基于自动识别系统信息相关系数法的阵列幅相误差校准方案

针对高频地波雷达系统的工程应用,提出一种基于自动识别系统(automatic identification system, AIS)信息相关系数法进行阵列幅相误差校准的方法。该方法利用低信噪比的舰船回波信号,可以实现同步校正,不需要专门部署应答器,且成本低,对于不能借助直达波校准的单基地高频地波雷达系统同样适用。分析现场的实测数据结果表明,通过该方法对阵列幅相误差进行校准可以获得稳定的幅度、相位校准值,校准后多信号分类(multiple signal classification, MUSIC)空间谱估计方位角的准确性和分辨率得到大幅度提高,进而显著改善利用MUSIC算法估计海流方位角的高频地波雷达系统海流探测性能。     

天地波混合组网高频超视距雷达阵列幅相误差的校准方法

针对天地波混合组网高频超视距海洋探测雷达系统,研究了阵列通道幅相误差的校准方法。通过相位偏置,将各站不同频率的回波分离开来;利用直达波校正原理,以及双层优选直达波幅相校准系数的方法,优选出最稳定的地波站直达波的幅相校准系数进行阵列幅相误差的校准,实现天波直达波到达角的估计。试验结果表明,该方法可以有效地避免杂波干扰引起的、不正确的校准值的影响,从而获得稳定的幅度和相位校准值,实现对阵列实时的校正。在此基础上,将校准后船只航迹的定位与AIS数据进行对比,结果吻合,表明了方法的可行性。     

基于多通道补偿的毫米波雷达高速目标检测方法

目标检测是雷达的重要任务之一,利用长时间信号积累能有效提高低信噪比时的检测性能.对于高速运动目标,脉间回波存在相位差,及严重的距离走动现象,影响相参积累的效果.针对雷达系统高速运动目标检测的问题,提出一种基于多通道补偿的方法,提高毫米波雷达脉间相参积累性能.该方法将目标速度范围划分成若干区间,对每一区间设置一个补偿通道,各通道按对应速度区间的中值对输入信号进行走动校正及相位补偿,补偿后经过匹配滤波器输出;选取所有通道输出值的最大值,与预先设定的阈值的判决器进行比较,以确定有无目标.该方法与恒虚警检测结合,无需预先估计目标速度.用Matlab构造毫米波雷达发射与接收回波的模型,对接收信号进行多通道补偿高速目标检测进行了仿真.仿真结果表明,在毫米波雷达高速目标检测中,多通道补偿方法能有效的检测出微弱高速运动目标,与直接相参积累方法相比,可提高7dB的信噪比,增强毫米波雷达系统的检测性能.     

穿墙雷达系统中信号检测的新算法

针对冲击体制穿墙雷达系统中回波信号结构复杂、信噪比低、信号检测困难等问题,提出一种小波-双谱联合检测新算法.在对穿墙雷达回波信号建模的基础上,用联合算法将非相干累积后的回波信号经过小波包变换提高信噪比,再用双谱算法进行信号检测.实验结果验证了新算法的有效性,能提供比单独使用其中任一算法更高的检测精度.该算法能反映墙壁后物体的距离-方位信息,为穿墙雷达系统成像提供了可能.     

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.     

基于S变换的浮标式高频地波雷达相位补偿算法

针对浮标式高频地波雷达系统,分析了雷达平台晃动对回波信号相位的影响,并且提出一种基于S变换的相位补偿方法。该方法利用信号窄带分量中能量最大者作为相位补偿的标校信号,采用S变换的时频分析方法对雷达信号的瞬时频率以及相位进行估计,实现对回波信号相位补偿。仿真结果显示一阶海洋回波谱得到了很好的锐化,与相位污染前的多普勒频谱相近,从而验证了方法的有效性。     

一种合成宽带数字波束形成相控阵通道幅相误差的校准方法

在对相控阵雷达数字化单脉冲和差波束形成原理研究的基础上,给出了单脉冲比的提取模型。对通道幅相误差与角度估计精度的关系进行了分析,结果表明通道幅相误差将导致和波束主瓣畸变,增益降低,进而影响角度测量的精度;在利用合成宽带信号进行距离高分辨成像时,通道的幅相误差将会导致高分辨距离像的畸变。针对通道误差的校准提出了一种不需要注入参考信号的盲自适应校准方法,利用接收信号作为参考信号,采用改进的NLMS算法求取校准权值,在校准过程中进行通道延迟的补偿。仿真结果证明了该方法的有效性。     

超宽带穿墙雷达的信号检测

针对冲击体制穿墙雷达系统中回波信号结构复杂、信噪比低、信号检测困难等问题,提出一种小波2双谱联合检测新算法Z在对穿墙雷达回波信号建模的基础上,用联合算法将非相干累积后的回波信号经过小波包变换提高信噪比,再用双谱算法进行信号检测.实验结果验证了新算法的有效性,能提供比单独使用其中任一算法更高的检测精度.该算法能反映墙壁后物体的距离2方位信息,为穿墙雷达系统成像提供了可能。     

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。     

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.     

