多普勒频移支持红外预警卫星反导作战研究

为拓展反导作战中红外预警卫星的目标速度估计方式,提出利用星载探测器进行被动红外多普勒频移测速的构想。首先建立多星多普勒频移测速模型,给出了多普勒频移测速误差与观测几何、辐射波长以及光谱分辨率的关系;然后推导多普勒频移测速误差与导弹发射坐标系下速度误差的坐标转换关系,描述了多普勒频移测速对弹道参数估计的贡献。最后,结合战术需求,通过仿真实例分析了多普勒频移测速对参数估计的影响。     

毫米波调频步进雷达复合测速方法

毫米波调频步进体制雷达是一种重要的距离高分辨率雷达,运动补偿是其实现距离高分辨的核心技术。针对调频步进体制雷达的运动补偿问题,提出了三种复合测速方案：脉组间调频步进复合、脉组内调频步进复合及脉冲多普勒与调频步进复合方案,并对这三种方案的可行性和应用场合进行了分析,给出了一种可满足应用条件的复合测速方案,即脉冲多普勒信号与调频步进信号交替发射的复合测速方案,针对该方案给出了具体的参数设计与约束条件。仿真结果表明,该方案测速精度高,抗噪性能好,计算量小。     

基于keystone变换的宽带雷达精确测速

宽带雷达利用脉冲串测速时,高速运动目标在脉冲串内通常移动超过多个距离分辨单元,无法通过脉冲串内直接相参处理获取速度信息。针对宽带脉冲多普勒雷达测速的特点,提出了一种基于Keystone(楔石)变换的测速方法,能有效解决目标越距离单元走动和多普勒谱展宽,并根据该方法的特点,提出一种基于Keystone变换的解速度模糊的方法,仿真证明该测速方法能达到很高的测速精度,有很高的应用价值。     

地面站频率不稳定对航天器跟踪性能影响的分析

针对地面站的频率标准对航天器跟踪性能影响的问题,采用双向跟踪模式建立了多普勒测速跟踪系统模型。研究了频率标准的确定性和随机性起伏对无线电多普勒测量的影响。分析表明,时间统一系统的不准确和不稳定导致的频率标准不理想,是无线电跟踪测量的主要误差源,进一步推导了Allan方差、取样时间以及电波往返传输时间与地面站系统多普勒测速精度的关系。通过铷、铯、氢原子频率标准的仿真实验,验证了分析方法的有效性。     

声学多普勒速度仪陆上仿真方法研究及其实现

随着声学测速精度的不断提高,声学多普勒速度仪已应用于多种载体的水下导航。根据多普勒速度仪的陆上仿真的需要,研究了多普勒速度仪的测速原理及矢量合成原理和坐标变换方法,推导了深度仿真和速度仿真公式,给出了仿真方法,同时设计了一种基于PXI的波形采集和回放模块,试验证明了所推导的公式的正确性和仿真方法的有效性。这种仿真方法对于不同类型的声学多普勒速度仪具有通用性,仿真电路实现了模块化设计,适用于其它的工程应用。     

基于周期图的瞬时GPS信号测速仿真研究

在某些特定的应用情况下,GPS接收机接收到的信号是非连续,或者是间段瞬时的.如何合理有效地利用间段的瞬时GPS信号进行定位、测速是个很有意义的课题.考虑在瞬时信号情况下GPS的测速问题,针对片段信号的特点提出了基于经典谱估计方法测量载体速度的方法.首先应用周期图法估计片段GPS信号的多普勒频移,计算视距变化率,然后建立视距变化率方程,进而求得接收机的速度.通过Matlab模拟的信号和GPS仿真器模拟产生的高动态信号仿真验证了多普勒频移的估计精度和用户速度的测量精度.     

卫星通信信号的多普勒频率参数盲估计

用泰勒级数的展开形式表示高动态的多普勒频率参数,推导了信号非线性变换后相邻数据样本的相位差与多普勒频率、一次变化率、二次变化率等多普勒频率参数的关系,由此建立了方程组并通过解方程实现无需任何先验信息的多普勒频率参数盲估计。仿真实验验证了该方法对M进制相移键控(M-ary phase shift keying, MPSK)、M进制正交幅度调制(M-ary quadrature amplitude modulation, MQAM)等常用卫星通信信号的可行性和有效性。     

