单脉冲脉内互补低距离旁瓣雷达波形设计

雷达脉冲压缩的距离旁瓣较高将会导致遮蔽效应的产生,已有的低旁瓣波形设计都是基于全脉冲相关进行处理。本文利用波形组合的方法进行波形设计,基于单脉冲脉内分段脉压信号处理方式和互补码自相关求和零旁瓣特征相结合,利用频域正交设计,将两个或多个互补序列调制至不同频点以子脉冲的形式分段合并为恒模单脉冲雷达波形。仿真试验表明,本文设计的单脉冲脉内互补低旁瓣波形脉压后的峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平较低,分段脉压结合互补码零旁瓣特征的信号处理方式虽然会导致0.89 dB左右的信号处理增益损失和主瓣展宽,但却能够突破部分相位编码信号的峰值旁瓣电平下限。强弱目标场景仿真表明,与线性调频信号相比,本文提出的雷达波形不会导致强目标的副瓣对弱目标的遮掩。恒虚警检测仿真表明,在剔除强目标峰值后,本文所提波形对弱目标的检测概率要优于传统的线性调频信号。     

一种新的互补信号在高频地波雷达中的应用

高频地波雷达要求占空比很高,因此对近距离目标产生严重的回波遮挡。双脉冲互补信号虽然具有零旁瓣,但在回波遮挡的情况下,信号的互补性被破坏,旁瓣很高。针对这一问题,该文提出子互补的信号设计方法,利用改进的Golay码算法,得到一种新信号,此信号具有非常好的不完全码脉冲压缩特性。计算机仿真与测试结果表明,使用该方法得到的信号在回波遮挡区域仍具有非常低的旁瓣,分辨率要高于互补码等其他编码。     

基于脉冲串编码的MIMO雷达距离旁瓣抑制方法

MIMO雷达波形设计通常需要联合考虑空域时域特性,然而,在单脉冲发射波形设计中,在保证期望空域特性的情况下,往往存在时域旁瓣较高的问题。针对这个问题,该文提出一种基于脉冲串编码的时域旁瓣抑制方法。该方法采用空域发射方向图设计与时域波形设计分离的方式,通过对脉冲串的各子脉冲初相编码进行优化,可以在保证空域发射方向图不变的情况下,进一步抑制时域旁瓣。仿真结果表明,该方法可以有效地降低各多普勒通道的距离旁瓣。     

一种多普勒容忍的抗间歇采样转发干扰恒模互补波形和接收滤波器联合设计方法

作为一种典型的相干干扰,间歇采样转发干扰利用欠采样原理,能够在雷达接收机产生多个高逼真假目标,使雷达对真实目标的检测失效.针对这一问题,该文提出了一种基于多普勒容忍的多脉冲互补序列和接收滤波器联合设计的抗间歇采样转发干扰方法.首先,考虑设计序列的多普勒容限,以最小化发射序列和接收滤波器模糊函数旁瓣能量以及干扰信号和接收...     

基于线性调频时宽的MIMO雷达正交波形设计

线性调频(LFM)信号是一种被广泛应用的大时宽带宽积信号,利用LFM信号的多样性可设计多输入多输出(MIMO)雷达的正交波形。该文针对现有波形相关函数存在的问题,以理论分析为基础,提出一种基于LFM时宽的发射波形,并给出了一种相应的正交波形设计方法。该方法以峰值旁瓣电平为准则,利用序列二次规划对各子脉冲LFM信号的时宽进行优化设计。仿真结果表明,与现有方法相比,所设计波形具有较低的自相关旁瓣电平和互相关电平。此外,通过数值实验分析了相关性能随波形个数及子脉冲个数的变化关系。     

海杂波背景下自适应脉冲压缩的性能与分析

针对经典脉冲压缩匹配滤波器距离旁瓣高、不利于检测邻近距离小目标的局限性，文献[2]和[3]提出了自适应脉冲压缩方法，在高斯背景下对P3取得了良好的压缩效果。但其多普勒容限性能差，且杂波环境简单。在此基础上，该文采用相位编码脉内线性调频信号，分析了海杂波背景下自适应脉冲压缩方法的性能，进行了仿真。仿真结果表明，在海杂波背景下，该方法具有距离旁瓣低、多普勒容限大、能检测多目标等优点。     

