HPRF脉冲多普勒频率步进雷达信号处理与参数设计

频率步进雷达是一种距离高分辨雷达,传统的处理方法是采用频时转换(IDFT)获得目标的一维距离像,实际上其处理也可以采用时频转换(DFT)的方式进行,这时也可把频率步进雷达看作是一种载频跳变的脉冲多普勒(PD)雷达.采用这种分析方法的优点是,在高重复频率(HPRF)的情况下,可以通过雷达系统的参数设计和信号处理,同时获得不模糊的测速性能和距离高分辨性能,并解决HPRF PD雷达的距离模糊问题.本论文在分析频率步进雷达时频转换(DFT)处理的基础上,给出了HPRF PD频率步进雷达系统参数设计准则及频时耦合的解决方法,以及距离模糊问题的解决方案.理论分析和仿真结果证明,这种雷达体制可以同时获得不模糊测速和距离高分辨性能.     

运用Super-SVA方法处理频谱不连续调频步进信号

调频步进信号是高分辨率雷达中经常采用的一种信号形式。它是线性调频信号和频率步进信号的结合,兼有两者的优点。在实际雷达系统设计中,如果频率步进值能够大于子脉冲带宽,对于以更少的子脉冲数来获得更大的带宽,从而降低目标运动对合成信号质量的影响是非常有帮助的。但此时会出现很高的栅瓣,并导致假目标的出现或者掩盖小的目标。该文利用Super-SVA超分辨方法拓展各子脉冲的频谱从而使合成频谱连续起来,解决了此情况下的栅瓣问题。再利用Super-SVA方法对合成的1维距离像进行处理,则能进一步降低旁瓣。文中给出了计算仿真结果验证了算法的有效性。     

基于频率步进信号的旋转式合成孔径雷达成像方法

针对频率步进信号实现旋转式合成孔径雷达成像的难题,该文提出了脉冲间距离走动校正的旋转式合成孔径雷达成像方法。首先,推导了频率步进雷达旋转SAR 几何模型,然后提出了频率步进雷达脉冲间距离走动及其频域校正方法,接着采用-k 算法实现了场景的高分辨成像,最后对方位分辨性能进行了详细分析。计算机仿真结果验证了该方法的有效性以及高分辨性能。      

基于运动目标信号稳健特征的频率步进雷达距离像合成方法

频率步进雷达传统的距离像合成方法易受到运动补偿误差的影响.本文首先证明了频率步进雷达回波在脉间IFFT后具有的几种对运动补偿误差不敏感的稳健特征.然后,基于这些特征提出了一种新的距离像合成方法,该方法不仅有效克服了子距离像的多普勒循环移位对距离像合成的不利影响,而且利用脉冲包络加权估计有效提高了距离像合成精度.仿真与外场实测数据分析结果验证了本文方法的性能优势.     

实现频率步进相控阵雷达宽带宽角扫描的一种方法

相控阵雷达天线在进行宽带宽角扫描时，天线波束会“色散”，使得到的距离像展宽，从而降低了系统分辨率。频率步进信号是常用的合成宽带信号，该信号在各脉冲周期内均是窄带的。因此，频率步进相控阵雷达可以通过脉间配相的方法，解决相控阵天线波束随频率“色散”的问题，使其能够在宽角扫描下合成宽带信号，获得高分辨的目标距离像。该方法具有设备变动小易于实现的优点。     

基于Matlab的步进频率波形与高分辨力距离像

频率步进信号是一种较常用的高距离分辨率雷达信号,常用于雷达的目标识别技术之中。首先简单介绍了一维距离像和步进频率信号,分析了步进频率雷达系统中成一维高分辨力距离像的成像原理,即采用离散傅里叶逆变换(ID-FT)信号处理方法实现距离高分辨。并通过Matlab仿真实现了各种具体情况的成像,指出了影响成像的各种因素,同时提出了相应的解决方法。     

