VHF/UHF超宽带合成孔径雷达穿透性能分析

穿透性能是VHF/UHF超宽带合成孔径雷达的突出特点,本文定量地分析了其对叶簇、地表的穿透能力,给出了穿透深度与有关参数的数学关系。分析了波长、入射角和极化等主要因素对穿透性能的影响,认为:频段选择需要综合考虑穿透能力和系统实现难度,而极化以HH方式最佳。文中结论对超宽雷达系统设计与性能评估具有实际应用价值。     

超宽带雷达目标及环境仿真技术的研究

超宽带雷达是一种用途广泛的新体制雷达,它与经典雷达有着很大的差异。为了有效地分析和设计超宽带雷达系统,有必要建立超宽带雷达系统模型。雷达系统建模中最重要的工作是仿真雷达目标及环境。本文,我们基于时域有限差分法(FDTD),提出了一种雷达目标的仿真算法,并根据这种算法,仿真了几种简单几何形状的雷达目标实例。在第三节,介绍了一种仿真超宽带海杂波的方法。     

超宽带合成孔径雷达树干杂波的统计特性分析

针对超宽带合成孔径雷达在树林区域探测隐蔽目标的应用场合,研究了树干杂波的统计特性。运用实验数据从幅度直方图拟合、高阶统计量和杂波统计模型识别几方面分析了VHF/UHF波段超宽带合成孔径雷达树干杂波的统计特性,得出了以K-分布为杂波模型的目标检测算法才能获得较佳的检测结果的新结论。     

无载频超宽带雷达的梳状谱干扰技术

针对传统干扰技术难以对超宽带雷达实现有效的干扰,提出了梳状谱干扰新技术。该技术在雷达信号带宽内将干扰信号集中在随机的某些频率点附近,在不改变干扰信号总能量的前提下提高了超宽带雷达信号带宽范围内部分区域的干扰信号强度,破坏雷达回波信号的相干性。以无载频超宽带雷达为研究对象,分析了该干扰新技术的机理。通过仿真实验,将该方法与噪声干扰进行比较,证明了该技术的有效性。     

基于模糊函数的LFM UWB雷达信号滑动平均波达方向估计

针对线性调频类超宽带雷达信号的线性时频特性,提出了基于2阶统计量——信号模糊函数的线性调频类超宽带雷达信号波达方向估计算法,通过分析仿真证明该方法优于传统方法。根据分析指出循环平稳算法与模糊函数算法之间的关系,介绍了循环平稳算法对基于窄脉冲形式的无载波超宽带雷达信号DOA估计的有效性。系统完整地论述了超宽带雷达信号DOA估计算法。     

新型超宽带脉冲探地雷达接收机的设计与研制

基于等效时间采样原理,提出了一种新型超宽带脉冲探地雷达接收机的设计方法,并研制了实用的超宽带接收机模块,其关键电路包括皮秒级采样脉冲产生电路、肖特基二极管平衡取样门、信号保持与放大电路以及微带魔T结构。该接收机的采样带宽为4 GHz,与理论计算值相一致,采样效率高达40%。实验测试表明,接收机等效采样后重建的基带信号波形与原始微波信号形状吻合度好,证明该接收机具有良好的超宽带特性,满足脉冲探地雷达回波信号接收要求。     

一种新的FOPEN UWBSAR目标检测方法

针对VHF/UHF波段超宽带合成孔径雷达探测叶簇隐蔽目标的应用场合,提出了一种目标检测算法。该算法依据目标与树干回波的子孔径轨迹的起伏差异,以主成分分析的第二主元为特征,提取了超宽带合成孔径雷达对目标进行大积累角观测所提供的方向性信息,能够有效检测隐蔽于树林中的隐蔽目标。给出了该方法的数学模型、物理原理和实现步骤,并运用实际数据进行了试验,结果表明了该方法的有效性。     

低雷达截面的新型超宽带单极子天线

针对超宽带天线的隐身问题,设计了一种新型的超宽带低雷达截面的单极子天线。测试结果显示天线-10 dB带宽范围为2.2~10.4 GHz,天线在2.5 GHz和8 GHz的方向图对称性良好。相比于参考天线,该新型天线的雷达截面（radar cross section, RCS)在带内的大多数频点实现了有效减缩。在最大增益损失不超过1 dB的情况下,实现了两个不同入射方向RCS的最大减缩量分别为6.4 dBsm和17.9 dBsm。该天线可应用于超宽带隐身平台上。     

FOPEN UWB SAR 抑制窄带干扰的波形设计及处理

针对叶簇穿透超宽带合成孔径雷达面临其他多种电子系统的频谱干扰问题,提出一种在干扰频带设计陷波的相位调制雷达波形设计及频域处理方法。在建立最大化使用频带和干扰频带能量之比的模型基础上,通过相位域求解共轭梯度以较快的收敛速度得到近似最优相位调制波形。基于发射信号频谱研究了频域匹配处理和距离旁瓣频域抑制加权技术。通过该波形设计及处理方法,可以灵活并有效地完成抗窄带干扰,且易于工程实现。     

