基于目标波形模型的多脉冲激光雷达目标信号模拟

多脉冲激光雷达发射数个至数百个高重频激光照射目标,利用多脉冲回波累加实现信号积累。多脉冲激光目标检测性能的验证需要基于目标回波波形模型的动态目标信号模拟。脉冲激光目标回波波形可以由激光发射、信道传播、目标反射等环节之间的卷积传递关系加以建模。文中首先通过建立各环节的数学描述得到了回波波形的连续卷积模型。接着,针对积分解析模型不利于工程实现的问题,基于发射脉冲距离分辨单元提出了离散算法实现特定外形目标激光回波波形序列的直接计算。结合远程飞机目标的回波信号仿真,指出了回波波形与目标特性的内在联系,并通过实验进行了可信性验证。最后,应用文中模型及方法给出了多脉冲激光雷达动态目标模拟器的研制实现,为开展多脉冲激光目标检测研究提供必要的验证测试条件。     

脉冲扫描成像激光雷达信号模拟器的研制

随着激光雷达技术的发展,对激光雷达信号模拟器提出了迫切的需求.文中首先分析了脉冲成像激光雷达的信号特点,以及各种模拟方法的优缺点,提出了采用数字与模拟相结合的方案来实现相干脉冲激光扫描成像雷达信号模拟器的研制.总体方案分为数字部分和模拟部分.数字部分通过软件建立仿真所需的目标,并根据MIT的统计噪声模型依据所要求的信噪比对仿真目标实时加噪,生成实时目标的强度像和距离像;模拟部分将此目标的强度像和距离像实时生成相干脉冲激光扫描成像雷达信号回波的时间序列,完成模拟回波信号的产生;最后,在激光成像雷达上进行了成像实验,初步验证了文中研制的激光雷达信号模拟器的可行性.     

目标特性对机载激光雷达接收带宽影响的数值仿真

为了提高激光雷达的接收灵敏度,分析了其照射到目标上的激光功率的时空分布特性,对不同时刻返回的激光回波功率进行积分求和,数值计算出激光回波脉冲信号波形,并在系统分析非相干探测激光雷达系统噪声特性的基础上,仿真分析了地面大目标对激光回波脉冲的展宽效应及其对接收带宽的影响.仿真结果表明:根据激光回波脉冲的展宽特性在信号频谱与噪声频谱上的差异,采用最佳接收带宽法可以有效地抑制背景噪声,大幅度地提高激光雷达的信噪比,实现激光雷达以较小的发射功率获得较大的探测距离的目的.     

一种机载脉冲激光雷达回波模拟设备

传统的激光雷达测距机信号处理能力的评估需要激光器、光学系统和探测器等设备的配合,为简化该评估方法,研制了一种机载脉冲激光雷达回波模拟设备。通过分析脉冲激光雷达回波特性,建立了回波数学模型,指出了衡量测距性能的关键参数。以模型为理论依据,以距离、信噪比等参数为输入,采用软件算法生成波形数据并存储于PC机,通过硬件电路将波形数据处理输出,形成模拟激光回波。实验证明,该设备可模拟目标最远40 km,信噪比最小为2的回波,其中,目标距离模拟误差在0.95‰内,信噪比平均模拟误差为13.3％,该设备工作稳定可靠,满足使用要求,极大地简化了激光雷达测距机信号处理能力的性能测试。     

低信噪比下多高斯脉冲组成的激光雷达回波信号滤波算法

针对激光目标回波信号在高信噪比与低信噪比时脉冲波形不同的特点,研究设计了针对低信噪比下多高斯脉冲组成的回波信号进行降噪的小波滤波算法。首先介绍了光电探测中信噪比的定义,给出了不同信噪比下脉冲回波的实际波形。接着,研究了高信噪比时激光回波的时域积累及差分平滑滤波算法,仿真并分析了算法性能。随后,对低信噪比下多高斯脉冲组成的目标脉冲波形采用小波低频系数重构滤波,通过仿真实验选择了合适的小波基以及分解层级。     