调频步进雷达高速运动目标距离像合成方法研究

调频步进信号具有作用距离远、硬件实现简单的特点,在现代雷达目标识别中具有明显优势。该文推导了调频步进信号合成距离像的原理,分析了目标运动对合成距离像的影响。为了克服调频步进信号回波对目标运动敏感的缺陷,提出一种脉冲重复时间可变的调频步进信号,通过对脉冲重复时间预先设计来消除目标速度与频率的耦合效应,并通过回波对消技术消除目标加速度对合成距离像的影响,给出了该算法对脉冲重复时间的精度要求。仿真结果证明了算法的有效性。     

随机稀疏调频步进信号距离像抗混叠方法研究

传统步进频率波形不模糊距离窗大小受载频步进量制约,将会导致距离像混叠等问题.针对此问题,基于压缩感知理论,研究了一种随机稀疏调频步进信号距离像抗混叠方法.首先对子脉冲进行脉压（Dechirp）处理,将处理后的回波信号看作为具有等效带宽线性调频信号回波的量测数据;其次根据子脉冲随机发射方式构造相应的量测矩阵,得到随机稀疏调频步进信号的压缩感知重构模型,并采用压缩感知重构算法得到高分辨一维距离像.最后,对该方法不模糊距离窗大小进行了分析,并给出了影响不模糊距离窗大小的因素和参数设置原则.所研究方法通过将随机稀疏调频步进信号的距离像合成处理等效为LFM信号的距离像合成过程,既降低了载频步进量对不模糊距离窗大小的限制,克服了距离像混叠问题,又提高了距离像合成性能.仿真实验进一步验证了本文方法的有效性.     

稀布阵综合脉冲孔径雷达低距离旁瓣与距离高分辨技术

稀布阵综合脉冲孔径雷达（ＳＩＡＲ）采用多个频率信号实现各向同性照射而不需要波束扫描，因此可以获得长时间相干积累，有利于对微弱目标（尤其是隐身目标）的探测，本文提出了一种降低其距离旁瓣的有效方法－脉间（组）频率编码捷变，分析其机理。同时为了提高距离分辨能力，提出通过步进频率来增大发射信号带宽，通过ＳＩＡＲ的脉冲综合处理和步进频率综合处理以提高脉冲压缩比，并针对步进频率对速率较敏感的问题提出了一种简便     

双载频步进频率雷达精确速度测量方法

步进频率雷达中,目标的径向运动将导致合成的目标径向一维距离像产生距离徙动和波形失真,需要对目标速度进行测量以补偿其影响。该文提出基于单个步进频率脉冲串的共轭法速度测量方法,然后提出一种同时发射双载频步进频率信号的速度测量方法,并分析了其潜在测量精度。理论分析和仿真结果证明,两种方法相结合不仅具有普通步进频率信号的高距离分辨率等优点,而且具有速度测量无模糊测量范围大、测量精度高的特点,可以利用速度测量值补偿目标一维距离像的距离移动和失真,从而同时实现高速目标的速度精确测量和高分辨成像。     

毫米波步进频率单脉冲雷达及其信号处理

毫米波步进频率雷达通过多脉冲相参合成处理来获得距离高分辨率，而单脉冲雷达和差波束测角具有较高的测角精度和抗干扰能力，可以在很短的时间内获得目标的误差信息。文中详细分析了毫米波步进频率单脉冲雷达获取目标角度和距离信息的原理，从数学角度给出了分析的模型，并对模型的输出信号作了仿真，说明了毫米波步进频率单脉冲雷达既能获得高的目标距离分辨率，又能获得较精确的目标角度信息。该文为毫米波步进频率单脉冲雷达的工程实现提供了有力的理论依据。     

一种W频段频率步进雷达频率源的相位补偿方法

介绍了频率步进雷达信号实现距离高分辨的工作原理.针对采用步进频信号的某W频段末制导雷达在系统调试过程中,由于频率源本振和激励源不同频点的相位差不同造成距离像畸变的情况,分析了信号相位变化对高分辨距离像的影响,根据步进频信号距离高分辨的原理,提出一种对各频点间相位差进行相位补偿的方法.计算机仿真结果表明其可行性,并在试验中对该方法进行了验证.通过该方法可以不用对步进频信号各频点的相参性过高要求,即可得到高分辨距离像,达到理想的距离分辨率,有效降低了W频段频率源设计和调试的难度.     

