双(多)基地雷达体制及其展望

本文综述了双(多)基地雷达的优缺点,着重讨论由于收发分置而产生的双基地特性,分析了这种体制的距离和多卜勒参数,得出了距离分辨力及多卜勒频率和双基地角β之间的关系式,获得了机载双基地雷达中产生杂波调谐效应时各参数间的相互制约关系;文中研究了收发系统间的同步问题,特别讨论了实现空间同步的途径,着重分析用脉冲追赶法实现空间同步的优点及可行性,标出了脉冲追赶时的主要参数。本文最后对双(多)基地雷达的前景作了某些评价。     

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。     

双基地宽带成像雷达时间及调频率同步方法

双基地宽带成像雷达由于不同源会产生时间同步误差和调频率同步误差。针对这一问题,面向低成本、小型化雷达接收机设计同步方法。针对时间同步问题,提出了直达波触发的收发脉宽非一致时间同步方案,通过使用直达波触发接收窗启用时刻,同时增加接收窗长度和低通匹配滤波,以完成时间同步。针对调频率同步问题,提出了采用吕氏分布对调频率误差进行估计,进而进行补偿,以完成调频率同步。该时间及调频率同步方法基本不需要增加接收机硬件成本,可以适应小型化接收雷达需求。基于小型宽带雷达搭建室内的双基宽带雷达模型,实验实现了双基雷达同步以及数据采集、成像。实验结果验证了所提方法的有效性。     

双基地多载频MIMO雷达目标运动参数估计

双基地多载频多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达采用稀布阵发射多载频调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)信号,阵列接收目标回波。本文分析了双基地多载频MIMO雷达的信号模型,提出将多项相位变换和解调频技术结合来进行目标运动参数估计的方法,从而大大减少了运算量。针对多载频MIMO雷达提出了一种新的解速度模糊方法,该方法原理简单、易于工程实现,且速度估计精度较高。仿真结果表明,本文方法能够对目标运动参数进行有效估计。     

双基地MIMO雷达的高速运动目标定位方法

高速运动目标的大多普勒频率会导致传统匹配滤波器严重失配,因此当目标高速运动时多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）雷达利用传统匹配滤波器无法有效地形成虚拟阵列。研究了利用双基地MIMO雷达实现多个高速运动目标交叉定位的方法,采用降低雷达距离分辨率的方式以获取较长时间的相参积累,并将接收阵列回波信号与发射信号共轭相乘后的数据进行频域处理,有效形成了虚拟阵列,然后利用传统超分辨算法对在相同粗距离分辨单元上的高速运动目标的发射角和接收角进行联合估计,从而能够有效交叉定位多个在距离上无法分辨的高速目标。仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性。     

空间相关多基地雷达分辨能力提高方法

针对雷达密集多目标探测问题,考虑一个单发多收多基地雷达系统,在分析空间相关多基地雷达模糊函数的基础上,通过传感器部署、波形选择这两种方法来改变模糊函数形状,达到改善目标分辨性能的目的。文中以模糊函数3-dB投影面积值为指标,对比空间非相关多基地雷达,分析了不同传感器部署和波形选择情况下的目标距离分辨性能,并给出了相应的仿真结果。研究成果不仅能用于对多基地雷达密集多目标探测性能的分析,还能为多基地雷达布站、波形设计等提供一定的理论参考。     

双/多基地高频地波雷达飞行目标回波仿真

分析了双/多基地高频地波雷达回波信号的仿真过程。针对双/多基地高频地波雷达运动目标与基地相对距离和多变的特点,提出使用迭代方法来仿真双/多基地飞行目标,并给出了仿真过程和公式。仿真结果对比证明这种新方法能准确地仿真双/多基地目标回波,为后续的雷达信号处理方法的研究提供可靠的数据。     

多基地雷达传感器栅栏覆盖矩形区域的优化方法

为解决栅栏覆盖中多基地雷达传感器的优化布站问题,提出了一种基于最小化部署费用的优化布站方法。首先,针对多基地雷达覆盖区域的特点,通过理论证明提出了多基地雷达传感器栅栏覆盖的优化布站模式。接着,考虑到多基地雷达中发射器与接收器的费用差异,提出一种基于等分覆盖宽度的对称布站策略。然后,为求解优化布站问题,利用栅栏单位面积费用的特点降低算法计算量,进而确定最小布站费用以及对应的布站模式与数量。最后,通过仿真实验证明了所提优化布站方法的有效性。     

