运动目标PSM的时分极化测量方法研究

针对现有的时分极化测量体制雷达,通过对波形产生器进行微小的改造,在相邻脉冲内生成正负斜率线性调频信号,提出一种可以在相邻的两个脉冲周期内获得高速运动目标的极化散射矩阵(PSM)的方法.利用正负斜率线性调频脉冲对斜率相反的性质,在一个极化切换周期内估计目标多普勒频移和时延,定义极化校准矩阵,同时利用相邻两个脉冲回波的信息,通过对极化校准矩阵求逆,精确获得极化散射矩阵四个元素的值.仿真结果中与传统方法进行了对比,证明了该方法的可行性和优越性.     

高速运动目标瞬态极化散射矩阵的校准

在瞬态极化雷达测量体制下,利用正负斜率线性调频脉冲虽然可以在一个脉冲周期内测量得到目标的极化散射矩阵,但对于高速运动目标,如果不对多普勒频移加以补偿,测量结果将产生误差.本文提出了利用正负斜率线性调频脉冲对在一个脉冲周期内估计目标多普勒频移的方法,并分析了其信号处理过程,导出了多普勒频移估计的表达式,可以对匹配滤波器进行多普勒补偿,提高极化散射矩阵的测量精度.仿真结果证明了该方法的可行性和有效性.     

散射矩阵同时测量的一种新方法

该文提出了散射矩阵同时测量的一种新方法频域分割法。这种方法的基本原理是:发射时水平极化天线和垂直极化天线同时发射两个中心频率不同、调频斜率相同的线性调频信号,中心频率的差值等于或略大于信号带宽,接收时上述的两个天线同时接收,那么每个天线接收的回波是两个不同极化组合回波的叠加,我们利用两个回波信号频谱的差异,将之分离,从而实现散射矩阵的同时测量。这种方法避免了测量不同时以及极化开关造成的极化耦合而引起的测量误差,与散射矩阵同时测量的信号编码法相比,更容易实现高极化隔离度。     

基于数值天气预报模式的机载气象雷达降雨目标极化特性仿真

带有极化信息的气象目标仿真是双极化多普勒天气雷达的理论研究和设计应用的基础。目前, 机载双极化气象雷达的理论研究正处于发展阶段, 为了给机载双极化气象雷达的技术研究提供数据来源, 该文提出了一种基于数值天气预报模式的机载气象雷达降雨目标极化特性仿真方法。该方法利用数值天气预报模式获得温度、粒子浓度、混合比等降雨目标的气象参数, 从而实现气象场景的建模与仿真。在分析降雨目标微物理特性的基础上, 计算降雨目标的电磁散射矩阵, 从而实现降雨目标的极化特性仿真。不同微物理特性参数下的仿真结果表明:该方法可实现降雨目标的气象建模, 与实测数据的对比分析可知, 该方法的双极化仿真结果有效、可靠。      

LFMCW激光雷达二次混频变周期调频解耦算法

线性调频连续波(LFMCW)激光雷达探测多个运动目标时,不同目标的中频信号频谱会相互叠加,此时无法直接从中频信号的频谱获取每个目标的距离和速度信息.为此提出一种基于二次混频和变周期调频解耦的多目标检测算法,用于LFMCW激光雷达多目标探测情况下目标检测与信息获取.该方法利用中频信号二次混频获得目标的多普勒频移,然后通过变周期调频对不同调频斜率下目标多普勒频移进行配对,获得真实目标的多普勒频移.利用所获得目标速度信息构建补偿信号对原中频信号进行补偿,并最终获得目标的距离信息.利用该方法对包含3个不同目标的中频信号进行检测仿真,获得3个目标的速度误差分别为:2.67％,1.01％以及0.01％,测距误差分别为0.10％,0.19％和0.28％.仿真结果说明该方法可以有效检测多个运动目标,并具有较高的检测精确度.     

新体制极化测量雷达的瞬态极化测量性能分析

瞬态极化雷达采用同时发射、同时接收的测量体制,可以利用正交极化通道的单次回波信号测量目标极化散射矩阵。首先给出了窄带瞬态极化雷达信号模型和信号处理方法;然后详细分析了两类瞬态极化雷达信号波形(频移脉冲矢量波形和正负调频斜率LFM矢量波形)的测量性能;最后用国防科技大学研制的X波段瞬态极化雷达系统开展外场实验,实验结果表明:与分时极化测量结果相比,两者的相对幅度测量结果差异小于2 dB,相对相位测量结果差异小于10,°从而验证了瞬时极化测量的有效性。     

脉冲压缩雷达距离多普勒耦合对测距影响分析

根据线性调频脉冲及其匹配滤波器的时域和频域特性,首先从原理上分析了线性调频雷达脉冲回波信号由于多普勒距离耦合的影响,经过匹配滤波器后产生附加延时而引起的测距误差.然后给出了距离多普勒耦合的雷达距离修正公式,并通过仿真和雷达实际跟踪数据对雷达距离修正公式进行了验证.最后给出了工程应用中校正脉压网络固定延迟、脉压网络输入端线性调频脉冲信号多普勒频率的变化以及正或负斜率线性调频脉冲信号等方面应注意的问题.     

