基于多普勒分辨的连续波合成孔径雷达成像方法

提出一种新的连续波(continuous waveform, CW)体制合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像方法。有别于脉冲波形SAR和调频连续波SAR通过发射宽带信号获得高距离分辨率,CW-SAR成像利用CW波形的高多普勒分辨率进行成像,通过将回波信号与尺度变换后的发射信号进行相关构造成像数据模型,该相关信号实际为场景散射系数在等多普勒线上的投影,基于该相关信号,采用滤波反投影图像重建算法进行场景反射率重建。该CW-SAR成像方法不仅适用于宽带和窄带CW发射波形,而且也适用于单/双基SAR和任意载机飞行轨迹。以双基情形为例,分析成像方法的性能,并进行仿真验证。     

一种宽带雷达系统通道误差校正方法

在不改动宽带雷达内定标系统硬件的情况下,提出了一种校正宽带雷达系统传递函数误差及IQ失配的正交解调误差的新方法。通过对雷达系统通道误差特点的分析,采用正负调频率的线性调频信号作为定标信号获取雷达系统传递函数,以此构建雷达回波校正函数并对雷达接收回波进行误差校正。在定标系统和雷达回波存在噪声的情况下,分析了雷达系统输出信号经本文方法校正后对其进行脉冲压缩后的信噪比。仿真实验验证了方法的有效性。     

雷达信号分选实现的新方法

解决反辐射导弹在高密度复杂电磁环境下的雷达信号分选问题,提出一种雷达信号分选实现的新方法。采用关联比较器进行雷达信号预分选,在主分选中,应用修正的脉冲重复间隔(pulse repetition interval, PRI)算法测量雷达信号PRI。在硬件实现上提出一种非均匀设定PRI箱宽度的方法,可节省大量的运算时间,提高系统实时性。实验结果表明,该分选方法具有快速准确的优点,既解决了以往直方图统计算法中的子谐波问题,又克服了传统PRI算法不能有效分选抖动脉冲序列的缺点。     

脉冲多普勒雷达导引头建模与仿真

为有效评估脉冲多普勒雷达导引头系统的效能 ,用计算机仿真技术对其进行建模和仿真是一条极具潜力的途径。根据典型的脉冲多普勒雷达导引头的信号处理方式 ,采用相干视频信号仿真方法建立了包括目标回波模型、接收机噪声模型在内的雷达导引头接收信号模型 ,以及包括截获、跟踪模型在内的信号处理模型 ,并进行了仿真实验。实验结果证实了该模型和方法的有效性     

利用子波变换提取目标回波波形特征

对Donoho阈值决策子波域去噪方法进行了研究,该方法采用软限幅函数对噪声信号的子波变换系数做阈值处理以达到去噪的目的。具体讨论了在Sym8子波基底下,用此方法对非平稳雷达回波进行五尺度的Mallat算法仿真,结果表明该方法除对噪声具有很好的拟制效果外,还有效地保留了目标回波波形特征,从中看到子波变换用于特征提取在雷达信号处理中是一个十分吸引人的新方法。     

基于SVD的通信信号背景下脉冲波形和初相估计

雷达侦察接收机往往侦察到的是通信和雷达脉冲的混合信号，如何从通信信号背景中有效提取出雷达脉冲波形，是现代雷达信号处理领域中的重要内容。针对这一问题，提出了一种基于奇异值分解的通信与雷达混合信号中脉冲波形估计算法。该算法通过对信号观测矩阵的奇异值分析和协方差矩阵的特征值分析，证明了观测矩阵的奇异值分解具有稳定性，并且奇异值分解能够最佳近似观测信号的线性特征，给出了一种利用左右奇异向量估计脉冲波形及其相对初相的方法。本文的算法适用于任意脉冲波形，并且能够在较低信噪比环境下估计脉冲信号波形和相对相位，仿真结果证明了算法的有效性。     

脉冲噪声下基于相关熵的OFDM时域参数估计

针对传统的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)时域参数估计方法在Alpha稳定分布噪声环境下性能退化的问题,该文提出了一种基于相关熵的时域参数估计新方法。相关熵是适用于非高斯信号处理的一种广义相关函数,用于表征随机变量的局部相似性。该方法利用OFDM信号时域结构具有局部相似性这一特点以及相关熵对脉冲噪声较好的抑制作用,完成Alpha稳定分布噪声下OFDM信号有用符号时间和符号周期这两个时域参数的估计。此外,为进一步提高强脉冲噪声下有用符号时间和符号周期的估计性能,该文利用累积法对相关熵进行了改进。仿真结果表明,在Alpha稳定分布噪声下,本文提出的基于相关熵的方法具有良好的估计性能,并且在强脉冲噪声下优于基于分数低阶统计量的方法。     

