分布式OFDM-MIMO雷达高速微弱目标多帧检测

针对传统动态规划检测前跟踪(DP-TBD)算法对高速微弱目标的检测和跟踪问题,利用一种结合正交频分调制(OFDM)波形和分布式多输入多输出(MIMO)雷达的分布式OFDM-MIMO相控阵雷达,提出基于该雷达的TBD方法.MIMO雷达的全向辐射特性能够大大降低TBD单帧回波获取时间,另外,分布式雷达的空间部署可以削弱目标雷达截面积(RCS)起伏.仿真结果表明:本文方法检测和跟踪性能良好,是一种有效检测高速微弱目标的方法.     

常规雷达飞机目标回波多重分形特性分析

常规雷达飞机目标回波的多重分形特性提供了对产生目标回波结构动力学特征的精细描述,为常规雷达飞机目标的分类和识别提供了新的途径.在介绍多重分形的研究方法以及常规雷达飞机目标回波数学模型的基础上,利用多重分形测度分析手段,详细分析常规雷达飞机目标回波的质量指数和多重分形奇异谱等多重分形特性曲线,并定义质量指数对称度Rτ、多重分形谱宽度Δσ和非对称指数Rσ等多重分形特征参数.实验结果表明:喷气式飞机、螺旋桨飞机和直升机这3类飞机目标的常规雷达回波数据具有显著不同的多重分形特征,所定义的3种多重分形特征参数可以作为常规雷达飞机目标分类和识别的有效特征.     

一种应用海杂波分数维检测海面目标的方法

论证了雷达海洋回波存在分形特征的可能性.大量研究表明,波浪起伏的海面及其反射的雷达回波信号都具有分形的特征.海面船只存在会改变海面及其回波信号的分数维.因此可以通过测算回波信号的维数变化达到检测目标的目的.从长时间以及大范围来看,海面运动是不规则的,但在短期以及局部范围内,海面运动是有规律可循的,可以将相邻时段以及区域间海面回波的分数维差别作为检测目标的方法,这比直接测量回波信号维数要有效得多.提出一种通过比较相邻时段、相邻距离元的雷达海洋回波信号分数维差值来检测海上目标的方法.通过对某条船航行海域的雷达回波信号数据实验数据分析,可以看到轮船的微弱轨迹.     

基于BLACKFIN532非相参单脉冲雷达信号源的实现

雷达信号源用在调试雷达信号处理机过程中,通常只是简单的数据回放,用来验证信号处理算法.这种信号源无法来模拟出目标的角度和运动轨迹及起伏特性等动态的工作信息.利用DSP芯片产生实时和真实的回波信号.根据常规雷达信号源的不足和日常调试雷达中的不便,实现了基于BLACKFIN 532来实现对目标方位和目标轨迹模拟.     

雷达回波信号的多普勒瞬时频率仿真研究

雷达回波信号是非平稳的时变信号,其瞬时频率是雷达接收机所接收到的回波信号的重要参数,可以获知空间目标的运动信息.本文分析了雷达回波信号处理过程中产生的多普勒瞬时频率的数学基础,其信号频谱峰值随时间的变化而变化,并采用时频分析的方法仿真了多普勒瞬时频率的性能参数,以获得回波信号的多普勒瞬时频率时间域与频率域的联合分布信息,便于获知空间目标的运动情况,更好地探测、跟踪空间运动目标.     

基于BLACKFIN 532非相参信号源的实现

雷达信号源用在调试雷达信号处理机过程中,通常只是简单的数据回放用来验证信号处理算法,这种信号源无法来模拟出目标的角度和运动轨迹及起伏特性等动态的工作信息。利用DSP芯片产生实时和真实的回波信号。根据常规雷达信号源的不足和日常调试雷达中的不便,实现了基于BLACKFIN 532来实现对目标方位和目标轨迹模拟。     

一种大多普勒容限的伪码调相连续波雷达

针对伪码调相雷达信号的多普勒敏感性,构建了一种基于m序列移位相乘特性的伪码调相连续波雷达系统.该系统通过对正交化后的目标回波信号进行延时交叉相乘求差处理,其多普勒容限可达子码重复频率的一半,因此可以有效应用于高速超高速目标的搜索和跟踪.由于脉压输出为频域的幅度调制信号,静止和低速目标干扰也能得到有效抑制,故该系统还兼具动目标检测功能.该文给出了雷达系统框图及实现方法,并进行了理论分析和系统仿真,展望了其工程价值.     

