基于稀疏字典分解的窄带雷达自旋目标干涉三维成像

空间微动目标干涉三维成像技术研究中,最关键的是对各散射点进行保相分离。当脉冲重复频率（PRF）不满足奈奎斯特采样定律时,基于图像处理的成像方法无法有效分离目标各散射点。提出了一种基于稀疏字典分解的窄带雷达自旋目标干涉三维成像方法,该方法能够直接从回波数据中分离出各散射点。首先,根据自旋目标回波信号特性构建稀疏字典,利用稀疏分解算法分解回波,得到各散射点子回波,其次通过时频分析并利用其保相性,获得各散射点的微动曲线,并提取出它们在时频平面上经过位置的干涉相位差,最后根据干涉相位差与坐标之间的关系重构散射点坐标,对空间自旋目标进行三维成像。仿真结果表明,在PRF不小于0.25倍奈奎斯特频率时,所提方法均能有效实现自旋目标三维成像。     

多天线干涉处理的窄带雷达空间旋转目标三维成像

借鉴干涉式逆合成孔径雷达中多天线干涉处理的思想,采用L型三天线成像结构,提出了一种基于多天线干涉处理的窄带雷达空间旋转目标三维成像方法。推导了窄带条件下空间旋转目标回波干涉处理的原理,分析了短时傅里叶变换对回波干涉相位信息的影响,在对各天线回波进行短时傅里叶变换的基础上,在时频平面上有效区分了各散射点对应的回波曲线,获得了不同散射点对应的干涉相位信息,实现了对空间旋转目标的干涉式三维成像。与已有方法相比,该方法仅需利用单部多天线雷达即可获得目标的真实三维信息。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

线性调频连续波雷达速度模糊消除新方法

为解决线性调频连续波雷达动目标的速度模糊问题,提出了多普勒频率串(DFS)算法.该算法可直接从模糊速度估计中恢复目标的真实速度,并结合基于目标均方误差的配对算法,实现了多个运动目标.仿真结果表明,DFS算法较中国余数理论对速度估计的性能有了明显的提高,表明了DFS算法的有效性.     

线性调频连续波雷达的距离估算

针对线性调频连续波(LFMCW)雷达系统的结构特点,推导了LFMCW雷达的距离方程,证明了LFMCW雷达作用距离的四次方与其发射信号的时宽带宽积成正比,为LFMCW雷达的设计提供了工程计算的依据.     

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.     

对称三角线性调频连续波雷达目标微动特征分析与提取

建立了对称三角线性调频连续波(STLFMCW)雷达目标的微动模型,通过对微动目标回波信号的分析,推导了微动目标的微多普勒表现形式,分析表明微动目标在扫频周期内的连续运动会导致目标的微多普勒曲线出现走动和展宽现象。针对该问题,进一步提出了一种微多普勒曲线展宽抑制及距离走动补偿的方法,完成了对相位的校正,并利用扩展Hough变换提取出了目标的微动参数。最后通过仿真实验验证了文中所提方法的有效性。     

基于keystone变换的噪声调频连续波雷达高速目标探测

针对目标高速运动导致严重多普勒色散的问题,提出基于keystone变换的距离徙动校正方法。根据噪声调频连续波无周期性的特点,对回波信号采用等间隔重叠分段法进行频域相关处理。结合快速离散时间尺度变换算法,能够实现高效的长时间相参积累。无需先验知识,能处理多目标场景。通过仿真实验验证了该方法的有效性,并与传统时域相关法进行了比较和分析。当目标未出现距离徙动时,该文方法和时域相关法对目标输出信噪比的提升效果基本一致。当目标出现距离徙动后,时域相关法的输出信噪比迅速下降,恶化程度与徙动严重程度成正比,而该文方法经距离徙动校正后的输出信噪比则基本不受目标速度的影响,且仍随积累时间的增加而增大。     

线性调频连续波雷达料位仪的研究

利用线性调频连续波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave, LFMCW)雷达料位仪的基本原理,采用三角波调制和开关电容滤波器芯片,设计了雷达料位仪的硬件和软件电路。对雷达料位仪的性能进行了测试,测试结果表明：该仪器可以在2~40 m的范围内精确测量物料的高度,相对误差小于1%。系统具有成本低、测量精度高的特点。     

油轮计量调频连续波雷达液位计的研究

油轮上液位的计量大多数是以手动测量为主.随着测量技术的不断发展.新造的油轮上大多安装了液位测量的仪表,但是由于技术原因,这些仪表也只能用于监控,不用于计量.尽管如此,在油轮上使用雷达液位计进行计量将是一个必然趋势.研究了雷达液位计用于油轮在液位计量方面的问题,探讨了油轮上使用雷达液位计的原理、方法和实际应用问题.     