用去卷积方法测量和差通道延时补偿量

宽带单脉冲三维成像雷达具有很高的距离分辨率,差信号经过相对于和信号的归一化处理后就能提供目标方位、俯仰信息;但和差通道微小延迟差可能对角度测量造成较大影响.介绍了宽带脉冲三维成像雷达原理和用去卷积测量和差通道延迟补偿量的方法,分析了和差通道延迟不同对角误差测量结果的影响,并用去卷积方法测量了仿真数据的和差通道延时补偿量.由分析可知,去卷积方法测量和差通道延迟补偿量不仅计算量小,并具有很高的测量精度.     

基于小波变换的雷达目标回波信号提取算法

随着雷达技术的快速发展,低信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)条件下的雷达目标信号提取越来越重要。传统的脉冲压缩算法在低SNR条件下作用不明显。提出了一种新的在低SNR条件下的雷达目标回波信号提取算法。该算法在传统脉冲压缩算法的基础之上,采用小波变换对脉冲压缩后的信号进行分解,提取信号高频信息的小波系数。再用改进的小波变换模极大值算法对信号的高频信息进行去噪,然后重构信号的高频信息,最后再重构完整的雷达目标回波信号。仿真结果表明,该算法能够有效地去除噪声,提取出雷达目标的回波信号,相比于脉冲压缩算法及其他算法性能得到了很大的提升。     

PD雷达谱分析中的帧重叠ZoomFFT优化设计

针对脉冲多普勒(PD)雷达回波信号频谱分析问题,提出了帧重叠ZoomFFT方法。该方法既可以获得信号局部频谱的高分辨率,又可以提高FFT相参积累的增益,从而提高了PD雷达微弱信号的检测能力以及参数测量精度。文章在介绍该方法基本原理的基础上,针对高重频(HPRF)PD雷达应用,提出了帧重叠ZoomFFT方法的参数设计准则。同时分析了帧重叠对于非相参积累和目标检测的影响,并且给出了具体应用的参数设计及其性能仿真,最后介绍了采用帧重叠ZoomFFT方法的PD雷达信号实时谱分析系统的实现方案。     

极化编码脉压雷达信号的相关检测

针对相参雷达体制,提出了基于极化和相位编码的雷达信号相关检测方法。它是在用二相编码完成脉冲压缩的基础上,利用极化编码实现相关检测。该方法不但提高了雷达的检测性能,而且由于采用了新型的极化编码技术,可以提高雷达的抗干扰能力。在介绍极化编码及相关检测原理的基础上,利用理想编码信号和实际数据进行了计算机仿真,仿真结果证明了此方法的有效性。     

相位相关技术研究

首先对传统的相关过程进行了分析 ,在此基础上提出了一种利用信号的相位信息进行相关的新方法 ,这种方法对于相关性能很差的单频正弦信号 ,也能获得类似冲击函数的相关特征 ,因此特别适用于正信噪比条件下脉冲到达时间的精确估计。为了验证所提出技术的有效性 ,除了使用仿真数据外 ,还使用了外场试验中的实测数据。分析结果表明 ,所提出的技术对于正弦等窄带信号具有优异的相关性能。     

采用Bragg元的通道积分式ESM接收机

本文讨论了分成通道的、时间积分型频谱分析仪的工作原理与优点。介绍了采用Bragg元的这类系统及其对低电平CW信号的性能。对强的CW信号与脉冲信号可采用短的积分时间的问题也进行了讨论。     

空间域相关法抗X波段航海雷达同频干扰

根据X波段航海雷达图像中海杂波的空间相关特性,提出了一种用于检测与抑制同频干扰噪声的方法。首先采用恒虚警率法确定合适阈值,利用相关法检测出干扰噪声线在雷达图像上的位置,然后利用一种改进型拉普拉斯线性增强模板实现干扰线上噪声点的定位,进而采用分段插值方法对检测出的噪声点进行修复以滤除噪声。利用实测雷达数据测试所提算法性能,结果证明:与均值、中值等传统滤波算法相比,所提方法在高海况条件下既能简单快速有效地检测到同频干扰噪声,又能更好地保留原海浪信号的回波信息,满足了海浪信息反演对信号回波质量的要求;在低海况条件下,也能有效去除同频干扰噪声。     