高重频频率步进雷达抑制折叠杂波方法

针对频率步进雷达体制中高莺频导致的杂波折叠现象,本文提出了一种有效的折叠杂波抑制方法.首先在接收机前端控制中频带通滤波器的通带范围以抑制距离处理间隔之外的折叠杂波,并设计发射脉冲包络以利于更好地削弱该折叠杂波回波;然后通过波形参数设计及高分辨处理以进一步抑制距离处理间隔内的折叠杂波.该方法不需要改变基本的频率步进波形,也不会增加频率步进雷达信号处理的复杂度,具有简单易行的优点.此外,本文还通过比较表明高重频频率步进雷达比PD雷达在折叠杂波抑制方面具有更好的性能.仿真实验验证了所提方法的有效性.     

基于连续小波变换的雷达信号处理

在步进频率雷达一维距离成像技术中,经典的傅里叶变换算法受到距离分辨率的限制,并且存在较高的副瓣电平。针对这一问题,本文提出将连续小波变换算法用于频率步进雷达的一维距离成像。该方法在保持高距离分辨率的同时,可有效降低回波信号的副瓣电平。     

调频步进雷达运动目标信号处理的新方法

调频步进雷达是一种距离高分辨率的雷达体制,但是会产生目标冗余的问题.目标抽取算法就是消除这种冗余,提取目标真实位置的方法.对于这种雷达体制,目标运动是影响其性能的主要原因.本文分析了目标抽取算法的特点及速度、速度估计误差对此方法的影响.为克服速度造成的包络走动影响,本文提出了一种改进的目标抽取算法。这种方法在可以准确估计目标速度时具有很好的性能,但是随着速度估计误差增大,性能有所下降.本文给出了速度估计误差的界限,以便尽量减少速度估计误差引起的问题.此外,本文还提出了另一种幅度内插的方法,很好地解决了速度估计误差造成的距离耦合时移问题.计算机仿真的结果验证了理论分析的正确性.这两种方法,尤其是后面幅度内插的方法,可以解决调频步进雷达运动目标处理的关键问题,为这种雷达体制的实用化奠定了基础.     

一种雷达通信一体化方法

提出了一种基于步进变频信号的雷达通信一体化系统,设计了一种融合雷达信号和通信信息的一体化信号,并对不同雷达之间的同步和数据处理流程进行了分析。仿真结果表明,这种一体化共享信号的调制解调方法是可行的,可在对雷达性能影响较小的前提下实现二进制数据的准确传送,具有较低的误码率。不同雷达可以在实现粗略同步的情况下进行通信和测距。     

线性调频-Costas频率步进信号分析及宽带合成处理

针对宽带宽角扫描相控阵雷达系统高精度测距、测速应用需求,提出了脉间Costas编码跳频、脉内线性调频调制的信号形式。通过对信号建模及距离-多普勒二维模糊度函数的分析表明,该信号形式综合了线性调频信号和Costas编码的优点,具有接近理想图钉型的模糊函数,可实现距离-速度的二维高分辨率。推导了线性调频-Costas频率步进信号宽带合成的处理方法,并通过仿真验证了该算法的有效性。     

高分辨雷达的一种新的波形设计

频率步进合成高分辨雷达体制受目标径向运动速度的影响极大,为了获取目标准确的高分辨距离像,需要做运动补偿。目标运动速度的估计精度直接决定速度补偿效果。首先分析了顺序跳频和随机跳频两种高分辨信号的特点,然后概述了相参合成处理实现高分辨的方法,最后研究了目标运动对这两种信号合成一维距离像的影响,并在此基础上提出了一种新波形的设计方法,从而大大提高了目标速度的估计精度。