二相码旁瓣抑制的神经网络方法

本文研究了二相编码雷达信号的距离旁瓣抑制问题，用多层感知器网络实现了１３位巴克码的脉冲压缩和旁瓣抑制处理。计算机模拟结果表明，这种处理方式在主副比和多卜勒性能上优于直接失配加权处理。     

多载频相位编码雷达信号自适应脉冲压缩方法

多载频相位编码信号(multi-carrier phase-coded,MCPC)作为近年来备受关注的一种宽带雷达信号,具有较高的频谱利用率、良好的自相关以及频率分集特性等优点,因而在目标检测、抗干扰以及高分辨成像等领域具有较大的应用前景。针对MCPC雷达信号常规脉冲压缩易产生高距离旁瓣而导致强目标邻近的弱小目标检测困难问题,通过对MCPC雷达信号进行建模分析并结合其信号特点,提出了一种MCPC雷达信号自适应脉冲压缩算法,通过利用循环迭代获取每个距离单元的最优匹配滤波器,从而有效抑制了距离旁瓣,提高了对邻近距离单元弱小目标的检测能力。仿真实验验证了该方法的有效性,并进一步分析了编码方式对脉冲压缩距离旁瓣的影响。     

基于混沌序列的MIMO雷达互补相位编码波形设计

多发多收(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达使用相互正交的波形作为发射波形。用混沌序列可以在短时间内产生任意数量、任意长度的正交混沌相位编码波形。由于互相关和自相关旁瓣的影响,混沌相位编码波形作为发射信号时的脉冲压缩输出具有较高的距离旁瓣。提出一种通过遗传算法联合迭代算法,搜索设计混沌相位编码发射波形的最优互补波形的方法,使得这种互补发射结构能够有效地抑制高脉冲压缩输出距离旁瓣,从而提高MIMO雷达的目标检测性能,特别是对相邻弱小目标的检测性能。仿真部分基于4种常用混沌序列,与相关文献中波形进行比较,证明了该方法的有效性。     

针对距离采样失配的多波形自适应脉冲压缩

针对距离单元内调频信号的回波采样点与目标点失配(即距离采样失配)时,引发回波采样波形与参考信号波形之间相位失配以及自适应脉冲压缩性能下降等问题,提出了一种针对距离采样失配的多波形自适应脉冲压缩(multi-waveform adaptive pulse compression, MWAPC)方法。所提方法将多基地自适应脉冲压缩(multistatic adaptive pulse compression, MAPC)方法应用到单基地雷达,首先将单基地雷达的原始发射信号过采样得到多个采样版本的发射信号,并将各种采样版本视为不同的波形;然后借助于自适应脉冲压缩对相位失配的敏感性,依次用不同采样版本的发射信号对回波信号做多波形自适应脉冲压缩构建距离维与采样维的二维输出,得到在距离单元内目标点与采样点的相对位置关系。实验证明,所提方法可根据多个采样版本的采样时序将自适应脉冲压缩的二维输出延展成一维。相比于常规脉压方法,所提方法不仅能抑制因采样失配而产生的距离旁瓣,还可获得超出传统脉压方法的分辨能力,在同一距离单元内区分出不同位置的目标。     

低杂散复杂线性调频的实现

针对采用脉冲压缩体制高性能超视距雷达的应用场合,提出了一种应用现场可编程逻辑阵列(FP-GA)和数控振荡器(NCO)相结合实现低杂散复杂线性调频(LFM)方法。该方法利用FPGA编程灵活和提高D/A量化位数,降低量化离散杂散的特点,在分析现有直接数字合成的不足以及量化离散杂散与D/A量化位数关系的基础上,通过FPGA内形成数据接口、时序分配和双重叠加相位累加器的方式控制(NCO),实现低杂散的复杂线性调频。给出了实现的原理图、FPGA内部逻辑图和试验结果,通过硬件验证了该方法的有效性。     

基于小波和神经网络的二相码旁瓣抑制的研究

研究了脉冲压缩中二相编码信号的距离旁瓣抑制问题。在Kwan.H.K等所提的多层感知器方法(MLP)的基础上,提出了一种基于小波变换的神经网络方法(WTNN)。对13位巴克码的实验结果表明,在二相编码信号的旁瓣抑制问题中,WTNN方法在峰值信噪比和抗噪性能方面明显优于MLP方法。WTNN方法也很容易推广到其它伪随机序列的旁瓣抑制问题中。     