一种时间交织ADC的时间失配后台校准算法

利用输入信号的自相关特性设计了一种用于时间交织模数转换器(ADC)时间失配误差的自适应数字后台校准算法,该算法利用输入信号的自相关特性以及统计的方法,在后台将子通道的输出作相关运算以估计失配误差,再利用基于farrow结构的分数延时滤波器进行误差校正.误差估计部分和校准部分构成一个反馈环路,可以实现误差的实时跟踪和校正.Matlab仿真结果表明:当输入信号归一化频率为fin/fs=0.096 88时,经校准后,系统的SNR提高11dB以上,校准效果明显.该算法适用于任何类型的输入信号,且在硬件实现方面也比较简单,farrow结构实现的滤波器只用3~5阶就可以满足校准精度要求,特别适用于工程实现.     

一种二相码信号多普勒补偿方法的研究与实现

针对相位编码信号脉冲压缩技术中存在的多普勒失配问题,提出并实现一种基于数字动目标检测(DMTD)的二相码信号多普勒补偿方法.该方法通过DM TD分离不同速度目标的回波,然后对不同速度通道的回波信号进行相应的多普勒补偿,矫正了多普勒失配问题.对速度模糊情况下的多普勒补偿进行了研究,进一步扩展了多普勒补偿的频率范围.该方法已应用于某新型雷达信号处理机的研制,其有效性得到证实.     

基于灰关联分析的双通道雷达目标距离像研究

针对高分辨雷达在目标成像过程中存在的目标散射点越距离走动问题,利用双通道探测的有利条件对各通道散射点回波信号进行数学建模,根据双通道接收到回波信号的包络走动,引入了灰关联分析方法来研究回波信号包络间的关联度,根据分析结果分配各距离单元对目标距离像的影响权值,结果表明该方法可以有效地降低发生越距离走动散射点的影响。     

基于小波变换模极大值的橡胶薄层厚度超声检测

为解决同一薄层界面处的各次反射回波在时域上不可分离导致无法测厚的问题,提出利用小波变换模极大值对橡胶薄层超声回波信号奇异点进行检测的方法.信号奇异点构成模极大值曲线,极大值曲线产生周期性,相邻的极大值曲线对应入射时基体/橡胶界面和反射时橡胶/基体界面回波信号的到达时间,其差值为超声波在橡胶薄层中传播时间的2倍,取其平均值,计算出橡胶薄层的厚度.仿真结果表明,该方法的相对误差均在10%以内.经实例验证该方法是可行的.     

子波去噪在雷达信号处理中应用

在介绍子波变换功率谱计算方法的基础上,提出了一种基于子波变换理论的雷达视频回波信号去噪方法,该方法首先对回波信号进行多分辨分解。确定每一尺度上的门限阈值;然后对信号进行离散子波变换,去除各尺度上低于对应门限阈值的信号成分,再利用离散子波反变换获得了去噪后的视频回波信号。利用该方法对实测雷达视频回波数据进行仿真验证,获得了较好的效果。     

基于DSP处理器的多普勒雷达系统设计

应用固体微波器件和DSP处理器设计了脉冲多普勒雷达系统。利用多普勒频移原理实现了运动目标速度测量,利用脉冲回波测距原理实现运动目标距离测量。并在此基础上采用DSP技术,实现了对回波信号的全数字化处理。     

小型气溶胶激光雷达水平大气回波信号分析

介绍了一台用于大气气溶胶和云层测量的小型激光雷达系统,阐述了其系统结构和工作原理.对该激光雷达的水平大气回波信号进行了分析处理,得到了此系统的几何重叠因子及一段时间内的水平大气消光系数和对应的水平大气能见度等数据.     

弹道导弹的ISAR回波模拟

提出了一种基于FPGA通用雷达回波模拟器系统,并利用该回波模拟器产生弹道导弹的ISAR回波信号源.首先建立基于解线频调(去斜)技术的弹道导弹ISAR回波信号模型,产生弹道导弹的ISAR回波仿真数据;进而利用所开发的回波模拟器产生弹道导弹的ISAR回波模拟信号并对该信号进行采样和处理,获得了与Matlab仿真数据成像一致的结果.实验结果表明:模拟器能够精确有效地模拟和产生弹道导弹回波信号,该模拟器具有可扩展性、可升级和可编程性.     

机动车地感线圈测速仪校准系统的设计与实现

介绍了地感线圈测速原理,提出了一种利用串入电感方式校准地感线圈测速系统的方法.利用单片机测量脉宽的方法精确测量时间间隔,并通过对已测数据进行一次直线拟合产生高精度时间间隔信号,用此信号来模拟标准车速进行校准.最终设计并实现了地感线圈测速仪校准系统,该系统能准确地校准各种型号的地感线圈测速仪,值得推广使用.     

基于DSP的PRUSS实现严格实时中断

在S波段测波雷达系统中,系统的相干性直接影响了系统对海浪参数的测量。对于采用数字信号处理器(digital signal processor,DSP)为核心处理器的微波雷达系统,由于DSP的SYSBIOS系统对硬件中断的响应和任务调度存在时间不定性,破坏了系统的相干性,导致回波信噪比下降。针对这一问题,提出利用DSP的可编程实时单元子系统(programmable real-time unit subsystem,PRUSS)对中断采集信号进行实时查询与响应,可以实现中断的无延迟响应,严格保证了雷达对信号回波采集的相干性。