基于聚类和时序相关的重点雷达信号快速识别

针对传统雷达信号识别方法对重点目标识别的针对性、时效性不强的问题,提出一种基于聚类和时序相关的重点雷达信号实时识别方法。首先,依据具有噪声的基于密度的聚类(density-based spatial clustering of application with noise, DBSCAN)算法对侦获信号的脉冲描述字进行分选;而后,利用分选所得脉冲的时序特征与重点目标信号脉冲重复间隔(pulse repetition interval, PRI)生成仿真信号;最后,计算仿真信号的互相关函数,基于相关度判断PRI参数是否匹配。仿真实验表明:所提方法明显提升了对重点目标信号的识别时效,能够应对存在噪声干扰和信号交叠的复杂信号环境,对局部脉冲参数丢失不敏感。     

一种雷达脉冲信号相位差变化率测量的新方法

接收信号相位差变化率的高精度估计是基于质点运动学原理单站无源定位与跟踪的一项关键技术。针对雷达脉冲信号,建立了接收信号相位差模型,分析了相位差变化率的特点,提出了一种相位差变化率的数字测量新方法,直接对各阵元接收的信号进行A/D采样,采用数字信号处理的方法估计相位差变化率。通过离散傅里叶变换和复数乘积运算将相位差变化率的测量问题转换为频率测量问题,利用多个脉冲信息提高了参数估计的精度,根据相位的无模糊测量获得相位差变化率加权最小二乘估计。仿真实验表明,该方法具有较低的信噪比门限,在高于信噪比门限时,其估计精度接近Cramer-Rao下限。     

非合作双基地雷达中直达波信号的重构

对非合作双基地雷达中直达波参考信号受到噪声干扰和多径干扰影响的问题进行了理论分析和数学建模。在此基础上,仿真分析了这两种干扰对直达波信号波形的影响。针对这一问题,提出了一种直达波信号重构方法,并给出了详细的数学推导。仿真结果表明,该方法重构出的直达波信号波形失真度很低,能有效地去除非合作双基地雷达直达波参考信号中的噪声干扰和多径干扰。     

毫米波宽带雷达相位误差校正方法研究

为了有效解决相位误差对于步进频信号合成高分辨的影响,在分析步进频雷达相位误差来源的基础上,提出了一种相位误差校正方法。理想情况下,频率步进信号为相参信号,脉冲间的相位具有线性关系,相邻脉冲间的相位差恒定。随机相位误差的存在,破坏了频率步进信号的相参性,导致合成高分辨结果旁瓣峰值电平提高,噪声基底抬高。合成高分辨前,利用相邻脉冲接收信号相位差与均值的差值对采样信号进行相位补偿,可以一定程度上校正相位误差对步进频信号的影响。对仿真数据与实测数据的处理结果表明,该方法可有效提高频率步进体制雷达的检测性能。     

软件无线电技术在通用雷达信号处理机中的应用

软件无线电概念最早是基于通信需求提出来的，而且也首先在通信领域得到应用，但软件无线电这种设计思想、新思路也完全适用于其他领域，如雷达、声纳等。本文介绍了软件无线电(SDR）的基本原理及其关键技术，针对全相参雷达的特点，提出采用雷达信号中频采样技术的实现方法，不仅使电路元器件显著减少，提高了系统的可靠性和信噪比，而且降低了相位噪声和杂散，满足了系统对雷达接收机的要求。利用软件无线电技术及其相关产品，搭建通用雷达信号处理机，最后对系统性能进行了分析和评估。     

脉冲测量雷达卫星标校的实现

针对轴系误差标定是脉冲测量雷达使用维护的重要内容,是确保其测量精度的主要手段。介绍了脉冲测量雷达轴系误差的卫星标定方法,给出了标校模型和一种基于最速下降法的迭代算法,结合某雷达的精度鉴定进行了应用研究。结果表明,卫星标定方法完全可行,可以避免常规标定方法所涉及的大量人工参与,标校结果更为客观、真实、可信,并分析了卫星标校方法的使用条件。