一种新的全极化雷达信号处理方案设计

Golay互补码和Alamouti空时编码相结合的极化测量方法,能有效地解决全极化测量波形自相关与互相关函数相互制约的矛盾。针对这种测量方法,设计了一种具有多普勒补偿能力的全极化雷达接收机信号处理方案,重点分析了多普勒频移对接收机性能的影响,仿真结果表明该方案在目标多普勒频移比较大的情况下,仍然具有比较好的性能。此外,该设计结构简单,易于工程实现。     

基于网络综合法脉冲压缩信号的旁瓣抑制

脉冲压缩信号在雷达系统中有着广泛应用,而一直以来旁瓣抑制问题也备受关注。通常,时宽带宽积(BT)较大的线性调频信号可通过单一加窗实现较低旁瓣,但对于其它脉冲压缩信号效果甚微,文中提出的基于网络综合的旁瓣抑制的频域设计方法则适用于各种脉冲压缩信号。线性调频和二相编码混合信号兼备线性调频和相位编码信号的特点,因此文中以此信号为例进行了仿真,分析表明采用网络综合法进行旁瓣抑制,旁瓣效果理想且对多普勒频移不敏感。     

MIMO雷达正交频分相位编码波形优化

正交频分相位编码(Orthogonal Frequency Division-Phase Coded,OFD-PC)信号是多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达中的一种重要波形。为进一步提高该波形对目标的探测能力,在分析OFD-PC空域合成信号脉压特性的基础上,提出了一种降低其距离旁瓣的波形优化方法。一方面,通过优化选取自相关性能优良的相位编码序列来直接降低空域合成信号的距离旁瓣;另一方面,通过随机离散化OFD-PC信号中的载频间隔,构建一种非均匀间隔的OFD-PC信号形式,进一步改善其距离旁瓣特性。为合理平衡波形的正交性能和自相关性能,建立空时联合优化模型,并采用序列二次规划法求解。仿真结果表明,该方法能在获取近似全向发射功率方向图的同时,降低信号自相关距离旁瓣;所优化设计的波形比传统OFD-PC波形具备更优的脉冲压缩性能。     

相控阵天气雷达脉压距离旁瓣抑制研究

针对所采用的脉冲压缩技术带来的距离旁瓣影响大气测量的问题,文中首先描述了脉冲压缩技术的特点和脉冲压缩技术的原理,使用MATLAB语言工具,仿真计算了线性调频、非线性调频和相位编码等波形脉冲压缩以后距离旁瓣的水平,并分析了这几种脉冲压缩波形对距离旁瓣抑制的效果,给出了适合相控阵天气雷达大气探测使用的波形.     

Pulse compression for weather radars

Wideband waveform techniques, such as pulse compression, allow for accurate weather radar measurements in a short data acquisition time. However, for extended targets such as precipitation systems, range sidelobes mask and corrupt observations of weak phenomena occurring near areas of strong echoes. Therefore, sidelobe suppression is extremely important in precisely determining the echo scattering region. A simulation procedure has been developed to accurately describe the signal returns from distributed weather targets, with pulse compression; waveform coding. This procedure is unique and improves on earlier work by taking into account the effect of target reshuffling during the pulse propagation time which is especially important for long duration pulses. The simulation procedure is capable of generating time series from various input range profiles of reflectivity, mean velocity, spectrum width, and SNR. Results from the simulation are used to evaluate the performance of phase coded pulse compression in conjunction with matched and inverse compression filters. The evaluation is based on comparative analysis of the integrated sidelobe level and Doppler sensitivity after the compression process. Pulse compression data from the CSU-CHILL radar is analyzed. The results from simulation and the data analysis show that pulse-compression techniques indeed provide a viable option for faster scanning rates while still retaining good accuracy in the estimates of various parameters that can be measured using a pulsed-Doppler radar. Also, it is established that with suitable sidelobe suppression filters, the range-time sidelobes can be suppressed to levels that are acceptable for operational and research applications     

Effective CLEAN algorithms for performance-enhanced detection of binary coding radar signals

With binary coding waveform as radar pulse compression signal, the sidelobe of the matched processing result of the received signals is a serious interference to the effective detection of multiple targets. In this paper, the CLEAN algorithms are introduced to eliminate such sidelobes and significantly improve the target detection performance of binary coding radar signals. A novel modified CLEAN algorithm is proposed to remove the sidelobe interferences in formulating target range profile when wideband binary coding signals are used. The effectiveness of the CLEAN algorithms is demonstrated through the processing results.     