基于线性约束最小方差原则的稳健快速自适应脉冲压缩方法

针对线性调频信号在距离单元内的回波采样点与目标点失配, 即采样失配的情况下, 自适应脉冲压缩性能下降的问题, 对快速自适应脉冲压缩(fast adaptive pulse compression, FAPC)方法进行改进, 提出一种基于线性约束最小方差(linearly constrained minimum variance, LCMV)原则的连续分块FAPC (contiguous block FAPC, CFAPC)方法。该方法将自适应波束形成方法类比到自适应脉冲压缩滤波方法中, 首先在最小方差无畸变响应(minimum variance distortionless response, MVDR)原则保持增益的前提下增加零点约束条件, 加宽零点凹口的宽度; 而后对分块的协方差矩阵设置置零条件, 抑制旁瓣能量, 实现在采样失配情况下保持稳健的目的。实验结果表明, 在脉内多普勒频移和采样失配同时存在的情况下, 所提方法可以更好地抑制目标的距离旁瓣, 具有较好的稳健性。     

基于余弦幅度加权的低旁瓣多相位分段调制干扰方法

多相位分段调制(multiple phases sectionalized modulation, MPSM)干扰可以对线性调频脉冲压缩雷达产生局部压制式干扰效果, 能够对目标进行有效保护。然而MPSM干扰存在较强的旁瓣, 当对目标进行保护时容易被发现, 不利于干扰的隐蔽实施。针对这个问题, 提出一种基于余弦幅度加权的低旁瓣MPSM干扰方法。该方法借鉴时域加窗抑制旁瓣的思想, 首先将接收到的雷达信号在时域内分成多段, 并对每段信号调制不同的相位, 之后对每段信号进行余弦幅度加权, 从而产生基于余弦幅度加权的MPSM干扰。该干扰方法经过雷达脉冲压缩处理后, 能够产生具有一定范围的噪声压制式干扰效果, 并且具有低旁瓣特性。利用该方法对目标进行干扰保护的同时, 还能够减少旁瓣干扰功率, 增强干扰实施的隐蔽性, 降低被发现和剔除的概率。理论分析和仿真实验表明了方法的可行性和有效性。     

旁瓣干扰对抗技术研究

防空雷达为了消除从旁瓣进入的干扰,通常采用自适应旁瓣对消和旁瓣消隐技术。旁瓣对消主要消除从旁瓣进入的连续式杂波干扰;旁瓣消隐主要消除从旁瓣进入的脉冲式杂波干扰。旁瓣消隐技术在使用中存在的一个问题是:当从旁瓣进入的脉冲式杂波干扰充满整个距离通道时,旁瓣消隐器在抑制干扰的同时,也使目标信号被抑制,从而失去对目标的探测能力。提出了一种技术方法,可使二者合二为一,并可有效解决旁瓣消隐技术存在的问题,从而可使防空雷达有效消除从旁瓣进入的连续式杂波干扰和脉冲式杂波干扰。     

辐射式仿真中PCM信号间歇收发回波重构方法

将间歇收发用于辐射式仿真可以有效解决收发信号互耦问题,但间歇收发带来的信号缺失,将导致脉冲压缩后距离像旁瓣的升高,从而影响目标的分辨能力.为了解决这一问题,针对脉冲编码调制(pulse code modulation,PCM)信号提出了基于匹配滤波变换基的信号回波重构方法.本文推导了间歇收发后PCM信号经过匹配滤波器的...     

基于信号重构的频谱弥散干扰抑制方法

频谱弥散(smeared spectrum, SMSP)干扰是专门针对线性调频脉冲压缩雷达的密集多假目标干扰。依据SMSP干扰信号的周期性特征,提出了一种基于信号重构的SMSP干扰抑制方法。首先,采用奇异值比谱法估计SMSP干扰的子脉冲个数和调频斜率,采用相关运算法估计SMSP干扰的脉冲前沿位置、幅度以及相位参数,得到重构的SMSP干扰。其次,将其从接收信号中减去即可达到抑制干扰的目的。最后,仿真结果表明,即使在较低的干信比和干噪比条件下,干扰抑制比仍可以达到20 dB以上,说明所提方法对SMSP干扰具有较好的干扰抑制效果。     

基于多普勒谱的多目标鉴别技术

多目标鉴别是雷达信号处理中迫切需要解决的技术难题。针对Chirp脉冲雷达体制及其相参积累处理的原理和特点,利用多个目标的多普勒谱分布特性,提出了应用CLEAN算法的多普勒谱旁瓣抑制技术实现多目标鉴别。仿真结果表明了这种技术的有效性,且在信噪比较低的情况下仍然非常稳健。     