LFMCW雷达密集运动目标检测

线性调频连续波雷达对于匀速运动目标的回波经过混频以后还是一个线性调频信号(LFM)．从LFM信号中提取密集运动目标的距离和速度参数是个比较复杂的问题．本文提出了一种基于目标运动补偿和逐次消去(“CLEAN”)技术相结合的检测方法,该方法避免了估计多分量LFM信号参数问题,同时又消除了多普勒效应对密集运动目标检测的各种影响．仿真结果表明该方法不但克服了LFMCW雷达在密集目标检测中的困难,而且比传统方法降低10dB左右的检测信噪比门限．     

线性调频连续波雷达的一种信号处理方法

线性调频连续波（LFMCw）雷达具有距离和多普勒频率分辨率高,结构简单,体积小,重量轻和良好的低截获概率特性,得到了广泛的应用。对线性调频连续波雷达的目标回波信号进行分析,使用差拍一频谱分析-MTD的方法进行仿真,从回波信号中提取目标的相位信息,从而获取目标的距离和速度信息,该方法可有效地抑制固定杂波,方便动目标检测。     

基于时间-调频斜率分布的多普勒调频率估计

该文提出基于时间-调频斜率分布(TCD)的目标回波线性调频(LFM)信号的多普勒调频斜率估计算法。分析目标回波LFM信号的TCD表明自项和交叉项均在多普勒调频斜率处取得极大值,采用垂直调频斜率轴投影积分可以有效抑制TCD的非多普勒调频斜率交叉项及噪声,增强多普勒调频斜率项。同时,采用二次搜索方法搜索TCD投影积分量最大值保证多普勒调频斜率估计精度,有效减少运算量;理论分析表明,通过合理控制搜索步长,可以使得计算耗时在一定条件下最小。仿真实验验证了该方法的有效性,该方法具有较高的估计精度以及抗噪性能。     

宽带全极化垂直昆虫雷达设计及校准关键技术研究

宽带全极化垂直昆虫雷达是一种利用宽带信号实现空中单只昆虫分辨,利用多极化通道实现昆虫全极化测量的雷达系统.当被测昆虫体型在不同极化轴向的电磁波反射功率可明显分辨时,该雷达可利用"当极化方向平行于昆虫体轴时,回波功率最大"的基本原理,通过测量昆虫极化散射矩阵,获取昆虫体轴方向,对研究昆虫定向迁飞规律具有重要的作用.当前垂...     

MIMO雷达相位编码波形设计与实现

MIMO雷达为了避免通道间的相互干扰,为了获得对多目标检测的高分辨率,因此设计具有低自相关旁瓣峰值和互相关的正交信号集对于实现MIMO雷达系统是至关重要的,正交相位编码信号就具有上述优点.针对MIMO雷达发射波形正交的特点,以二相码为例的设计原理,设计了一种由主控计算机、波形控制模块和数字中频合成模块构成的二相码波形产生器.给出了基于AD9910单频调制方式产生单通道二相码信号的方法和OSK功能产生多通道二相码信号的方法,并给出了测试结果,验证了方案的正确性和可行性.     

偏振正交外差光信噪比监测技术研究

传统偏振方法监测光信噪比的准确性易受偏振模色散和非线性双折射影响,提出了一种新的偏振正交外差监测方法以克服传统偏振监测方法的缺点.该方法通过将信号分成两个支路并控制偏振态达到相对偏振态正交,用偏振正交的两支路信号外差混频消去信号,通过测量保留下来的差拍噪声实现对光信噪比的监测.仿真试验证实,该方法对偏振模色散和非线性双折射引起的信号偏振态变化不敏感.     

Simultaneous measuring of Doppler frequency shift and group delay time by means of amplitude-modulated LFM-Signal

New method of the simultaneous measurement of the frequency dependencies of Doppler shift and group delay time of separate ionosphere modes by means of amplitude modulated chirp signal is presented in this paper. The algorithms for data processing are presented.     

瞬态极化雷达中极化测量与校准的数学原理及实验验证

瞬态极化雷达是一种具有两路正交极化通道独立收发能力的新体制雷达,可实现目标极化散射矩阵的瞬时测量。在对传统的瞬态极化雷达目标极化散射矩阵测量原理进行分析的基础上,详细介绍了基于模糊函数矩阵的极化测量新方法,给出了相应的信号处理流程;并提出了基于单个金属球定标体的极化散射矩阵测量结果校准方法;最后介绍了基于瞬态极化雷达试验系统开展的仿真实验、外场测量实验及实验结果。     

Beamforming using the fractional Fourier transform

We present a new method of beamforming using the fractional Fourier transform (FrFT). This method encompasses the conventional minimum mean-squared error (MMSE) beamforming in the frequency domain or spatial domain as special cases. It is especially useful for applications involving chirp signals such as signal enhancement problems with accelerating sinusoidal sources where the Doppler effect generates chirp signals and a frequency shift and active radar problems where chirp signals are transmitted. Numerical examples demonstrate the potential advantage of the proposed method over the ordinary frequency or spatial domain beamforming for a moving source scenario.     

Fully polarimetric bistatic radar scattering behavior of forestedhills

The bistatic radar scattering measurements of forested hills were performed at grazing incidence and at azimuth scattering angles from 28° to 66° from the forward scatter plane. Using pulse-to-pulse switching between orthogonal transmitted polarizations, the radar simultaneously measures two orthogonally polarized components of the scattered wave to obtain full polarimetric information about the scattering process. These are the first fully polarimetric terrain clutter measurements to be conducted at large bistatic angles. The complete Stokes matrix, computed by averaging successive realizations of the polarization scattering matrix, is used to examine the polarization sensitivity of the bistatic clutter. It is found that the polarization state of the EM wave scattered out of the plane of incidence strongly depends on the polarization orientation of the incident electric field. Unlike the monostatic case, these two incident wave polarization states are found to produce substantially different scattered wave behavior when trees are viewed at large bistatic angles. Scattered fields resulting from vertically oriented incident fields are found to be highly polarized and to produce bistatic clutter power levels that are strongly dependent on the polarization of the receiving antenna. In contrast, horizontally oriented incident fields are found to produce weakly polarized scattered waves with bistatic clutter power levels that are insensitive to the polarization of the receiving antenna