步进频率线性调频脉冲信号的子孔径处理方法

针对步进频率线性调频脉冲信号的压缩处理提出频域子孔径处理方法。该方法首先将每个子脉冲的回波信号在频域进行匹配滤波,经频谱搬移和相干合成后,得到距离时间函数的频域响应,最后进行逆FFT从而得到一维距离像,实现脉冲压缩。介绍了频域-时域混合的子孔径处理法,即首先将子脉冲在频域进行匹配滤波并变换到时域,经过时域上变频,然后在时域进行相干合成。针对不同孔径的加权方法作了计算,并进行比较和分析。计算表明,孔径加权的效果与Chirp信号的基带带宽以及步进频率大小有关,在实际中应该针对不同情况采用不同的加权方法。所提方法对频率线性步进和非线性步进的情况都适用。     

线性调频步进式合成孔径雷达系统的信号处理

提高距离向分辨率通常要加大发射信号带宽,导致系统采样率和A/D变换速率很高,数据量剧增,影响数据的存储和及时处理。采用调频步进方法,发射一组步进频率间隔小于信号带宽的线性调频子脉冲,对其回波信号合成处理,可以提高距离向分辨率,同时避免上述问题。在分析线性调频步进脉冲提高距离向分辨率原理的基础上,分析采用该信号对SAR距离、方位向信号处理的影响,提出线性调频步进SAR系统的信号处理流程,并用点目标信号仿真结果验证了该处理流程的正确性。     

SIAR体制下单基地MIMO雷达距离高分辨研究

常规脉冲压缩处理只针对单根天线单一载频单次回波,对于MIMO雷达,由于发射采用多载频信号,回波信号通道分离后若能进行带宽合成,则相应距离分辨率会比单根天线提高数倍,有利于后续检测与跟踪。针对MIMO雷达设计中调频带宽和载频差的不同选取,分别采用时频域频谱拼接及频谱外推与Root MUSIC算法相结合的方法,得到目标高分辨距离像。仿真结果验证了该方法的正确性。     

基于去斜的步进频合成高分辨距离像新方法

研究了一种基于子脉冲去斜的高分辨距离像合成新方法。首先,用本地参考信号对接收的步进频脉冲串信号进行去斜处理,然后把去斜之后的信号按顺序在时域上拼接起来得到宽带回波,最后按传统的处理方法得到目标的一维距离像和二维逆合成孔径雷达像。这种方法避免了传统时域拼接法的上采样、频移和相位补偿运算,减小了处理复杂度,易于工程应用。     

应用于SAR的一种波形及多普勒效应补偿技术

常规合成孔径雷达（ＳＡＲ）利用线性调频信号获得纵向距离高分辨,但一般要求系统瞬时大带宽和高速Ａ／Ｄ变换器。目前引起雷达界广泛关注的步进频率脉冲串波形可以在不要求系统瞬时大带宽和高速Ａ／Ｄ采样率的情况下获得径向距离高分辨［１］。着重研究分析此种波形在ＳＡＲ中的应用及其多普勒效应并提出一种纵向距离合成高分辨成像时的多普勒二次相位的补偿方法,从而消除了纵向距离分辨率的恶化和信噪比损失     

脉冲位置调制组合雷达信号研究

组合雷达信号通过几种调制方式相结合得到更大的时间带宽积,以同时获得较高的距离、速度分辨率。时间脉冲位置调制(PPM)技术在超宽带无线数字通信领域得到了广泛应用。在时间脉冲位置调制和编码频率信号(FSK)的基础上,提出了一种新的PPM FSK组合雷达信号,研究了其模糊函数及其分辨性能,并与PPM信号及FSK信号进行了比较。结果表明,PPM FSK组合雷达信号具有更大的时间带宽积,其模糊图分辨性能更佳,说明PPM FSK具有比PPM和FSK信号更高的距离、速度分辨率。     

多子带并发的MIMO-SAR高分辨大测绘带成像

提出多子带并发的多发多收(MIMO)SAR成像方法,在扩大测绘带宽度的同时实现高分辨成像.首先采用低的脉冲重复频率保证大测绘带距离不模糊,然后利用每一个子带对应的多颗接收卫星的空间信息对该子带回波信号进行空域滤波解多普勒模糊,再对解过模糊的各子带信号进行频带合成实现距离高分辨.该方法可以有效利用多颗卫星的空间自由度.仿真实验验证了该方法的有效性.     

带限条件下雷达信号的超分辨处理方法

雷达的距离分辨率与发射信号的带宽成反比 ,要获得大的距离分辨率 ,必须发射宽带雷达信号。事实上 ,在雷达发射波形设计时 ,考虑到雷达的总体性能指标和工程上的可实现性 ,发射信号带宽是受限的。如何在有限带宽情况下提高距离分辨率是一个值得解决的技术难题。针对脉间频率步进雷达回波信号的特性 ,采用MUSIC(multiplesignalclassification)算法 ,实现了带限条件下雷达信号的超分辨处理 ,进一步提高了脉间频率步进雷达的距离分辨率。仿真实验证明了结果的正确性。     

频率编码脉冲信号性能分析

用大时宽带宽信号是提高雷达距离、速度及其联合分辨性能的最常用方法之一。频率编码脉冲是一种大时宽带信号,具有良好的距离分辨性能和较窄的瞬时带宽。推导了频率编码脉冲信号及步进频率脉冲信号的模糊函数,分析了其距离、速度分辨性能及其相应关系,并就有效解决其距离-速度联合测量问题进行了讨论。     

