基于双互信息准则的雷达自适应波形设计方法

自适应波形优化技术是认知雷达的关键技术之一,通过优化发射波形能够提高雷达系统性能.针对目标检测问题,在杂波环境下,提出一种基于双互信息优化准则的自适应波形优化方法.该方法同时以接收信号与目标冲激响应之间的互信息最大和接收信号与杂波冲激响应之间的互信息最小为优化准则,在发射信号能量有限的约束条件下,建立优化模型,通过最大边缘分配算法求解最优波形.仿真结果表明,相对于固定波形,所提方法优化发射波形能够提高目标检测性能.     

一种灵活抗多普勒的MIMO雷达波形设计

针对多输入多输出(MIMO)雷达正交波形经脉冲压缩后距离旁瓣高的问题,提出一种基于过采样广义Prouhet-Thue-Morse(GPTM)序列和完备互补码(CCC)的MIMO雷达波形.在过采样GPTM序列的控制下,不仅可以使得基于CCC的MIMO雷达波形在模糊函数的零多普勒轴附近有效降低距离旁瓣,还可以在特定的多普勒频率附近消除距离旁瓣.最后,利用仿真,验证所设计波形的性能,并与已有同类波形的性能进行对比.     

一种抗强干扰的预处理LS-CMA算法

提出了一种基于最小二乘恒模算法（LS－CMA）的具有快速收敛特性的盲波束形成新方法。经过特定的预处理过程,该算法弥补了原LS－CMA 算法在强干扰环境下产生了“干扰捕获”的缺陷,只需一次快拍就能够较迅速地抑制共信道干扰,恢复期待信号。仿真实验证明,该算法的收敛性能比较稳定,优于原算法。     

雷达抗大信号干扰的研究

基于各种电磁信号在空中十分拥挤,本文分析了非同频大信号干扰雷达接收机的机理,提出了既满足频率捷变,又具有抗大信号干扰的雷达低噪声前端的新颖设计,并经雷达系统外场试验表明,所得结果令人满意。据此,文章最后还指出了现代雷达接收机设计应增加新的技术要求。     

低RCS目标检测的制导雷达波形优化方法

提出了一种基于局部最大势-相对熵(LMP-KLD)的制导雷达波形设计方法.该方法基于低雷达散射截面积(RCS)目标特性和压制干扰等条件,构建了局部最大势(LMP)检测器,推导了影响检测器性能的偏移系数,从相对熵(KLD)的角度分析了偏移系数,建立偏移系数与KLD间的关系模型,然后利用极值点法在频域分配信号能量并确定发射信号频域表达式.仿真实验结果表明:当虚警概率为1×10-3时,通过波形优化算法设计的波形获得的检测概率比传统方法设计的波形提高了0.38.     

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。     

干扰条件下基于互信息量准则的弹载雷达波形优化

弹载雷达发射波形设计在导弹制导系统中有着重要作用。为解决复杂电磁环境下,弹载雷达受到噪声、杂波和干扰影响导致目标探测性能降低的问题,基于互信息量（mutual information,MI）准则提出了一种新的同时存在噪声、杂波和电子干扰影响时的发射波形优化算法,通过拉格朗日乘子法得到最大化目标响应与雷达回波间互信息量的最优波形表达式,并利用一阶泰勒级数近似简化该表达式。仿真实验对比了不同杂波和压制干扰、不同发射能量约束下优化前后所获互信息量;结果表明,当平均功率限制为100 W时,相比于原始波形,采用优化信号情况下所获互信息量翻倍。优化发射波形能够通过优化信号的频域能量分布,主动避开干扰和杂波影响大的频率,使接收回波包含更多目标信息。     

基于混沌序列的MIMO雷达正交多相码波形设计

基于混沌序列的良好相关性和随机性,提出了一种多输入多输出(MIMO)雷达正交多相码的设计方法.通过不同初值迭代得剑混沌序列,经过相应的量化和多相编码得到混沌波形.由于不同混沌波形的自相关旁瓣不相关,因而在使用多脉冲相干累积提高信噪比(SNR)的脉冲体制下,主副瓣比得到提高.最后的仿真结果表明,目标所在多普勒通道的输出具有很好的主副瓣比.     