调频连续波雷达的二维截断统计量恒虚警检测方法

针对调频连续波(FMCW)雷达在密集多目标环境中检测能力降低的问题,提出了采用右截断瑞利分布模型的二维截断统计量恒虚警(TS-CFAR)检测方法。首先对目标回波信号进行二维快速傅里叶变换(FFT)得到二维幅度谱,接着采用二维参考窗在幅度谱上滑动以剔除二维滑窗内幅度过高的参考单元,进而采用右截断瑞利分布模型描述剩余参考单元,最后采用基于最大似然估计的查表法估计门限参量并进行目标检测。与FMCW雷达常用的有序统计量恒虚警(OS-CFAR)和单元平均恒虚警(CA-CFAR)方法相比,TS-CFAR方法在密集多目标环境中检测能力更强。仿真分析表明,当参考窗内有6个干扰目标且检测概率为0.9时,TS-CFAR方法的CFAR损失比CA-CFAR方法小3dB,比OS-CFAR方法小0.8dB,而且由于在运算过程中采用了查表法,TSCFAR方法的计算量远小于OS-CFAR方法。实验结果验证了TS-CFAR方法对FMCW雷达的目标检测的有效性。     

线性调频连续波雷达双通道距离改进系统

线性调频连续波雷达的差拍中频信号包含被探测目标的距离信息.为了更好地从线性调频连续波雷达的同波中提取出较远距离的目标信息,从电磁波在空间传播衰减情况以及脉压信号能量的大小与回波延时时间的关系两个方面,仿真论证了影响线性调频连续波雷达的探测距离的原因,并基于仿真结果提出了一种以DDS为线性调频信号源的双通道线性调频连续波雷达系统.通过用MATLAB软件进行仿真,得到在相同的工作环境下雷达探测距离从传统线性调频连续波雷达系统的45km提高到双通道系统的135km,超出传统线性调频连续波雷达系统距离的2倍以上,对工程实践具有指导意义.     

基于调频连续波雷达的高铁桥梁振动监测方法

监测高速铁路桥梁的运营性能,评估桥梁损伤情况、桥梁寿命是保证列车安全运营的重要环节。针对位移计、加速度计等传统监测方法安装复杂、不能多点连续测量、搭建成本高等缺点,本文为桥梁振动监测提供了一种安装灵活、观测周期短、成本低的非接触测量方法,利用调频连续波体制(FMCW)的微形变雷达对盐通高速铁路的海安特大桥24m简支梁进行监测,获取并分析衡量桥梁运营性能的自振频率、阻尼比、动力系数等竖向振动参数。试验结果表明,自振频率、阻尼比分别为7.1432Hz、2.778%,各速度级下的动力系数实测值均小于运营动力系数,随列车运行速度的增加,动力系数实测值有增加的趋势,与《高速铁路桥梁运营性能检定规定(试行)》中的相关要求一致。     

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     

基于S-method的伪码调相连续波雷达调频干扰抑制

针对当调频(FM)干扰超出伪码调相连续波雷达自身抗干扰容限时相关输出严重恶化的问题,提出了一种基于S-method的FM干扰抑制方法.该方法首先计算回波信号的S-method分布,估计干扰信号的瞬时频率及瞬时相位,并通过迭代校正方法提高相位估计精度,基于最终的估计相位,构造干扰对消器实现干扰抑制.对正弦调频和线性调频干扰抑制前后的相关输出进行了仿真分析.结果表明,在信干比(S JR)分别为-20 dB和-25 dB的条件下,该方法能够有效抑制干扰,实现目标正常检测.     

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...     

某型雷达连续波电磁环境效应研究

为有效评估雷达装备在复杂电磁环境下的作战效能,以某型雷达为研究对象,研究连续波电磁干扰对雷达目标回波电平的阻塞效应。基于接收机的非线性理论,开展电磁辐照试验,试验过程中发现当干扰频偏超出一定范围后,现有试验条件不足以压制有用信号,为此采用注入与辐照相结合的方法研究雷达装备电磁敏感度特性。以雷达目标回波电平受到同等压制效果作为等效依据,从雷达接收信号角度出发,理论分析电磁辐照法和注入法的等效性,试验验证连续波电磁辐照和注入法的可行性和准确性。结果表明,在同等压制效果下,接收机接收到的辐射场强与注入场强比值均约等于1,注入法与辐照法具有良好的等效性,为研究装备电磁环境效应奠定了基础,具有一定的工程实用价值。     

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。     

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。     

调频连续波激光测距补偿方法研究

本文针对调频连续波激光测距中由多普勒效应、DFT算法和信号处理延时造成的测距偏差,分析了两种简单可行的距离补偿方法并提出了基于偏差抵消的测距补偿方法。利用Madab对这三个方法进行了仿真,得到了各方法的补偿效果。     

基于RBF网络与OMP重构算法的空间自旋目标成像

针对空间自旋目标的回波特性,提出了一种基于径向基函数(RBF)网络与正交匹配追踪(OMP)算法的自旋目标成像方法,并分析了该方法的成像质量.当空间目标自旋运动时,其等效视角的变化容易产生散射点的周期性遮挡和散射强度显著起伏,而已有的基于散射点投影路径逐点匹配方法未考虑这些效应而导致成像效果的下降.为此采用RBF网络建立了发生散射点遮挡与起伏效应后目标空间到回波序列的非线性投影过程,并利用OMP算法对一维距离像序列进行反投影匹配,实现了结构较复杂的空间自旋目标的成像(目标空间的全局优化解).最后结合电磁仿真软件产生的空间目标回波数据进行了仿真,仿真结果验证了该方法的有效性.