基于单比特的分段SAR成像重建算法

在合成孔径雷达系统中,由于回波的信噪比不是很高,因此单比特成像算法有很大的优势;然而直接基于单比特的雷达成像算法的时间复杂度一般比匹配滤波法高.为了降低单比特成像算法的时间复杂度,提出了一种基于分段重构的单比特成像算法,并通过仿真实验验证了该算法的高效性.该算法不仅可以减少重构的时间,而且可以减少对计算机存储空间的消耗.信号选择了步进频信号,不仅因为步进频信号在采样的时候容易取样,而且在仿真时采用步进频比采用线性调频波的系统会进一步的减少重构时间.     

脉冲调频波探测性能分析

利用模糊函数模糊图,对脉冲调频波形的探测性能进行分析,就波形的调频步长、子脉冲宽度、调制频偏等参数对测距性、测速性以及抗干扰性能的影响进行了分析与探讨,特别就波形参数脉冲重复周期与子脉冲宽度之比H对模糊图的影响进行了详细地分析.在此基础上得出脉冲调频探测的距离、速度分辨力、测距精度、测速精度等表达式,结果可为波形设计提供依据.     

基于TMS320C6x的调频步进雷达数字信号处理机

研究利用步进频结合调频子脉冲信号体制实现雷达的距离高分辨力。首先从理论上分析该信号的信号处理算法,然后通过仿真验证其处理算法的可实现性。在硬件设计的基础上,通过仿真分析ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１的有限字长效应对调频步进雷达信号处理机的影响,利用ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１实现了步进频结合调频子脉冲信号的压缩处理,并提出了有限字长效应的解决方案。利用步进频结合调频子脉冲信号体制,可以实现雷达的距离分辨力的Ｎ倍     

基于循环方法的MIMO雷达波形设计

提出了一种新的正交多相码,它可以应用于多输入多输出(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)雷达系统中,增加雷达系统的自由度,提高空间分集增益,改善雷达系统的整体性能。该方法利用循环方式实现了发射信号的自相关和互相关函数的最优化,给出了基于循环方法设计正交波形的步骤;并与一种经典的正交频分线性调频信号波形设计方法进行了实验比较。仿真结果验证了该方法的有效性和优异的性能。     

基于FrFT的最优平滑伪Wigner—Ville分布

分数阶傅里叶变换具有旋转性、时移特性、频移特性等重要数学性质,将其结合广义时频带宽积准则,可设计出平滑伪Wigner — Ville分布(SPWVD)的最优时域窗函数,该窗函数能根据实际处理信号自适应地变化,从而提高SPWVD的精度.为了验证所设计窗函数的有效性,本文使用调频信号进行测试,仿真结果显示,该窗函数能有效提高传统SPWVD的精度.     

调频步进波形的ISAR回波建模和成像

研究调频步进波形逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）回波建模和成像的方法,在剖析调频步进雷达信号的数字信号处理方法基础上,建立连续运动目标多散射点的回波模型,提出了用调频步进雷达信号实现连续运动目标的逆合成孔径成像的方法和信号处理方案。通过多个散射点组砀目标的记真,得到不同程度下的目标像,仿真结果证明调频步进波形实现ＩＳＡＲ成像是可行的。     

多载波无线电探测器信号波形设计

目的对正交频分复用多载波探测体制进行发送信号波形优化设计。方法建立发送信号模型,推导出正交频分复用多载波探测信号模糊函数;根据系统性能要求,提出波形设计的两准则;按照两个设计准则,通过计算机仿真进行波形设计与分析。结果实现正交频分复用多载波探测体制发送信号波形优化,设计出满足两个设计准则的优选波形。结论子载波上发送相位编码序列为广义类chirp序列(P4码)、广义多相巴克码的正交频分复用多载波信号具有图钉形的模糊函数,峰均比PAPR<2是多载波探测的优选波形。     

宽带调频连续波近程多站雷达系统对细柱状目标定位研究

首次将宽带调频连续波发射波形引入近程多站雷达系统,利用宽带调频连续波雷达信号的高距离分辨率分析了近程细柱状目标几何中心定位的性能,提出了利用回波频谱估计细柱状目标长度的方法并给出了计算表达式,对系统性能进行了计算机仿真,所得结果对工程实践有一定的指导意义     

空-时二维步进频MIMO雷达宽带信号处理研究

为实现多输入多输出(MIMO)雷达距离高分辨,提出了空时二维步进频加线性调频的发射信号模型.MI-MO雷达采用空-时二维步进频的发射信号模型,可以将宽带信号处理分为接收波束形成、脉冲压缩、发射波束形成、慢时间维信号合成4个部分.发射信号分集给系统带来更多自由度的同时,也使信号处理变得更为复杂.仿真结果表明,当发射阵列规模较大时,MIMO雷达能在一个脉冲重复周期(PRT)内实现宽带信号合成,避免了常规宽带雷达的运动补偿问题.     