Mie散射激光雷达大气回波信号经验模式分解算法的研究与应用

详细论述了经验模式分解(EMD)的激光雷达大气回波信号降噪信号处理方法.并进行系统仿真及实验验证.这种基于EMD的去噪算法适合处理含有脉冲的信号(如Block,Bump和脉冲回波信号等).通过利用该算法对米(Mie)散射激光雷达大气回波信号进行分析处理,其结果表明该去噪方法能去除大气回波中含有的噪声,能为下一级消光系数反演提供高信噪比(SNR)的初始数据.     

调频连续波相干激光雷达的多脉冲频域相干累积研究

针对相干激光雷达在低空、远距离、高动态目标探测等应用场景中存在的弱信号探测问题,基于调频连续波相干激光雷达,采用多脉冲频域相干累积方法提高激光雷达弱回波信号的信噪比。结合调频连续波理论,分析了信号幅度起伏和相位起伏对多脉冲频域相干累积信噪比效果的影响,实验结果表明,经过M脉冲周期的频域相干累积,微弱回波信号对数信噪比可提升10lg M dB,并且信号幅度起伏、相位起伏可导致多脉冲相干累积信噪比低于理想相干累积信噪比,对于均值分别为2.25×10^-4、1.65×10^-4和相对起伏幅度分别为0.69、0.93的回波信号而言,相位补偿后的回波信号在50脉冲周期内相干累积信噪比的误差因子最大为0.57%、0.3%,该多脉冲频域相干累积方法对相干激光雷达在远距离目标探测、微弱信号接收方面的应用具有重要意义。     

激光脉冲弱小回波信号提取方法研究

在激光红外复合制导中,主动激光雷达可以提供探测目标的距离信息,并与红外探测方式实现光电互补,有助于提高复杂战场环境下精确制导的准确率。激光测距时,准确的回波位置检测是确保测距精度的关键。而信噪化是决定精度和作用距离的关键。为了提升脉冲回波信号的信噪比,本文提出了一种结合自相关滤波算法与改进的奇异值分解方法的微弱脉冲提取方法,并分别采用仿真数据和实际采集的脉冲激光回波信号进行去噪实验,实验结果表明,本文所提出的方法能够有效地提升回波信号的信噪比,有助于提高激光测距的精度。     

微机程控通用雷达目标模拟器

雷达目标模拟器是一种用来产生模拟的目标回波信号的装置,在雷达设备的研究、维护和使用等领域广泛的用途。本文介绍一种通用雷达目标模拟器,这种目标模拟器由微机进行控制,可以用程序设定信号的特性,从而可以产生具有复杂特性的目标回波信号,例如具有多个运动目标、有一定的杂波背景等等。而且,这种目标模拟器可以与不同型号雷达的方位和定时脉冲实现同步, 生相应的雷达回波信号,因而具有广泛的用途。     

基于FPGA的脉冲压缩雷达目标模拟器设计

目标模拟器在雷达的研制生产过程中具有重要的意义,不仅能加快项目开发进度,还能降低研制和实验费用。介绍的模拟器主要是针对脉冲压缩雷达而设计,该模拟器通过对雷达回波中频信号模拟,利用FPGA技术实现,具有设计简单、使用方便、成本低等特点。首先根据系统要求建立了二相码脉冲压缩雷达目标回波信号的数学模型,利用辛克函数模拟雷达天线扫描状态;然后给出了基于FPGA的设计解决方案以及主要模块的实现方法;最后给出了设计可行的结论,同时指出了今后将改进的地方。     

基于DDS的SAR点目标回波模拟源的设计与实现

合成孔径雷达(SAR)模拟技术在SAR的研究和系统研制工作中具有十分重要的作用.设计并实现了基于直接数字合成技术(DDS)的SAR系统点目标回波模拟源,该模拟源主要包括ARM控制单元和DDS线性调频信号源两个部分.由ARM控制单元根据点目标回波信号模型计算得到多普勒相位值、方位幅度加权值等参数,控制线性调频信号的相位和幅度,直接产生模拟的回波信号.实验结果表明,该模拟信号源电路工作正确可靠,能满足SAR系统设计要求.     