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。     

一种新型混合波形的设计方法

该文提出了一种利用随机多元码脉位调制(PPM)和脉间伪随机或随机二元序列相位调制(PM)相结合的混合波形设计方法。推导并分析了这种混合波形的平均模糊函数。结果表明这种混合波形不仅具有结构简单、易于处理等特点,而且具有良好的测距和测速性能,以及良好的ECCM性能。     

基于SAR图像模拟的混凝土路面反雷达伪装设计

针对混凝土路面目标反雷达伪装设计问题,提出了一种基于合成孔径雷达SAR图像模拟的反雷达伪装设计方法。利用小面元法实现SAR图像的模拟,对模拟图像进行基于马尔科夫随机场模型的分割和数学形态学的操作,基于伪装设计原则进行混凝土路面的反雷达伪装设计,所设计的雷达图像能较好地与背景匹配。制备了不同类型的电磁功能混凝土试样,在外场条件下测试了其后向散射特性。实验结果表明,改变混凝土的成分能够得到不同后向散射特性的混凝土,从而表明了该设计方法的可行性。     

稳健MIMO雷达发射波形和接收滤波器优化

针对雷达阵元功率放大器非线性以及在拥挤电磁频谱环境下所面临的频谱干扰,以雷达发射波形峰均比和在干扰频带内的发射能量为约束条件,结合弱目标方向估计不准的情况,提出一种稳健的MIMO雷达发射波形和接收滤波器联合优化方法.通过半正定松弛、Charnes-Cooper转换、序列优化和Max-min优化理论,将目标方向不确定集内非凸的优化问题转化为关于发射波形和接收滤波器的子凸优化问题进行求解;最后通过随机向量合成得到最终发射波形和接收滤波器.该方法在提高算法稳健性的同时,使每个阵元发射波形满足特定峰均比并且在干扰频带内形成零陷,从而提高MIMO雷达在实际应用环境下的工作性能,仿真实验验证了该方法的有效性.     

基于Wigner-Hough变换的P3/P4多相码雷达信号检测研究

Wigner-Ville分布是分析非平稳信号的常用时频分析方法,它将一维时间信号映射到二维时频平面上,而Hough变换在图像处理和计算机视觉中经常被用来提取图像中的图形特征。文章将这2种方法结合,提出了一种检测多相码雷达信号的方法,该方法首先计算信号的Wigner-Ville分布,得到二维时频分布图,然后在时频平面上再进行Hough变换,从而检测由LFM信号得到的多相码信号,如P3和P4多相码。仿真结果证明,此方法可有效地对线性调频类多相码信号进行检测,并且有较好的抗噪声性能。     

基于非均匀子阵划分的MIMO雷达阵列设计研究

本文提出一种非均匀子阵划分的MIMO雷达阵列设计方法,其不但具有和均匀子阵划分的MIMO雷达（也称为相控阵-MIMO雷达）相同的优势—能同时获得相干处理增益和波形分集增益;并且,不同孔径的子阵使子波束的形成更加灵活;更大的子阵孔径给发射端提供了额外的自由度。 理论分析表明,与相控阵-MIMO雷达相比,采用常规波束形成,当干噪比比较低时,所提的非均匀子阵划分的MIMO雷达的输出信干噪比（SINR）更高。仿真实验也证明了上述理论分析的正确性,并表明所提的非均匀子阵的划分方法可以获得更低的副瓣电平。在最小方差无畸变响应波束形成下,零陷更深,输出SINR更高并且抗干扰能力更强。     

基于自适应脉冲形成因子的超宽带脉冲波形设计

针对各国不同的超宽带(ultra wide band,UWB)辐射掩蔽要求和传统脉冲设计方法的功率谱利用率低等问题,提出一种自适应脉冲形成因子的UWB脉冲波形设计方法。通过分析各阶高斯导脉冲函数特征选取前十一阶高斯导脉冲函数作为基函数,根据辐射掩蔽标准自适应的计算出各阶高斯导脉冲函数的脉冲形成因子。以最小均方误差(minimum mean square error,MMSE)为准则,采用迭代算法选取权重系数,并对其进行线性组合,以达到最优化脉冲波形的目的。仿真结果表明,所设计的脉冲功率谱最大限度的逼近美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission,FCC)规定的辐射掩蔽标准,标准化有效信号辐射功率(normalized effective signal radiated power,NESP)为95. 23%,比传统最小二乘法(least squares method,LSE)频谱利用率高,且适用性强。     

基于VB的虚拟波形发生器设计

主要阐述基于Visual Basic 6.0(中文版)的虚拟波形发生器的软件设计过程,从而完成在计算机上模拟传统波形发生器的控制面板和主要功能.     

基于旋转阵列的MIMO雷达误差校正方法

针对集中式多输入多输出(MIMO)雷达发射端和接收端同时存在位置误差和幅相误差的问题,提出一种基于旋转阵列的误差校正方法.首先利用旋转阵列获得不同方位的回波数据,从而将耦合在一起的位置误差和幅相误差相分离,并通过解相位模糊得到虚拟阵列的位置信息,再根据虚拟阵列的形成原理,分别获得收发阵列的位置误差.然后,由回波数据协方差矩阵最大特征值所对应的归一化的特征向量求得发射端和接收端的幅相误差估计.最后通过仿真实验验证了方法的有效性和可行性.结果表明:在多种阵列误差并存的情况下,该方法复杂度低,能获得较精确的结果,且该方法还适用于非均匀MIMO雷达阵列.