地物背景下的运动目标频域带宽合成方法

在频率步进雷达中,利用带宽合成技术进行距离成像,具有距离像不模糊范围大、栅瓣电平低等优点。但对地物杂波下的运动目标成像时,距离像信杂比低,并且栅瓣电平对多普勒频移很敏感。提出一种改进的频域带宽合成方案。首先研究了多普勒域抗杂波的参数设计问题,然后设计了二维杂波滤波器实现了抗杂波,最后利用脉间相参处理后的信号特性提出了一种运动补偿方法,有效抑制了距离像的栅瓣电平。外场试验结果验证了方案的优势。     

多载频MIMO雷达距离栅瓣抑制方法

多载频多输入多输出 (multiple-input multiple-output,MIMO）雷达采用稀布阵发射多载频调频连续波（frequency modulated continuous wave,FMCW）信号,阵列接收目标回波。分析了多载频MIMO雷达的信号模型,给出了发射接收综合处理过程,分析了距离栅瓣产生机理,讨论了子带宽和天线频差取不同值时距离栅瓣的分布情况,提出了基于加权和离散傅里叶变换 (discrete Fourier transform,DFT)的距离栅瓣抑制方法。加权法是在综合的同时完成距离栅瓣抑制,DFT法则是在脉压时完成。仿真结果表明,两种方法均能实现距离栅瓣的有效抑制。     

基于高超平台前斜视SAR双通道杂波抑制方法

针对高超平台前斜视合成孔径雷达地面动目标检所面临的许多问题:巨大的距离走动量和多普勒中心偏移、严重的距离-方位二维耦合、回波信号的多普勒频谱折叠以及包络偏移等,本文提出了一种基于高超声速平台前斜视SAR双通道杂波抑制方法。首先进行距离走动校正和距离脉压,完成距离-方位二维解耦合,并补偿距离向通道相位偏差实现距离向包络对齐;然后进行三阶方位线调频傅里叶变换(chirp Fourier transform, CFT)充分压缩回波信号的多普勒带宽,并补偿方位向通道相位偏差实现方位向包络对齐;最后,在距离脉压-方位CFT域通过偏置相位中心天线方法抑制静止杂波并保留运动目标回波。该方法可以解决回波信号方位多普勒谱折叠的问题,还可以将运动目标的最小可检测速度减小一半。     

平面波激励的超宽带天线口径辐射特性研究

如何高效而又有较少拖尾的将信号辐射出去是超宽带天线的设计关键,利用FDTD方法研究了在平面波激励的情况下口径形状和激励脉冲的脉宽与辐射波形之间的关系,得出在不同口径形状的情况下口径辐射场不仅与口径形状有关还与所加激励源的极化方向有关,即口径窄边与激励源极化方向一致时,辐射场幅值最大。实验分析表明该方法的有效性。     

椭圆球面波时域正交脉冲集构建方法

为了简化现有椭圆球面波时域正交脉冲集构建方法,解决格拉姆 施密特正交化引起的椭圆球面波脉冲信号功率谱展宽、功率谱集中度变差和椭圆球面波脉冲信号之间正交性变差的问题,提出一种新椭圆球面波时域正交脉冲集构建方法。新方法只需参数设置和求解方程两个步骤,无需频段划分和格拉姆 施密特正交化。理论分析和仿真结果表明,新方法不仅简化了椭圆球面波时域正交脉冲集的构建步骤,解决了格拉姆 施密特正交化引起的问题,而且提高了基于椭圆球面波的非正弦调制的频带利用率和峰均功率比性能。     

基于PSWF的高效正交脉冲设计方法

为了提高系统的单位频带利用率,基于时限椭圆球面波函数提出了一种高效正交脉冲设计方法。脉冲设计频段被划分为多个相互交叠的子频带,基于频〖CD*2〗时域波形设计方法,各子频带分别求解带通时限椭圆球面波函数。通过正交化方法构建时域正交脉冲,所设计的正交脉冲在子频带内频谱相互混叠,相邻子频带内频谱相互交叠。理论分析及仿真结果表明,正交脉冲在频域上具有较好的能量聚集性,用于信息传输时,通信系统的单位频带利用率极限值可达到2 Baud/Hz。     

基于带宽剩余率的脉冲耦合神经网络最短路径算法

利用脉冲耦合神经网络（pulse coupled neural network, PCNN）寻找最短路径是一种非确定性算法,运算的复杂度只和最短路径的长度有关,和路径图的复杂程度无关。已有的PCNN最短路径算法只考虑路径长度,而未考虑其他参数,如带宽和时延等。这里除了考虑路径长度,同时考虑实际中带宽剩余量对网络的影响,提出了一种基于带宽剩余率的最短路径算法,用带宽剩余率参数来控制神经元阈值,寻找最短路径。仿真结果表明,该算法可以寻找到全局最优解。     

弹载平台聚束SAR成像脉冲重复频率设计

针对弹载平台高速、非水平非匀速直线运动和对目标区域大斜视角观测的特点,对影响脉冲重复频率（pulse repetition frequency,PRF）设计的模糊性限制、发射脉冲的遮掩、天底回波干扰等主要因素进行了详细分析,推导了平台非理想运动和视角状态下最大瞬时多普勒带宽和天底回波可忽略的速度俯仰角范围的简单表达式。提出了一种基于穷举法的聚束合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）成像导引头PRF设计方法,该方法在同时满足距离和方位上不模糊的情况下,发射最少个数的PRF实现对雷达波束覆盖区域无距离遮挡观测。通过仿真产生的聚束SAR成像导引头弹道,验证了分析的正确性和设计方法的有效性。