一种极化雷达校准信号源的设计与实现

为了校准极化雷达的接收通道,设计并实现了一种基于DDS软件编程技术的极化雷达校准信号源系统。给出了主要的硬件电路和软件设计方案。该系统将FPGA技术与DDS技术结合,在FPGA内部软件编程实现改进的DDS模块,充分利用了FPGA作为大规模芯片的资源优势和高速运算能力。系统能够产生高精度且稳定的任意雷达校准信号,可满足极化雷达标校的应用。     

W波段数字变极化目标特性测量雷达

提出一种新型的W波段数字变极化目标特性测量雷达.该雷达由两子阵变极化天馈、两通道TR模块与数字处理单元构成, 采用空间波束合成任意极化发射、数字方式实现任意极化接收.通过目标实验结果表明, 该雷达能在多种极化体制下准确提取目标极化散射矩阵, 具备测量目标全极化RCS能力以及可用于目标极化特性分析与研究.     

W波段数字变极化目标特性测量雷达（英文）

提出一种新型的W波段数字变极化目标特性测量雷达.该雷达由两子阵变极化天馈、两通道TR模块与数字处理单元构成,采用空间波束合成任意极化发射、数字方式实现任意极化接收.通过目标实验结果表明,该雷达能在多种极化体制下准确提取目标极化散射矩阵,具备测量目标全极化RCS能力以及可用于目标极化特性分析与研究.     

基于盲源分离的时域极化域联合抗SMSP干扰

频谱弥散(SMSP)干扰是一种针对线性调频(LFM)信号雷达的有源干扰,它在时域和频域上与LFM信号高度相似,当干扰信号从主瓣进入时,雷达更难以探测目标.采用混合极化天线接收系统,并结合干扰信号在相邻脉冲重复周期之间的差异,利用时域通道和极化域通道联合得到的时域极化域联合通道来获得混合信号,应用盲源分离算法分离出目标信...     

基于极化二元阵雷达的空域虚拟极化滤波算法

极化滤波利用干扰信号和目标信号的极化状态差异,可有效抑制有源压制干扰,然而,现有极化雷达需要两路发射通道和接收通道,存在系统复杂、实现代价高等诸多困难。该文提出了一种新体制极化雷达模型极化二元阵雷达,该系统仅需一路发射通道和接收通道即可实现极化测量。基于极化二元阵天线的空域极化特性,建立了有源压制干扰、目标回波的接收信号模型,研究了抑制有源压制干扰的空域虚拟极化滤波算法,仿真实验结果表明:对于窄带噪声调频干扰,信干比(SIR)改善因子能达到20 dB以上。     

基于数字电视广播信号的无源雷达实验研究

针对无源雷达杂波抑制问题,提出了采用空域滤波和双极化通道对消的方法。设计了一套多通道宽带接收与处理系统,选择DTTB数字电视广播信号开展了民航飞机目标探测实验,采用极化和空域滤波方法解决了由于实验系统布站带来的强直达波抑制问题;结合DTTB数字电视广播信号特点给出了分块处理方法中块长度合理选择区间;通过实验数据分析了不同极化通道杂波对消性能,结果表明该无源雷达实验方法能够提升无源雷达探测能力。     

基于MIMO雷达的重复线性冗余多载波相位编码信号抗间歇采样干扰研究

该文基于雷达信号时域间断采样获得间歇采样和重复干扰（ISRJ）的原理,提出了一种基于多输入多输出（MIMO）雷达和多载波相位编码（MCPC）雷达信号的新型重复线性冗余（RLR）波形,即RLR-MCPC信号。从波形设计的角度出发,对于采用MCPC多相编码结构的信号,采用混沌序列对每个码片进行时域编码。此外,在时频域中,一些码片通过重复线性排列进行冗余编码。频域上,每个子载波都包含冗余编码,时域上,脉内任意时间段都包含冗余编码。在MIMO雷达中,雷达信号按子载波分成多路通道进行传输,在每路通道中对接收信号进行处理,保证间歇采样不论在时域中如何采样,都会在某一路通道上采样到冗余信息,从而与匹配滤波器失配。所以,RLR处理使信号具有抗间歇采样转发干扰（ISRJ）的特性,能有效抑制ISRJ假目标的干扰。结果表明,在该文设计的典型参数下,经过脉冲压缩后的RLR-MCPC信号的SJR改善因子比MCPC信号优化了2.5~3 dB。      

