民用事业上发挥着越来越重要的作用 ,线性调频连续波 ( L FMCW)信号是高频雷达常采用的信号形式。就 L FMCW信号在高频雷达中的应用作了具体分析 ,并导出了其差频相位的具体表达式 ,它表现出了要检测的各量的物理意义 ,对检测的方法提供了理论依据。在此基础上 ,利用二维 FFT处理技术对目标回波信号的信息提取进行了仿真 ,并对仿真结果进行了分析     

相控阵和频率分集阵双模式雷达联合目标检测

传统相控阵发射方向图仅是角度的函数，而频率分集阵发射方向图是距离/时间-角度的函数，发射方向图的差异使得两种体制各具不同的应用优势。本文提出一种相控阵和频率分集阵双模式体制联合目标检测方法。分析了双模式雷达的发射方向图特性，阐明了相控阵发射功率聚焦与频率分集阵角度宽覆盖结合的优势，提出了相控阵和频率分集阵双模式联合最优检测器，基于检测概率、检测信噪比对比分析了双模式体制相比于单一模式体制的目标检测性能改善。研究表明，相控阵和频率分集阵双模式雷达不仅在主瓣方向具有最优的目标检测性能，而且可以在较小信噪比损失的条件下兼顾旁瓣区域的目标检测性能。     

高分辨力雷达导引头可编程FFT处理器设计

高分辨力雷达导引头采用先进的合成孔径雷达(SAR)进行制导,通过对回波数据的大量积累和实时处理来提高雷达的方位分辨力。其中极为关键的部件就是FFT处理器,它的处理速度是整个数字信号处理系统中的重要指标。为了研制这种高速可编程FFT处理器和满足实时处理要求。本文采用两片TMS320C25芯片设计了一种可编程FFT处理器。当运算点数在128点以内(复数数据)时,通过合理地优化可执行程序代码和安排运算数据,其编程可以达到最高的效率,能够在0.5ms完成128复数点FFT运算(全部过程)。实践表明,效果良好。     

一种SAR成像中的非均匀采样重构方法

方位向非均匀采样是合成孔径雷达获取高分辨率图像的瓶颈之一,它导致图像的方位向分辨率、峰值旁瓣比和积分旁瓣比恶化,成像质量变差。提出了具有较高补偿精度和计算效率的非周期内插零的方法,在两个采样点之间插入非周期的零值,利用快速傅里叶变换在频域实现均匀采样重构,分析了插值倍数以及非周期的残留误差对图像指标的影响。仿真结果验证了方法的有效性。     

基于粒子群优化的圆阵列波束形成方法

围绕均匀圆阵列(uniform circular array, UCA)在波束形成中存在的波束主瓣宽、旁瓣电平高的问题,提出了一种基于粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法的圆阵列波束形成方法。通过对UCA的输出信号进行模式空间变换,将UCA数据转换为虚拟均匀线阵数据形式。利用PSO算法充分挖掘均匀线阵各阵元间数据信息,进行阵元拓展,从而实现阵列阵元数及孔径尺度的增加,实现降低阵列波束主瓣宽度及旁瓣电平的目的。实验结果表明,在适当增加计算复杂度的前提下,利用PSO算法对阵列进行阵元拓展可以显著地提高波束形成质量,且适用于自适应波束形成。     

一种用TMS320C25汇编语言实现FFT的快速方法

TMS320C25是美国TI公司TMS320系列的第二代产品,其运算速度可达1000MOPS,并且具有单指令周期的乘法/累加指令和专门为FFT运算而设计的位反向寻址指令,因此,它在现代数字信号处理中占有重要的地位。 快速付立叶变换(FFT)是现代信号处理中的一个重要方法。尤其在雷达信号的处理中,这种方法显得越来越重要。但是,长期以来,由于处理器速度的限制,使得这种方法很难用于实时信号处理系统。然而,用TMS320C25汇编语言编程可使128复数点FFT在1.23ms内完成。 本文根据TMS320C25芯片的硬件结构(哈佛结构)特点,充分利用芯片内的RAM,在限制可执行代码为1984字的情况下,对FFT运算的蝶形进行优化,提出了一种快速计算FFT的编程方法,给出了这种方法在TMS320C25上实现的过程和框图。     

MIMO雷达子阵级m-Capon方法研究

针对多输入多输出（multiple input multiple output, MIMO）雷达虚拟阵列孔径大,典型的降维空时自适应处理（space time adaptive processing, STAP）方法--m-Capon法无法适用的问题,对子阵级m-Capon法进行了研究,并与相应的相控阵雷达3-Capon方法进行了比较。计算机仿真结果表明,处理器维数相同时,子阵级3-Capon方法性能明显提高,但非主杂波区误差鲁棒性差;子阵级1-Capon法在非主杂波区性能明显提高,但主杂波凹口太宽。在实际应用中,可综合运用两种方法对主杂波和非主杂波区分开处理,为工程实现提供可靠依据。     

相控阵靶标雷达天线副瓣辐射特性模拟新方法

提出一种修正的配相公式,可以在只调节配相值而不改变每个阵元辐射强度的前提下形成多波束,从而实现丰富的天线波瓣形状,逼真的模拟相控阵靶标雷达天线副瓣的辐射起伏特性.根据该配相方法进行了MATLAB仿真,仿真结果验证了方法的正确性.并且,该配相方法已经在某相控阵靶标雷达研制中得到应用.     

短波跳频FH/QDPSK系统信道自适应监测的研究(Ⅰ)

基于短波跳频FH/QDPSK系统的FFT解调 ,利用FFT解调的结果 ,提出了在瑞利衰落信道中对信道的比特误码率BER进行实时自适应监测方法 ,该方法利用伪错外推较好地解决了在较短的监测时间获取较精确的监测结果。模拟结果表明 :采用伪错的线性外推算法 ,其估值的最大绝对误差不超过 0 89,最大相对误差不超过35 7%。     

相控阵雷达旁瓣对消工作模式研究

从解矩阵方程的角度出发 ,在理论上分析了雷达旁瓣对消系统对消旁瓣干扰的工作原理 ,并由此得出了雷达实现最佳旁瓣干扰对消所需满足的条件 ,同时给出了实际的雷达旁瓣对消系统可能的四种工作模式 ,并比较了其优缺点。给出的最佳旁瓣对消条件 ,在雷达旁瓣对消系统的整体设计和对消系统性能的分析中将具有实际的指导意义。     

噪声干扰器对抗主动声纳有效干扰压制区计算方法

根据干扰器对抗主动声纳的机理和水声干扰方程,针对干扰器与舰艇目标在同一位置和不在同一位置两种配置,分别提出了干扰器有效干扰压制区域的计算方法,其中第二种配置下包括了声纳波束主瓣对准目标和主瓣对准干扰器这两种情况。以对抗平面阵声纳为例,给出了特定态势下主动声纳波束主瓣和旁瓣受干扰情况下的有效干扰压制区域。仿真结果表明,有效干扰压制区域的大小与噪声干扰器和声纳的性能以及对抗态势等因素有关,声纳波束主瓣受干扰时有效干扰压制区域较大,效果较好。