时空相关杂波下多目标步进频参数估计

提出了时空相关复合高斯分布海杂波下步进频雷达运动目标参数估计的方法.根据复合高斯分布杂波的散斑分量与纹理分量的分布特性,推导出步进频体制高分辨雷达的运动目标距离与速度的最大似然估计;提出目标误差函数的定义,基于目标误差函数最小化的准则,通过对距离进行搜索找到距离的估计值,并通过距离的估计值,求解出速度的最优最大似然估计值.仿真实验表明,该方法可以有效地估计出时空相关复合高斯分布海杂波背景下的步进频运动目标距离与速度参数.     

基于二次约束二次规划的窗函数设计方法

为降低高功率雷达系统中脉冲压缩后输出的高峰值旁瓣进而提高成像质量,通常的方法是在接收端进行加窗处理,在信噪比损失、积分旁瓣和主瓣宽度上做出一定权衡。为了进一步提升窗函数的成像性能,以不同的目标函数和约束条件构建能够高效准确求解的凸优化模型来设计优化窗函数。建立了以优化峰值旁瓣为目标的二次约束二次规划的凸优化模型,并给出了优化积分旁瓣能量的凸优化模型。通过线性加权求和,对峰值旁瓣、信噪比损失和积分旁瓣能量的线性组合得到的结果作为目标函数建立了多目标凸优化模型。通过对凸优化问题求解,得到的优化窗函数在峰值旁瓣、积分旁瓣、信噪比损失和主瓣宽度上均优于或不劣于在雷达系统中常用的性能优良的Taylor窗函数。仿真结果表明,优化窗函数能够比Taylor窗函数提供更好的性能。     

杂波下频率步进信号参数设计及处理算法研究

针对杂波环境下目标检测与成像问题,给出了频率步进信号参数设计的约束条件与优化准则,分析了帧间脉冲多普勒处理的测速性能,深入研究了在频域上进行杂波抑制、回波补偿及合成高分辨的处理方法. 基于实际的雷达系统参数进行了计算机仿真,结果表明该算法可有效提取杂波环境下的微弱运动目标信息,并合成了正确的一维高距离分辨像,且抗噪声性能好,运算量小,工程易实现.      

基于传播算子的宽带近场源二维参数估计算法

针对宽带线性调频近场源参数估计问题,提出一种基于非相干子空间算法的方向角和距离二维参数估计算法.该算法将宽带信号分解成若干个窄带信号,对每个窄带信号构造MUSIC谱函数,并通过谱峰搜索法估计方向角和距离二维参数,使用传播算子(Propagator Method,PM)直接估计接收信号的噪声子空间,构造谱函数,而不需要进行奇异值分解,可有效降低非相干子空间算法的计算量.该算法具有较高的估计性能,仿真实验证明了算法的有效性.     

基于搜索的步进频雷达信号速度补偿算法

为了提高步进频体制雷达的目标数据输出率,提出了一种基于搜索的步进频雷达信号速度补偿算法.该算法利用步进频方式下目标运动产生的二次相位项带来的影响,不用参差就能解速度模糊,从而完成速度补偿.研究了新算法对雷达参数设计的要求,理论和仿真结果表明了该方法的有效性,为步进频体制雷达的参数设计提供了理论依据.     

OFDM系统中基于二阶多项式奈奎斯特窗的边带加窗技术研究

针对在所有子载波上加载同一种窗函数的传统加窗方式,提出了一种新的边带加窗方式。边带加窗是根据窗函数的频谱特性,在不同频带子载波加载不同类型的窗函数以及选择相对应的滚降系数和参数的加窗方式。这种加窗方式相比传统加窗在缩短滚降叠加部分的时域长度后能够获得更好的信号传输效率,在不同频带使用不同类型、不同参数的窗函数来改善其带外衰减效果。仿真结果表明,边带加窗在缩短时域符号长度后与传统加窗相比,仍然能保持较好的带外衰减效果;并且通过比较在边带使用不同类型的窗函数以及与传统的加窗方式相比较后得出,在边带使用二阶多项式奈奎斯特窗函数(second order continuous window,SOCW）中使用升余弦窗函数的带外衰减效果要优于其他加窗方式。     