基于TS101的SAR回波信号模拟器设计与实现

针对SAR系统的测试要求,设计了一套基于DSP处理器TS101的SAR回波模拟器。该模拟器采用标准的CPCI 6U板。利用CPCI总线技术实现人机交互,能够根据目标回波参数生成所需的SAR回波数据,并通过DSP的链路口输出两路正交回波信号。测试结果表明,该模拟器生成的回波信号质量高,实时性强,能够满足SAR系统测试的需求,具有很高的工程应用价值。     

基于m序列的半导体激光测距技术研究与仿真

针对传统脉冲式半导体激光测距机在中远程测距的应用中,回波信噪比过低而难以检测目标信号的问题,提出了一种基于m序列的小型化半导体激光测距方案,以单周期m序列作为激光发射波形,对微弱低信噪比回波信号采用相参积累及匹配滤波相结合的数字信号处理方法。通过仿真及计算,证明本方案可以提高回波信噪比,并有效地从微弱回波信号中提取出目标信号,进而提高激光测距机的测距能力。     

基于CPCI总线的通用雷达回波信号模拟器

为了在实验室环境下对雷达信号处理系统进行调试和工作效能测试，设计了一种基于紧凑型外部设备互联总线（CPCI）和现场可编程门阵列技术的通用雷达回波信号模拟器，利用MATLAB的强大仿真功能，模拟产生各种体制雷达的回波信号数据，通过CPCI总线把它们写入该信号模拟器的同步动态随机存储器中，雷达信号处理模块再从该模拟器中反复读出数据进行处理，从而调试和检测雷达信号处理模块在各种杂波及无源干扰条件下对目标的处理。结果证明，该模拟器具有良好的通用性和精确度，并且运行可靠。     

一种非相参雷达回波信号模拟器的设计

分析雷达回波特性,从非相参信号模拟开始,提出一种雷达回波模拟器的实现方法。该方法可以利用已知或计算机产生的目标信息运算获得回波信号数据,通过FPGA或DSP芯片控制DDS产生中频回波信号。这种方法具有极大的灵活性和通用性,只要改变计算机回波信号计算模型或参数,即可实现不同回波信号的模拟。     

一种地基雷达回波模拟器设计与FPGA实现

本文研究了地基雷达的工作方式及其回波信号的基本组成原理,分析了目标回波、噪声、背景杂波以及干扰的数学建模方式和硬件实现方法,并且在Virtex-5 FPGA平台上将雷达回波模拟器实现。测试表明,该模拟器工作正确稳定。     

SAR目标回波基带信号产生模块设计

SAR目标回波基带信号产生模块是SAR目标回波模拟器的关键单元之一,其设计影响到模拟器系统的性能.该文提出了一种SAR目标回波基带信号产生模块的设计方案,详细介绍了该模块的主要功能、工作原理、模块组成以及实现方法,并提供了该模块的测试结果.经验证,它达到了SAR目标回波基带数据高速传输和大容量存储的设计要求,满足模拟器的研制需要.     

一种高效雷达信号模拟器

为了给某些雷达信号处理算法的研究提供一种有效验证手段,设计此款雷达信号模拟器。系统基于DSP＋FPGA＋DDS架构：以DSP为核心,将AD9957作为基本目标信号产生器,在DSP的控制下FPGA产生基带数据提供给上变频芯片AD9957,完成中频模拟信号的产生。该模拟器创新地利用基于乘法器的迭代算法模拟多种类型雷达回波信号,特别适合产生大时宽信号。这种架构在产生多目标,和差信号方面比传统方法更节省硬件资源。结果表明,该系统集成度高,可扩展性强,数据产生方法高效。