基于频域波形分析的调频步进雷达测距测速新方法

调频步进雷达存在时延-多普勒耦合,对目标测距测速造成严重的影响。在分析其多普勒性能的基础上,通过采样点位置得到目标的粗距离。然后,根据距离-速度耦合关系得到目标的粗速度,经过二次项补偿后再通过频域波形分析获得目标各散射点的真实距离。最后,通过解耦合得到目标精确速度。详细分析了这一解距离速度耦合的新方法,提出了基于频域波形分析法测距测速的具体步骤。仿真结果表明,这种方法在采样率较高和速度不模糊时具有较好的效果。     

MIMO同频正交信号的构造及处理

同频正交波形即正交编码分集波形(orthogonal code division waveform , OCDW)由于各子阵发射载频相同,相对于正交频率分集波形(orthogonal frequency division waveform, OFDW)更适用于多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)雷达。而现有的同频正交序列的相关性能很差。为此,提出了一种同频正交相位编码信号的构造方法,通过使序列的互相关函数在单位元上周期性等间隔分布实现序列正交。进一步地,研究了多普勒频率对信号正交性的影响,分析了通道模糊现象和无模糊测速范围变窄现象,并根据回波特性给出了多普勒补偿以及距离多普勒(range-Doppler,RD)谱映射处理方法,以消除多普勒因素对处理结果的影响。仿真实验表明,该信号具有良好的正交性,给出的处理方法可消除多普勒对处理结果的影响。     

面向雷达高速目标检测的RFT快速实现方法

基于Chirp-Z变换(Chirp-Z transform, CZT)的Radon-Fourier变换(Radon Fourier transform, RFT)是一种频域RFT算法,然而对多普勒模糊数的遍历搜索使得该算法运算量较大,同时该方法对积累结果采用选大处理抬高了噪声电平。针对上述不足,提出了一种由粗到精(coarse-to-fine,CTF)的RFT快速算法(CTF-RFT)。在粗检测阶段,首先对多普勒模糊数进行跨间隔搜索,对多组二维积累结果进行粗检测提取潜在目标,再利用目标积累能量在多普勒模糊数维的变化规律剔除虚假目标,得到目标所在的多普勒模糊数区间及粗略参数;在精检测阶段,对粗检测确定的多普勒模糊数区间进一步搜索,确定目标的精确参数。理论分析和实验结果表明,与CZT-RFT相比,CTF-RFT在获得几乎相同检测性能的同时进一步降低了计算量。     

合成宽带脉冲多普勒雷达

合成宽带脉冲多普勒(pulse Doppler,PD)雷达可以同时实现距离和速度二维高分辨;具备良好的相参特性,利用相推原理能实现极高的测距和测速精度,可用于复杂目标多部件微动测量;具有较强的抗杂波和抗干扰性能。阐述了合成宽带PD雷达体制及其主要信号形式,介绍了合成宽带PD雷达的距离速度二维高分辨实现原理,总结了合成宽带PD雷达的主要特性,最后通过一系列实验验证了合成宽带PD雷达的微动测量能力、高精度测距测速能力和相参ISAR成像能力。     

稀薄大气层内轻诱饵速度识别法

随着地基相控阵雷达测速精度的大幅度提高,针对稀薄大气对轻诱饵有明显的减速作用,提出了一种新的目标识别方法——稀薄大气层内轻诱饵速度识别法,并对其识别原理、识别判决准则进行了详细阐述和分析,该方法通过雷达高精度多普勒测速及轨迹估计信息,获取轻诱饵气动减速特性进行识别,避开了质阻比参数估计中动态收敛过程。最后通过典型算例的计算机仿真计算,验证了该方法的有效性。     

基于实测数据的广域三通道SCANSAR-GMTI算法

根据广域三通道扫描模式合成孔径雷达地面动目标检测(scan synthetic aperture radar ground moving target indication, SCANSAR-GMTI)实测数据的分析,提出一种广域三通道SCANSAR-GMTI系统的动目标检测、测速、定位及航迹检测的方法。该方法在保持杂波抑制后两通道的相位特性一致的前提下,采用两路杂波抑制性能整体最优的3多普勒通道变换(3 Doppler transform, 3DT)方法,保证了系统的杂波抑制能力,结合相位干涉原理实现运动目标定位、测速,补偿载机运动带来的场景移动后实现了目标航迹的检测。最后,给出了对三通道实测数据的处理结果,验证了该方法能有效地检测地面慢速运动目标并检测其航迹。     