多基地雷达传感器栅栏覆盖矩形区域的优化方法

为解决栅栏覆盖中多基地雷达传感器的优化布站问题,提出了一种基于最小化部署费用的优化布站方法。首先,针对多基地雷达覆盖区域的特点,通过理论证明提出了多基地雷达传感器栅栏覆盖的优化布站模式。接着,考虑到多基地雷达中发射器与接收器的费用差异,提出一种基于等分覆盖宽度的对称布站策略。然后,为求解优化布站问题,利用栅栏单位面积费用的特点降低算法计算量,进而确定最小布站费用以及对应的布站模式与数量。最后,通过仿真实验证明了所提优化布站方法的有效性。     

双基地MIMO雷达目标跟踪性能分析

研究双基地多输入多输出（multiple input multiple output, MIMO）雷达目标跟踪的性能。建立双基地MIMO雷达发射相干脉冲串时的目标跟踪数学模型,给出反映目标跟踪性能的贝叶斯克拉美罗界（Bayesian Cramer-Rao bound, BCRB）递推式。针对目标的线性状态方程和双基地MIMO雷达的量测方程,求解BCRB的递推式。最后仿真分析各参数对跟踪性能的影响,结果表明量测信噪比越大、量测脉冲数越多、阵元间距越大跟踪性能越好,且在总发射功率一定的条件下,发射阵元数越多跟踪性能越好。     

Precise time frequency synchronization technology for bistatic radar

A complete method of synchronization technology of bistatic radar using global position system （GPS） is presented. The pulse per second signal （1PPS） is elaborately modified to increase the time synchronization precision and keep loop locking. A very high time synchronization precision is achieved. Using the modified 1PPS to discipline the local OCXO, the reference frequency signal achieves both high long term stability （LTS） and short term stability （STS） properties. An algorithm, named phase abrupt change CFAR is presented to restrain the 1PPS phase abrupt change and keep loop locking. The experimental results indicate that this time and frequency synchronization method is effective and the time synchronization precision of the synchronization system can be improved from ±100 ns to ±25 ns. In addition, the phase noise is improved to 20 dB.     

基于速度合成孔径雷达的海面舰船动目标成像方法

海面舰船成像技术在军事和民用领域应用广泛。针对海面动目标成像定位模糊的缺点,提出了使用速度合成孔径雷达（velocity synthetic aperture radar,VSAR）估计动目标速度频率的方法。首先,分析了VSAR的成像机理和限制条件,建立了基于相控阵雷达对海面舰船的成像模型;然后,采用多天线图像域的速率频率估计方法纠正方位向的偏移,采用图像熵算法完成目标图像的自适应聚焦;最后,利用该方法对海面运动舰船进行仿真计算。仿真结果表明,VSAR在处理大海域海面静动目标同时存在的场景下,可以甄别出目标所属类型,判断出动目标的运动趋势和航行轨迹。相比于传统的单通道SAR雷达和沿航迹干涉雷达算法,速度频率估计算法解决了方位定位精度不足的缺点,提高了大面积海域条件下的动目标舰船的定位性能,具有良好的应用前景。     

复杂雷达动目标建模及动态RCS分析

针对复杂雷达动目标的建模仿真及动目标雷达散射截面分析的问题,提出了一种外形建模和电磁散射计算的方法。该方法利用openGL对某型飞机进行了较为精确的外形仿真建模,运用图形电磁算法计算了静态雷达散射截面,并利用一种抖动模型计算了动目标雷达散射截面。通过将仿真结果与静态值进行比较,证明了在叠加抖振前后雷达散射截面有较大的变化。得出了结论。     

基于MIMO直达波的无人机分布式相参雷达相位同步方法

分布式相参雷达(distributed coherent aperture radar, DCAR)实现信号全相参的前提是相位同步,而各单元雷达的初始时钟参差、机动性引入的位置误差、本地振荡器的初始相位等因素均会导致DCAR相位不同步问题。为解决上述相位不同步问题,提出一种基于多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)直达波的无人机DCAR相位同步方法。该方法对各单元雷达接收的直达波,首先利用包络同步法联合双向时间比对的方式,估计出时间同步误差,再提出坐标线性变换法和偏移线性变换法用于各单元雷达位置误差的估计,并联合同一单元雷达分置辅助天线接收波以提高位置误差的估计精度。最后,利用误差估计值对直达波进行补偿,剩余相位即不同单元雷达收发对下的初相估计。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

