机载多普勒雷达模糊回波模拟源的研究

建立了机载脉冲多普勒（PD）雷达模糊回波模拟源的仿真模型,分析了其工作原理和回波的统计特性,利用先内插后抽样的方法实现了回波数据的速度模糊和频域杂波模糊。通过设置模型参数,可模拟产生多种工作环境下的雷达模糊回波数据,并可通过PCI－7200高速数字接口析板输出。     

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OpenGL建模技术的航海雷达回波图像生成方法

为解决当前航海雷达仿真器中雷达回波图像不真实问题,以岸线为例提出基于OpenGL建模技术的模拟航海雷达回波的新方法,研究雷达回波图像生成技术,给出雷达岸线回波及雷达岸线回波图像的生成算法.对RGB、HIS颜色模型在模拟雷达回波强度上的应用进行探讨,给出目标回波强度的数学模型.通过加入噪声模型,实现航海雷达岸线回波仿真,其结果与电子海图显示基本相符.     

基于散射电场的飞机旋翼多普勒回波模拟

旋翼飞机飞行过程中会产生具有独特多普勒特征的雷达回波,通过对旋翼回波的准确模拟,可为不同类型飞机的精确识别提供重要依据.针对现有散射点叠加算法的假设缺陷,从目标高频电磁散射理论出发,提出了基于散射电场的飞机旋翼回波模拟方法.依据电磁散射场与雷达回波方程间的数学关系,发现目标回波的基带信号与目标后向散射电场的复振幅矢量具有一致性,基于此采用物理光学—矩量混合算法,求解飞机旋翼的散射电场;并通过短时傅里叶变换模拟得到旋翼的时频回波.最后,通过与传统散射点积分算法进行仿真对比,同时分析了不同桨叶角对旋翼回波信号的影响规律,验证了所提方法的正确性和优越性,实现了散射电场下飞机旋翼多普勒回波的准确获取,为后续研究飞机的精确识别奠定了理论基础.     

使用三维场景绘制技术模拟雷达图像

针对航海雷达回波图像模拟特点,提出一种使用三维场景绘制技术的实时模拟方法。通过在雷达天线处设置一个虚拟相机,建立视坐标系,根据雷达参数设置视见体,将光源也设置在雷达天线处。绘制当前场景,读取场景颜色缓存和深度缓存中的数据,将其转换成雷达回波数据。随着虚拟相机的旋转,实时模拟雷达的回波图像。仿真结果表明,该方法能够在3s内实时模拟具有105个三角形场景的雷达回波图像,且回波图像质量较现有雷达模拟器有显著提高。     

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.     

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.     

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.     

PRC_CW 雷达地杂波分布特性模型分析

针对伪码调相连续波（ＰＲＣ－ＣＷ）雷达的特殊性,指出在低俯视角情形时雷达回波信号存在展宽现象,提出了对码元回波幅度进行空间矢量叠加以得到ＰＲＣ－ＣＷ雷达回波信号的方法．通过理论分析,指出ＰＲＣ－ＣＷ雷达的概率密度分布趋近于瑞利分布,并用计算机模拟的方法进行了验证．     

某型雷达连续波电磁环境效应研究

为有效评估雷达装备在复杂电磁环境下的作战效能,以某型雷达为研究对象,研究连续波电磁干扰对雷达目标回波电平的阻塞效应。基于接收机的非线性理论,开展电磁辐照试验,试验过程中发现当干扰频偏超出一定范围后,现有试验条件不足以压制有用信号,为此采用注入与辐照相结合的方法研究雷达装备电磁敏感度特性。以雷达目标回波电平受到同等压制效果作为等效依据,从雷达接收信号角度出发,理论分析电磁辐照法和注入法的等效性,试验验证连续波电磁辐照和注入法的可行性和准确性。结果表明,在同等压制效果下,接收机接收到的辐射场强与注入场强比值均约等于1,注入法与辐照法具有良好的等效性,为研究装备电磁环境效应奠定了基础,具有一定的工程实用价值。     

多普勒天气雷达数据质量控制及流域降雨定量估算应用研究

 为了充分发挥多普勒天气雷达在防洪减灾中的应用优势,数据质量控制的研究有着深远的意义。针对多普勒雷达数据短缺、异常点 、晴空回波等质量问题,提出了数据短缺的插补延长方法、异常点回波处理方法和格网点基础回波处理法。并应用GIS方法实现了 流域格网化和子流域划分,对比分析了多普勒雷达估测降雨数据和雨量计自记雨量数据,研究结果表明,多普勒雷达和雨量计对降 雨过程的监测能力相关性较好,多普勒雷达更能展现流域降雨的时空分布。     

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。     

基于部分匹配的雷达回波信号检测

针对雷达回波信号检测中对整个回波信号全部匹配滤波需要较长时间及较多资源的问题,提出部分匹配滤波方法.将雷达接收机接收到的回波数据,以雷达发射的线性调频(LFM)脉冲信号的脉宽为长度,分成若干段,逐段匹配滤波,通过判决门限找到匹配结果中的信号峰值后,计算出目标反射回波的位置.运用Matlab对时宽带宽积为500的线性调频脉冲信号进行仿真,结果表明:该方法适用于信噪比高于-12 dB的信号的搜索定位;该方法既可减少处理时间,又能节省系统资源.     

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.     

棱镜单色仪的设计方案研究与理论分析

目前大气环境监测活动已经广泛开展,其中较为常用的一种方法是利用激光雷达分析从大气中返回的与大气分子相互作用后的回波信号,反演出相应的大气参数,单色仪的作用就是从回波信号中提取特定波长的有用信号.本文主要针对棱镜单色仪的分光过程及其可行性进行相关的理论分析.     

Analysis and correction for systematic error of ionospheric monostatic system

In the ionospheric monostatic system the echo is affected by systematic error. A real-time method using the special characters of direct wave existing in monostatic radar to correct systematic error is advanced. In the condition of large-amplitude direct wave, time delay of maximum amplitude of echo is considered as system time delay; in the condition of small-amplitude direct wave, the mathematical model of time delay error is built to approach after direct wave test. And a method using large-amplitude direct wave to correct phase distortion is advanced. It achieves good effect using this method in practice, which can improve the quality of sound result obviously. Biography: WANG Feng (1982–), male, Ph. D. candidate, research direction: radar signal processing and radar software system design.