基于CRPF的MIMO雷达目标检测前跟踪算法

在对机动弱目标进行检测过程中,由于回波信号含有杂波、干扰等噪声,其统计特性未知,难以对回波信号进行数学建模,无法得到后验概率密度函数,传统的粒子滤波算法性能大幅下降.针对此问题,提出了基于代价参考粒子滤波的MIMO雷达目标检测前跟踪算法.该算法无需背景噪声的统计特性,只需利用目标状态的估计值与真实值之间的差值计算各粒子的代价和权值,避免了通过对噪声进行建模来求得后验概率密度的问题.实验仿真证明,当噪声统计特性未知时,所提算法检测跟踪性能明显优于传统粒子滤波算法.     

一种超宽带目标特性测量方法

为获取雷达目标丰富的频域信息,从超宽带雷达信号的概念出发,提出采用步进线性调频超宽带体制的目标特性测量方法,阐述了目标特性测量的基本原理.对于超宽带雷达目标的回波信号,采用小波变换进行回波的相关处理,并得到其仿真结果.最后给出了系统实现方案,并对技术上的一些难点作了说明.     

二相编码脉冲雷达模拟器的研制

研究二相编码体制雷达信号处理机与雷达模拟器之间的接口方式,以及在变脉冲重复周期时巴克码和M序列码雷达回波信号的产生方法.以数字信号处理器(DSP)为核心器件,设计了一套较为通用的硬件实现方案,在此基础上,对回波信号进行二相伪随机码调制、多普勒调制和天线方向图调制,模拟距离模糊和速度模糊,并采用数字的方法进行多目标合成.该雷达模拟器与信号处理机可实时闭环工作,检验信号处理机搜索和跟踪多目标的能力.     

雷达P显示器距离跟踪状态的模拟

分析了雷达P显示器目标回波、点跟踪波门及噪声画面组成的总体效果,介绍了Linux系统下利用GTK+和辅助作图工具Glade的功能,运用这两个软件在C语言环境的编程处理下,模拟在P显示器里面的目标回波信号,噪声信号和点跟踪波门整体工作状态以及故障状态的效果,作为某型雷达训练及故障诊断模拟系统的一部分,达到了较逼真的模拟仿真效果.     

频率分集极化MIMO雷达目标检测

为了提高集中式多输入多输出(MIMO)雷达的目标检测性能,提出了一种频率分集极化MIMO雷达.该雷达的发射端采用频率分集和极化分集,接收端以变极化或者正交极化方式接收回波信号,并且基于目标极化散射特性优化设计发射极化和接收极化来进一步提高性能.基于奈曼-皮尔逊准则设计了检测算法,并推导了虚警概率和检测概率的近似计算公式.仿真结果表明:频率分集极化MIMO雷达的检测性能优于极化MIMO雷达和频率分集MIMO雷达,并且采用正交极化接收方式可以获得更好的检测性能.     

真实地形环境下低空雷达目标回波信号分析

针对低空雷达目标与杂波、环境难于一体化建模的问题,提出了一种分析真实地形环境中低空飞行目标的雷达回波信号的实景相干复合方法(CHIAL).以机载脉冲多普勒(PD)雷达为平台,首先将半空间并矢格林函数引入物理光学方法中,结合图形电磁学计算低空目标的雷达散射场强度,然后利用地形高程数据和地形地物分析数据,得到杂波单元的散射特性,通过相干杂波模型产生地杂波,最后将所有雷达回波送入各自的距离门,并加入噪声信号,模拟包含目标特性和杂波特性的有效回波信号.与传统复合建模方法相比,CHIAL方法的目标回波信号和杂波信号更加准确.对机载PD雷达探测低空目标的仿真实验表明,CHIAL方法在处理90m×90m地形高程数据时,杂波分布和信杂比与理论分析基本一致,有很强的系统工程实用价值.     