基于FMCW雷达的旋转目标微动参数提取方法

针对旋转目标微多普勒频率相互交叠、重合难以提取的问题, 提出了一种基于调频连续波(frequency modulated continuous wave, FMCW)雷达的微动参数提取方法。考虑到旋转目标微多普勒频率具有正弦形式的特征, 利用多普勒信号构造了矩阵并进行奇异值分解, 使得奇异值比谱在旋转频率处的比值达到最大。为了估计旋转半径和初始相位, 对多普勒信号时频分析结果进行逆Radon变换, 将正弦曲线的参数估计问题转化成了参数空间中的峰值检测问题。仿真和实验数据结果表明, 结合奇异值分解、时频分析技术和逆Radon变换的旋转目标微动参数提取方法具有在低信噪比条件下提取高精度参数值的能力, 有效解决了相互交叉的微多普勒频率参数提取问题。     

正交小波基在SAR的多普勒参数求取中的应用

在合成孔径雷达技术中 ,对于多普勒参数的估计 ,即多普勒质心 fdc 和多普勒频率变化率fdr 的估计是非常重要的。提出了一种采用频谱支集紧小波基的计算信号瞬时参数的快速局部算法 ,且这种方法有良好的抗噪能力 ,在求取多普勒质心和多普勒频率变化率中取得了较为满意的效果。     

星载合成孔径雷达(SAR)空间几何关系误差分析

本文以星载ＳＡＲ卫星平台和地面目标的空间几何关系为基础,给出了星载ＳＡＲ多普勒参数数学模型,分析了卫星运动、平台姿态、地球旋转、目标高度等几何参数误差对测绘带上的多普勒参数、零多普勒偏移、目标位置等星载ＳＡＲ处理参数的影响,说明了采用“偏航调整”方法（ｙａｗｓｔｅｅｒｉｎｇ）,可以使天线波束中心位置指向零多普勒方向而降低多普勒中心频率。最后以航天工业总公司论证的Ｃ－ＳＡＲ系统参数进行了仿真实验,计算结果与理论分析相吻合。     

任意沿轨基线长度双孔径SAR-ATI动目标检测方法

提出了一种适用于沿轨迹排列、任意间距的双孔径天线ATI动目标检测方法,应用于地形高度有起伏的地杂波环境,给出了相应的测速、定位公式。针对在图像域中难以直接实现非整数像素配准的问题,分别在时域和多普勒域中给出了两种解决方法,实现了图像的高精度配准,并在整个观测带内动目标检测的条件下结合聚焦深度的概念给出了具体的实现过程。最后比较了不同波段对该方法的影响,得出了波长越长,测速与定位精度越高,最大可检测不模糊速度提升的结论。仿真结果表明,在不考虑系统噪声的前提下该方法可以实现精确的测速与定位。     

一种SAR-GMTI的无源压制性干扰方法

针对合成孔径雷达地面动目标检测（synthetic aperture radar ground moving target indication, SAR GMTI）的工作原理,提出了一种基于旋转角反射器的无源压制性干扰新方法。该方法利用旋转角反射器产生的微多普勒在各个通道中形成干扰条带,在多通道抑制地杂波后,微多普勒干扰条带将造成动目标检测无法完成,使得无法对动目标正确地定位和测速。理论分析和仿真实验证实了该方法对SAR-GMTI干扰的有效性。     

基于循环平稳的动目标特征提取方法研究

介绍了基于循环平稳的脉冲多普勒雷达对目标回波信号参数的提取方法。分析了该参数提取方法的性能 ,结合弹载高重频脉冲多普勒雷达的特点 ,提出了一种动目标运动特征的递归提取方法应用于运动目标参数(速度、加速度 )的特征提取过程。分析、仿真实验证明 :该方法可以最大限度地利用系统的资源 ,在雷达信号处理中达到信噪比和加速度分辨率之间的动态平衡     

基于分数阶Fourier变换的水声信道参数估计

提出基于分数阶Fourier变换(FRFT)对水声信道参数进行估计。分数阶Fourier变换存在相应的最佳分数阶数使给定的chirp信号能量聚集于一最大值,且具有时移、频移特性,使其可适用于存在多途扩展及多普勒频偏的声信道参数估计。通过计算机仿真验证,当存在较大的多普勒频偏时,拷贝相关器将不适用,而FR-FT具有很好的鲁棒性,可估计存在多普勒频偏的多途声信道参数。