基于单通道合成孔径雷达子图像的动目标检测性能分析

详细分析了基于单通道子图像的运动目标检测性能,给出了图像序列间协方差矩阵分解后特征值与运动目标速度间的关系。首先通过方位向的频谱划分获得单通道子孔径对应的子图像,再利用子孔径间协方差矩阵第二特征值对目标信号的敏感性实现运动目标的检测。详细推导了特征值与运动目标距离向速度的关系,并通过理论分析给出了协方差矩阵第二特征值的概率密度函数。最后,经过仿真实验给出了该方法的仿真结果与性能曲线。     

机载SAR静止场景成像及运动目标检测研究

针对真实飞行条件下飞机运动和定位误差导致多普勒中心频率和多普勒调频斜率误差,从而使图像出现大的变形的特点,提出了真实飞行条件下估计接收数据多普勒中心频率和多普勒调频斜率的新方法。该方法设置飞机速率和脉冲重复频率比为常数,保证方位向接收信号均匀空间取样,使用实时最小二乘拟合算法,增加了和距离相对应的多普勒中心频率曲线估计的精确性。给出了应用该方法的具体步骤,并通过此方法同时实现了实时对地物背景成像以及地面多个运动目标的检测。最后用试验结果验证了该方法的有效性。     

Method of moving target detection based on sub-image cancellation for single-antenna airborne synthetic aperture radar

The method of moving target detection based on subimage cancellation for single-antenna airborne SAR is presented.First the subimage is obtained through frequency processing is pointed out.The imaging difference of a stationary objects and moving object in the subimage based on the frequency division is analyzed from the fundamental principle.Then the developed method combines the shear averaging algorithm to focus on the moving target in the subimage,after the clutter suppression and the focusing position in each subimage is obtained.Next the observation model and the relative movement of the moving targets between the subimages estimate the moving targets.The theoretical analysis and simulation results demonstrate that the method is effective and can not only detect the moving targets,but also estimate their motion parameters precisely.     

基于双向同步技术的机载双站SAR同步研究

提出了一种结合双向时间传递和双向相位传递的同步方法。通过FFT谱分析法得到精确的相位差,采样不需要整周期采样,分析得到时间、相位差值,使其对成像进行补偿可使系统时间、相位达到同步。给出了基于该方法的系统同步框图,对时间、相位同步进行了精度分析和误差仿真实验,为时间、相位同步的工程实现提供了参考。     

Study on moving target detection to passive radar based on FM broadcast transmitter

Target detection by a noncooperative illuminator is a topic of general interest in the electronic warfare field.First of all,direct-path interference(DPI)suppression which is the technique of bottleneck of moving target detection by a noncooperative frequency modulation(FM) broadcast transmitter is analyzed in this article;Secondly,a space-time-frequency domain synthetic solution to this problem is introducedAdaptive nulling array processing is considered in the space domain,DPI cancellation based on adaptive fractional delay interpolation(AFDI)technique is used in planned time domain,and long-time coherent integration is utilized in the frequency domain;Finally,an experimental system is planned by considering FM broadcast transmitter as a noncooperative illuminator,Simulation results by real collected data show that the proposed method has a better performance of moving target detection.     

基于模糊函数代表性切片的运动雷达辐射源识别

针对运动雷达辐射源的信号特性,提出了一种基于模糊函数代表性切片特征优化的个体识别算法。首先抽取模糊函数的“近零”频偏切片作为辐射源的代表性特征子集,从而保留了运动雷达辐射源信号的稳定个性特征,然后利用直接判别比准则在代表性切片上进行核点排序,以选择最具有判别力的特征。对美国海军实验室仿真雷达数据和实测运动雷达辐射源数据的实验均表明,本文算法不仅有效地解决了现有的模糊函数全平面优化法的计算问题,而且显著提高了对运动雷达辐射源的个体识别性能。