基于三次样条插值的非线性调频雷达信号设计

在非线性调频雷达信号波形(NLFM)设计一般原理的基础上,以海明窗作为窗函数,利用三次样条插值法求反函数进行了NLFM信号波形设计,并对所设计的NLFM信号进行了脉冲压缩处理和matlab仿真,与传统的采用多项式拟合求反函数相比,三次样条插值法求得的结果误差更小,NLFM脉冲压缩波形的主副瓣比高达64.8dB。     

基于雷达波形设计的抗C&I干扰方法

针对CI干扰利用线性调频信号距离-多普勒耦合特性形成多移频假目标的原理,基于模糊函数理论设计了一种新型多普勒稀疏敏感波形.该波形破坏了干扰信号经匹配接收后在多普勒域上的输出连续性,仅输出零多普勒的主假目标.采用聚类方法对主假目标进行特征模式分析,并结合最小二乘估计干扰参数,实现CI干扰中的真实目标检测.仿真结果表明该方法能够在抗CI干扰的同时完成目标检测.     

基于多输入多输出体制的C波段微波成像技术的研究

该报告论述了课题中研究的几项MIMO-SAR的关键技术。主要分为以下两个方面:在系统设计方面,研究包括正交频分复用(OFDM)技术、高分辨率宽测绘带模式系统设计技术和多功能模式系统设计技术。在OFDM应用到MIMO-SAR的研究中,提出来OFDM线性调制信号的方法,不仅可以获得OFDM理想的正交性质,还能够利用线性调频(LFM)信号的特性弥补原有OFDM波形的缺点。在高分辨率宽测绘带模式系统设计中采用俯仰向脉内扫描技术实现高分辨率宽测绘带微波成像,并通过运用正负线性调频、多普勒频分信号调制以及DBF技术相结合的方法解决系统设计中的回波隔离问题,使MIMO-SAR验证系统达到高分辨率宽测绘带模式指标要求。在多功能工作模式系统设计中采用俯仰向脉内扫描技术实现宽测绘带和聚束模式同时分别微波成像。通过运用距离频分信号调制、多普勒频分信号调制和DBF技术相结合的方法解决方案中的回波隔离问题,使MIMOSAR验证系统达到多功能模式指标要求。在硬件设计方面,研究包括高速多通道数据采集记录技术、一体化快速波控天线技术和多通道射频子系统研制。在高速多通道数据采集记录技术研究中,一方面,提出了多通道宽带采集的同步技术,保障了多通道数据的同步;另一方面,通过研究提出了高速存储测试板的设计,通过验证达到了MIMO-SAR系统的需求。在多通道射频子系统的研制中解决了频率源和定时两个模块的设计问题。在天线设计方面,通过一体化快速波控天线技术实现了微秒量级的波束间的波束切换,使得MIMO-SAR系统中多维波形之间切换可行。最后,利用在各子系统技术研究中取得的成果,C波段SAR飞行试验取得了良好的结果。对上述几项关键技术的论述从理论角度验证了MIMO-SAR系统的可行性,为下一步开展的各系统分机以及原理样机的研制提供了理论依据和指导。     

面向邻近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法

针对雷达系统邻近多目标分辨性能较差的问题,提出了一种面向邻近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法。首先,通过数字波形产生器生成正交频分复用信号,作为雷达发射波形,并对其进行相位编码调制;其次,将发射波形设计问题转化为最优化问题,以最小化发射信号功率峰均比为目标函数,最大距离旁瓣电平和距离模糊函数包络变化因子为约束构建优化模型;然后借助序列二次规划法求解该优化模型,得到最优发射波形,提高波形固有分辨能力,进而增强接收端匹配滤波性能。仿真结果表明,该方法能够得到更低的信号峰均比,与时域移位削峰和改进的子载波预留法相比,距离旁瓣性能损失降低了约17.4%和36.9%,且序列长度和初始序列类型对算法性能影响较小。     

基于MAX038的函数信号发生器设计

详细介绍了一种基于MAX038,以STC89C52为主控部件的函数信号发生器的设计.通过键盘设置输出波形、波形的频率和步进值,使其输出规定的波形.波形频率在10 Hz～1 MHz范围内步进可调、幅度在0～5 V范围内步进可调,输出波形稳定,失真度很小.