对大处理角UWB-SAR成像技术的分析和研究

针对工作于大处理角条件下的超宽带合成孔径雷达（ＵＷＢ－ＳＡＲ）,本文根据成像技术的要求,主要分析了距离迁移、耦合性、空变特性、数据量、非矩形数据采集单元、运动补偿、自聚焦等产生新问题的机理及其对成像结果的影响,并研究了解决相应问题的方法。     

超宽带合成孔径雷达

超宽带合成孔径雷达（ＵＷＢＳＡＲ）是目前国内外的研究热点之一,在军用、民用等方面具有广泛的应用前景。以Ｐ３ ＵＷＢＳＡＲ、ＳＲＩ等超宽带系统为例,从三个方面阐述了ＵＷＢＳＡＲ的特点：在回波模型上,分析了ＵＷＢＳＡＲ的回波相位特征为一双曲函数,而并非常规窄带ＳＡＲ的二次函数;在成像算法方面,阐述了ＵＷＢＳＡＲ的特殊性;在运动补偿方面,分析了ＵＷＢＳＡＲ运动补偿的难点。     

Design of synthetic aperture radar low-intercept radio frequency stealth

Not confined to a certain point,such as waveform,this paper systematically studies the low-intercept radio frequency(RF)stealth design of synthetic aperture radar(SAR)from the system level.The study is carried out from two levels.In the first level,the maximum low-intercept range equation of the conventional SAR system is deduced firstly,and then the maximum low-intercept range equation of the multiple-input multiple-output SAR system is deduced.In the second level,the waveform design and imaging method of the low-intercept RF SAR system are given and verified by simulation.Finally,the main technical characteristics of the lowintercept RF stealth SAR system are given to guide the design of low-intercept RF stealth SAR system.     

UWB SAR叶簇遮蔽目标检测中的ROI提取方法

针对SAR(synthetic aperture radar)ATR(auto target recognition)算法中的ROI(region of interest)提取通常由一个CFAR(constant false alarm rate)检测器和聚类算法来完成,该方法在高波段SAR目标检测中具有优良的性能,而在UWB SAR(ultra-wide band synthetic aperture radar)叶簇遮蔽目标检测中效果不佳。提出了一种适于叶簇遮蔽目标检测的ROI提取方法,该方法由小滑窗中值滤波、低门限CFAR检测、形态学操作和聚类算法四部分组成,能够在叶簇遮蔽目标检测中很好地完成ROI提取,基于实际UWB SAR图像的ROI提取结果验证了该方法的有效性。     

UWB雷达信号设计方法研究

本文首先讨论了高斯白噪声环境下超宽带（ＵＷＢ）雷达信号设计问题，提出了一种自适应最优波形设计方法。这种方法可以集中目标散射回波能量，从而大大提高了接收信号的信噪比；其次，对杂波干扰下的低能量相干目标环境，根据牛曼—皮尔逊准则提出了一种非线性方程牛顿迭代法，与现有的ＵＷＢ信号方法相比，信噪比要改善１０ｄＢ左右。     

高分辨SAR的距离-多普勒-距离成像方法

介绍了一种新的雷达成像方法———距离 多普勒 距离成像方法。这种方法的方位向线性调频相的补偿和聚焦成像处理与雷达发射的信号形式无关 ,仅距离向成像与雷达发射的信号形式有关。方位向成像在距离向傅里叶变换之后、匹配处理之前进行 ,它可有效地消除信号中随时间变化项所造成的距离徙动的影响 ,且算法结构简单 ,运算量少。对成像方法进行了理论分析 ,并做了计算机仿真 ,最后用实际数据进行了成像 ,得到了清晰的SAR图像     

基于雷达回波的UWB SAR方向图校准

低频UWB SAR系统具有较大的方位向积累角,天线方向图非均匀性对系统性能的影响不能忽略。利用接收信号空间和场景空间的对应关系,结合成像模型定性地讨论了天线方向图对系统性能的影响。考虑了距离校正因子、杂波、噪声和目标散射特性等因素后,给出基于脉压回波的天线方向图估计和校正的方法,并用计算机仿真验证了该方法的有效性。     

非线性Chirp Scaling在机载SAR成像中的应用

非线性Chirp Scaling算法可以处理大耦合SAR回波,实现精确聚焦。与CS算法类似,NCS操作引起了距离向频谱扩展、调频率微调及距离压缩曲线偏移,只有在一定的成像测绘带宽度内这些影响才能被忽略。针对这一问题展开论述,通过仿真比较了NCS算法应用于典型机载L波段和P波段SAR成像时对距离谱的影响,从而确定可以理想聚焦的测绘带宽度。该结论对分段成像有一定的指导意义,应用于某机载P波段UWBSAR实测回波成像。     

相关非高斯分布杂波的建模与仿真

对数正态分布、韦伯分布、K分布是三种适于描述叶簇背景杂波的非高斯分布模型,快速、准确地模拟叶簇背景杂波,对大积累角UWBSAR体制中叶簇覆盖人造目标检测与识别的算法研究是十分重要的。讨论了上述三种相关非高斯分布杂波的建模与仿真,在三种非高斯分布与高斯分布的相关系数之间的非线性关系的基础上,利用修正的零记忆非线性变换(ZMNL),模拟产生了三种相关的非高斯分布随机序列。仿真结果证明了这种方法是有效可靠的。