一种天线配置软件定义雷达架构研究

针对目前雷达功能单一,品种较多,提升雷达功能需要更换大部分硬件(尤其天线系统)的问题,提出一种通过天线配置实现软件定义雷达的开放式系统架构。该架构的发射信号基于阵列单元通过软件任意产生,天线可按系统功能通过软件编码控制任意裁剪且可重构。天线单元阵列射频端直接连接二相编码调制器,通过正交二相编码调制,突破了单通道任意数字波束形成,解决了通道一致性问题,使得天线配置更加灵活。该架构不仅可应用于常规相控阵雷达, 还可应用于 MIMO、认知、雷达通信一体化等。通过软件定义开发的多路复用数字波束雷达系统平台,已经完成实际外场测试,表明基于软件定义的多路复用数字波束相控阵雷达技术系统应用可行。     

数字阵雷达接收通道简化设计的研究

通过分析扩频通信基本原理,探讨了该原理在数字阵雷达接收通道中的应用,即可以实现使用一路宽带接收通道取代多路窄带通道的方法,达到降低成本的目的。与扩频通信并不相同,在雷达接收通道中采用模拟扩频调制,数字解扩的方法,因此在工程实现时更加困难。文中仿真了将两路接收信号扩频调制后合为一路后再解扩为原始信号,且通道间不会相互干扰。最后探讨了此方法在雷达应用时的不利因素和难点。     

基于FPGA多通道多带宽多速率DDC设计

数字阵列雷达的核心内容之一是单元级回波信号中频或射频数字化后,在数字域进行幅/相加权实现接收数字波束形成,并具有灵活的波束调度和更好的抗有源干扰的性能,基于多通道数字化接收机的数字阵列模块是数字阵列雷达的关键模块。论述了数字阵列模块内部基于FPGA的多通道、多带宽、多速率数字下变频设计,包括方案设计、仿真设计和工程化设计,同时给出了设计结果,该设计方法可应用于多通道数字化接收机设计。     

极化域空域联合匹配波束形成技术研究

针对普通相控阵雷达可能因存在天线极化失配而导致对接收信号的损失问题,提出采用极化阵列天线体制的办法。研究了完全极化情况下极化阵列雷达的波束形成技术。提出了极化域-空域联合匹配滤波方法,推导了极化阵列波束形成的具体解析表达式,并与普通相控阵雷达进行比较,得到了极化阵列雷达具备更强的稳健性:极化阵列雷达不仅能控制波束的指向,而且,还能调整极化与接收信号在极化域空域上联合匹配,增强目标信号,提高信噪比。例分析和仿真结果验证了理论模型正确性。     

多通道数字接收机采集测试系统设计与实现

为了对某雷达接收机的采样信号进行指标测试,设计并实现了一种光接口数据采集测试系统。该系统硬件部分以FPGA为核心完成光接口对8路中频采样模块16位数据的接收,并配备大容量DDR2对数据进行实时存储,以cPCI芯片CY7C09449PV作为数据采集板与上位机的接口,由计算机应用程序进行控制,将采集到的数据传回计算机中进行时域、频域波形显示,以及ADC动态参数、通道参数的计算。经过测试,系统成功实现同时对8通道数据进行接收并且对其中任意4通道数据进行频谱的绘制以及进行指标计算。     

基于FPGA的窄带多通道数字脉压设计

在雷达窄带系统中,对多通道、多带宽中频接收信号的处理,通常在数字中频接收系统中基于FPGA芯片完成数字下变频和基带数据打包,再由信号处理系统基于DSP芯片进行数字脉压等。而FPGA具有处理速率快和并行运算能力强的特点,使得基于FPGA 的线性调频信号数字脉压比DSP具有更大优势。将基带信号数字脉压由信号处理系统提前到数字中频接收系统,在单片FPGA 内实现多通道、多带宽、多数据率窄带系统数字下变频、数字脉压和数据打包的一体化设计,能够有效减轻信号处理系统对基带信号的运算压力。     

步进频率连续波探地雷达耦合信号的抑制

步进频率连续波是探地雷达常用波形之一,该体制雷达存在的一个严重问题是发射信号直接耦合到接收天线,降低接收机灵敏度,导致接收机前端饱和甚至损坏.针对步进频率连续波体制探地雷达,采用通过收发天线设计降低耦合信号,保证其不会导致接收系统饱和,再在中频数字域进行对消的耦合抑制方案,详细分析了其工程实现流程和应用条件,给出了某步进频率连续波合成孔径探地雷达耦合波对消前后的雷达图像,说明了耦合对消方法的有效性.该方法在某探地雷达中获得实际应用,工作稳定可靠.     