基于小波变换的舰船雷达信号去噪方法

由于舰船雷达信号目标环境的复杂性,从强杂波中检测目标异常困难,基于小波变换下奇异信号和随机噪声在多尺度空间中不同的模极大值传播特性,设计了一种实用的小波消噪方法。对舰船雷达回波信号实验检测结果表明,该方法能较好地改善信噪比增益,同时又能保持对突变信号的良好分辨率。     

隐身目标探测方法研究

介绍了一种探测隐身目标的实现方法．以双基地雷达为例，通过讨论雷达的有效散射截面RCS与雷达作用距离的关系^[1]，将接收机部署在探测隐身目标的前沿，使整个探测系统可在较远的距离上发现隐身目标．对于接收机收到的目标回波信号比较微弱，噪声相对较大，对于隐身目标的信号检测，可以采用对小信号的预处理，数据采集，进行分析处理^[2]．文中给出了理论依据，建立了模型，并通过MATLAB语言进行计算机模拟仿真，给出一些结果，说明其可行性．     

采用脉冲积累方式提高防撞雷达测距性能

雷达对目标回波的检测能力是雷达测距性能的基础,而一般情况下雷达的回波信号是非常微弱的,有时甚至完全淹没在噪声中.为了检测出微弱的有用信号,可以采用对回波脉冲进行视频或中频积累.分析了脉冲积累对回波信号信噪比的改善能力,并设计了先对回波信号进行高速采样然后进行累加的数字式脉冲积累方案.试验表明当对M个周期的回波信号进行积累时,可使信噪比大约改善M倍,大大提高了门限检测电平,显著地改善了雷达的测距性能.脉冲积累方式同样适用于诸如生物医电等非常微弱的信号的测量,从而可以大大提高信噪比.     

基于雷达原始幅度数据的目标跟踪性能分析与实现

由于扫描跟踪雷达使用的天线波束在空间中的扩展特性,一个目标可被顺序扫描的波束或同时照射的堆积波束观测到;类似地,雷达信号模糊函数的扩展特性使得理想点目标的回波经过匹配滤波后的输出在时延-多普勒平面上是扩展的,这种空、时、频的扩展特性使得,与同一目标有关的多个波束的多个时延-多普勒采样单元都包含了目标信息,这种效应可以用采样单元的参数、目标参数以及模糊函数、方向图描述.传统的雷达信号处理对这些信息的利用非常有限,为此通过建立原始数据的幅度分布模型描述这些信息,并以此为基础研究基于雷达原始幅度数据进行跟踪的后验克拉美罗限(posteriorCramer-Raobound,PCRB).分析表明,与传统的先估计目标参数后跟踪的方式相比,利用这些信息进行跟踪可以改善跟踪性能.粒子滤波是实现这种跟踪方式的一种可行算法;针对传统实现方法中将回波幅度作为目标状态的一维并对之采样造成的运算量较大的问题,提出了一种避免幅度维采样的跟踪算法,仿真表明,该算法能以较低的运算量获得较好的跟踪性能.     

计数型小滑窗检测器检测性能的简捷算法

自动检测雷达信号的任务是从噪声加目标信号的回波中可靠地检测出目标信号来.利用目标回波信号在距离上的相关性和噪声信号的随机性,通过对回波信号在时间上的积累,就能提高信噪比,从而有利于发现目标。滑窗检测器正是根据这一原理而设计出来的数字式视频积累器.它将雷达视频回波信号在距离和幅度上分别量化,并对同一距离单元N次量化所得的1元素积累起来与某一门限相比较,超过此门限就认为有目标出现,否则是噪声。随着雷达探测脉冲不断发射,滑窗每次将获得一个新元素0或1;     

炮瞄雷达回波模拟器的设计

介绍利用复杂可编程逻辑器件CPLD和直接数字合成专用电路DDS,设计雷达信号回波模拟器的硬件系统.该系统能够模拟雷达的回波信号,代替实际目标来检测雷达的性能,减少了雷达系统的设计周期.AD9858芯片的利用,进一步使该解决方案的速度加快,满足了低相位噪音、快速频率切换等要求.     

新型相参极化捷变雷达信号研究

为了提高雷达系统对抗电子干扰的能力,提出了一种新型相参极化捷变雷达信号.通过采用正交极化天线系统,雷达接收机可以首先获取目标的空间和极化信息,然后基于全极化捷变雷达体制,实现对目标的多极化照射,最后对接收到的信号进行极化信息处理、目标检测和跟踪.讨论了具体的信号处理算法,并给出了一种极化捷变条件下的双平面角跟踪方法.仿真实验结果表明:极化信息的引入改善了雷达系统的性能.