方位频域滤波的机场毫米波雷达干扰抑制方法

强散射目标距离旁瓣造成的干扰, 严重影响机场跑道异物(foreign object debris, FOD) 毫米波雷达对微弱目标的检测。针对该问题, 本文基于信号频谱分布特点, 即静止目标信号的方位谱具有窄带特性, 而旁瓣干扰信号的方位谱是宽带的, 提出在方位向进行信号频域滤波的干扰抑制方法。首先在距离向使用窗函数加权方法处理, 方位向通过傅里叶变换到频域, 利用提前标定和构建的窄带带通滤波器进行滤波, 最后再变换回时域。与其他方法相比, 该方法能够在有强散射环境下获得较好的干扰抑制效果, 提高微弱目标的信杂比。93 GHz FOD雷达实测数据处理结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

高超声速目标雷达回波脉内运动模型

针对线性调频脉冲压缩雷达体制下高超声速目标回波信号建模问题,采用目前常用的停走模型,由于忽略了目标在一个脉冲持续时间内（简称脉内）的运动,不能真实反映目标回波特点,高超声速目标回波信号的脉冲压缩输出存在较严重的主瓣偏移并展宽的问题,严重影响目标信号的积累与检测。对此,提出了高超声速目标回波信号的脉内运动模型,理论分析和数值仿真均表明了高超声速目标的回波信号采用脉内运动模型的必要性。在典型参数下,采用脉内运动模型比采用停走模型的脉冲压缩增益提高3 dB以上。     

间歇非均匀采样转发干扰产生方法研究

间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming, ISRJ)在接收端匹配滤波后会产生相干假目标群,但是这些假目标在距离和幅度上都呈现出很强的规律性。针对这一问题,依据每一个采样子波形的理论脉压结果,采用间歇非均匀的采样和不定量的转发破坏假目标在脉压后的规律性,使其能在较大范围内形成压制效果,并使用禁忌搜索算法对每一个干扰采样信号的脉冲宽度和转发次数进行优化求解。仿真分析了不同信号参数和禁忌搜索算法中的不同权值对干扰效果的影响,并从脉压前后的平均功率、脉压结果的过门限概率以及脉压前后干扰信号和目标信号的循环相关系数等3个方面将传统的产生干扰方法和本文所提的方法进行对比,证明了所提方法的有效性。     

1-bit采样下雷达脉压性能分析

1-bit采样因其低成本、低功耗等优势引起了广泛关注, 本文主要讨论1-bit采样下雷达的脉压性能。首先, 推导了1-bit采样造成的信噪比损失, 分析了1-bit采样的适用条件, 进而发现1-bit采样适合于单次回波信噪比较低的应用场景。接着, 通过理论分析可知相对于高精度脉压系数, 1-bit脉压系数会带来额外的脉压信噪比损失, 但实现方式更为简单。此外, 分析了在高信噪比下, 发射信号为线性调频(linear frequency modulation, LFM)信号时周期性假目标出现的原因, 并且指出相位编码可有效避免假目标出现。仿真实验验证了以上理论推导的正确性。最后, 结合某高频(high frequency, HF) 地波雷达的实测数据验证了1-bit采样的可行性。     

单站直达波欺骗干扰检测与抑制的DPCA方法

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)单干扰机直达波欺骗干扰的检测和抑制问题, 提出一种基于双通道分置相位中心天线(displace phase-center antenna, DPCA)方法的欺骗干扰检测方法。在DPCA条件下建立了图像域干扰信号模型,分析表明干扰信号在主辅图像中近似仅存在空变的相位偏置和位置偏移。基于该特征引入图像退化模型, 在DPCA检测基础上完成主图像内欺骗干扰的估计与抑制。点阵和面目标仿真结果验证了本文信号模型的正确性和欺骗干扰抑制算法的有效性。所提算法几乎不损失被欺骗干扰遮盖区域的场景信息, 能够有效抑制经由天线主瓣或副瓣进入的单站理想直达波欺骗干扰。     

基于小波变换的雷达目标回波信号提取算法

随着雷达技术的快速发展,低信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)条件下的雷达目标信号提取越来越重要。传统的脉冲压缩算法在低SNR条件下作用不明显。提出了一种新的在低SNR条件下的雷达目标回波信号提取算法。该算法在传统脉冲压缩算法的基础之上,采用小波变换对脉冲压缩后的信号进行分解,提取信号高频信息的小波系数。再用改进的小波变换模极大值算法对信号的高频信息进行去噪,然后重构信号的高频信息,最后再重构完整的雷达目标回波信号。仿真结果表明,该算法能够有效地去除噪声,提取出雷达目标的回波信号,相比于脉冲压缩算法及其他算法性能得到了很大的提升。