一种弹载相控阵雷达及其极化滤波方法

提出了一种弹载极化相控阵制导雷达及其极化滤波方法.该雷达发射单极化线性调频脉冲压缩信号,以提高其低截获概率性能;采用正交极化通道同时接收回波信号,获取雷达回波的全极化信息;对脉冲压缩后的高距离分辨信号,利用瞬态极化估值、极化变换和极化矢量滤波运算级联的方法,实现对干扰的有效抑制.该方法的优点在于它可以抑制与目标处于同一个距离单元和角度单元的干扰信号,解决对单脉冲雷达角欺骗干扰的抑制难题.理论分析和仿真结果表明了该极化滤波抗干扰方法的有效性,研究结果对实际雷达系统的研制具有指导意义.     

瞬态极化雷达接收滤波器的优化设计

 针对瞬态极化雷达发射波形自相关和互相关特性相互制约的矛盾,本文对瞬态极化雷达的接收滤波器进行优化设计,以减小相同极化通道的距离旁瓣和不同极化通道之间的相互串扰,提高全极化雷达的检测和估计性能.建立了瞬态极化雷达回波信号模型,分析了目标极化散射矩阵估计的误差来源,根据估计误差函数建立优化模型,通过凸优化求解对不同极化通道的滤波器进行优化设计.分析了单个静止点目标、运动目标和多目标情况下滤波器的性能,并给出了仿真结果.最后,利用实测数据验证了本文方法的有效性.     

基于国产IC的数字中频发射接收单元工程实现

本文提出了一种数字中频接收发射单元的工程方案,它包括发射通道和接收通道.发射通道可以产生线性调频信号、相位编码信号等;接收通道实现模数转换、数字下变频和数据电光/光电转换.同时,该单元也可以完成FPGA的动态重构.实验表明,所选取的国产IC可以满足设计需求,达到了设计的指标要求.     

一种新的数字阵列雷达接收机技术

高速ADC和先进DSP器件的进展使数字波束形成智能天线的实现成为现实。在传统的M单元天线阵系统中,每一单元都有各自的接收通道和ADC,设备量大。文中提出了一种适合于多通道数字阵列雷达接收系统的新型数字接收机结构,其主要思想是基于多个不同信号的带通采样原理实现数字阵列雷达接收机,新接收机结构使IF接收通道和基带采样ADC显著减少,功耗大大降低。阐述了数字阵列接收的数据模型和工作原理,分析了多信号带通采样信号频率和采样率的关系,给出了采样率选取的约束条件。新接收机在降低设备量的同时,还减小了接收系统通道间幅一相不一致性失真。     

极化自适应滤波算法的新实现

当目标信号与杂波干扰信号在时域、频域和空域的状态特征难以区分时,若两者在极化域可分,则可利用极化信息进行雷达目标检测。由于在强杂波的情况下信干比比较小,而且干扰的极化状态通常是未知的,或随时间或空间是不断变化的,传统的极化滤波算法并不能满足要求。文中针对强杂波环境下,提出了一种极化域新的自适应滤波算法,该方法基于线性约束最小方差(LCMV)准则,采用变极化接收技术,实现对信号的最佳接收,为实现实时处理和自适应快速变化的干扰,推导了一种递推极化滤波算法,为实现实时跟踪提供了一种可能,仿真结果也证明了该方法的有效性。     

雷达小知识

极化雷达polarimetric radar指利用目标雷达反射截面积(RCS)在不同极化方式下所表现出的差异，来提取出目标的特征信息，或从背景杂波中区别出目标的雷达。极化雷达至少要有两个不同极化方式的接收通道，相应地有时也要有两个极化发射通道。理想的极化雷达能够确定每一个可能目标的极化散射矩阵，并利用这种极化信息来选择和识别特定的目标。现代雷达利用目标回波中的极化信息能够获得多方面的得益，就对空、对海和对地探测目标的雷达而言，