基于CLEAN思想的互补码信号脉冲压缩算法

互补码信号具有理想的零旁瓣非周期自相关函数,特别适用于高频地波雷达。然而高频地波雷达常采用高占空比波形,近距离目标回波遮挡严重,遮挡时原互补码不再互补,脉压旁瓣很高。针对这一问题,提出基于CLEAN算法思想的互补码脉冲压缩方法,该算法利用互补码的子码互补特性,在不同遮挡程度使用不同长度的子码作为脉压系数;同时,引入了CLEAN算法的思想,由远距离段至近距离段依次进行脉压和CLEAN操作,在保留互补码零旁瓣特性的同时消除了不同子码段之间的相关性造成的距离栅瓣。多目标环境下的计算机仿真实验表明,这种算法在距离盲区内保持了互补码的零旁瓣特性,且无距离栅瓣。     

气象雷达超低副瓣失配滤波处理技术研究

在雷达信号处理中,通过匹配滤波进行脉冲压缩可以获得最大化的信噪比,有效地减小了雷达回波中噪声对信号的影响。然而,脉冲压缩的输出具有较高的距离旁瓣,在气象雷达探测中,由于空间分布的散射粒子之间反射强度相差较大,弱散射粒子的回波容易掩没在强散射粒子的旁瓣中,因此有超低旁瓣的需求。本文主要研究了能够降低旁瓣的非线性调频（NLFM）波形和最小积分旁瓣水平（ISL）失配滤波器,分析了多普勒频移对其性能的影响,并在最小ISL滤波器的基础上通过进一步对滤波器系数加权的方法,使得在回波具有多普勒频移的情况下也能达到超低旁瓣的性能。      

利用遗传算法优化非线性调频信号波形

利用遗传算法与动态优化相结合的方法来优化非线性调频信号波形,从而有效地搜索出理想的波形参数,进一步降低输出波形的最大距离旁瓣。该方法尤其在小脉压比及存在多普勒频移时优化效果比其他方法更为优越。     

二相四群补码相位调制加线性调频雷达发射波形研究

混合雷达波形设计是提高雷达系统性能指标的一种手段,对提高雷达抗干扰能力,降低脉冲压缩的距离副瓣电平,从而提高目标的检测能力具有重要的意义。本文基于线性调频和二相四群补码共同调制波形的基础上,讨论了此类混合波形的模糊函数、多普勒敏感性及脉冲压缩的副瓣电平和多普勒频率及码元宽度等之间的关系。     

Efficient pulse compressor for Golay complementary sequences

The highly regular structure of binary Golay complementary sequences of length 2/sup N/ makes possible a very simple correlator for these sequences. The algorithm called fast Golay correlation (FGC) performs the correlation of the input radar signal with the Golay sequence using only 2.log/sub 2/(M) operations per input sample as opposed to M operations required by standard correlators. This algorithm is also valid for complex sequences of the same length. This fast correlator and the good autocorrelation properties of Golay sequences make them the ideal choice for high speed, long sequence pulse compression. Sequence agility on the pulse to pulse basis is also possible at the expense of some added complexity.<>     

用于步进频连续波雷达旁瓣抑制的自适应CLEAN技术

为了解决步进频连续波雷达中的强目标距离旁瓣掩盖弱小目标问题,对步进频自适应脉压算法( SFCW-RMSMIL)进行修正,并联合修正SFCW-RMSMIL算法和CLEAN技术,提出了一种新的自适应CLEAN算法( A-CLEAN)。该算法解决了弱小目标能量严重压制问题,同时还能精确估计各目标的幅度和位置,提高了雷达对弱小目标的检测能力。最后利用仿真数据、实测数据以及蒙特卡洛实验验证了新提出的A-CLEAN算法的有效性和实用性。