线性调频步进信号的高速目标运动补偿技术

首先,对高速运动目标的线性调频步进回波信号建立了模型,该模型不仅考虑了目标运动造成的线性调频步进回波子脉冲信号相位变化,以及复包络时间比例发生的变化,还考虑了目标的径向运动导致子脉冲线性调频信号调频斜率的变化.然后,基于该回波模型提出了线性调频步进信号频域合成运动补偿算法,对运动目标回波信号进行精确的运动补偿.仿真结果表明,频域合成后得到的高分辨距离像副瓣电平＜-40 dB,基本消除了目标高速运动对信号合成处理结果的影响.     

用于雷达波形设计的NLFM脉冲波形优化设计方法

在介绍非线性调频（NLFM）脉压波形设计的一般原理的基础上,提出了一种优化设计方法,用该方法设计的NLFM波形具有很低的距离副瓣。开发了一个脉压波形优化设计程序,它具有友好的用户界面,能根据雷达参数很快设计出波形,能给出相应的线性调频（LFM）波形对比,并能分析模拟目标回波经脉压滤波器的处理结果。     

基于线性调频步进信号的高速目标ISAR成像

该文讨论了一种利用线性调频步进(LMSF)雷达信号通过频域带宽合成以进行高距离分辨率逆合成孔径雷达(ISAR)成像的方法。文中建立了高速目标的回波模型。为了精确估计高速运动目标运动参数,给出了利用包络对齐和多普勒中心估计拟合目标运动轨迹的方法。针对ISAR中目标回波的特点,对原始的多普勒中心估计方法进行了改进,提高了运动参数估计精度。最后给出了处理流程,并用仿真结果验证此种方法的有效性。     

一种新体制雷达合成宽带可行性分析

本文分析阐述了利用脉内调频、脉间跳频技术获取距离高分辨一维成像的可行性,导出了静止目标和运动目标的回波表达式.根据线性调频子脉冲的回波表达式,详细分析了运动目标回波对信号处理器采样位置的要求.     

针对非合作目标的调频步进编码波形设计方法

雷达对于非合作目标的探测,存在目标微小与速度未知两大困难,而相干积累的方法需要准确探测目标速度,并进行速度补偿,实际应用过程中效果受限。针对此问题提出了一种调频步进编码波形设计方法,可以在速度未知情况下脉间积累,同时在准确测量速度后宽带合成。首先研究线性调频子脉冲的距离速度耦合特性,通过波形设计抵消脉间目标运动成像位置变化;然后研究调频步进编码波形的宽带合成技术,使所得的高分辨一维距离像无距离混叠。最后,数值仿真实验验证了所提出波形的优势与应用价值。     

用于雷达波形设计的NLFM脉冲波形优化设计方法

在介绍非线性调频(NLFM)脉压波形设计一般原理的基础上,提出了一种优化设计方法,用该方法设计的NLFM波形具有很低的距离副瓣。开发了一个脉压波形优化设计程序,它具有友好的用户界面,能根据雷达参数很快设计出波形,能给出相应的线性调频(LFM)波形对比,并能分析模拟目标回波经脉压滤波器的处理结果。     

一种宽带相控阵雷达合成高分辨率波形方法

宽带线性调频信号在宽带相控阵雷达宽角扫描应用时,由于天线孔径渡越时间的影响会出现目标距离像的散焦,一种有效的方法是采用少数几个带宽较窄的线性调频信号合成带宽,以满足系统大瞬时带宽的需要。本文先提出了利用少数几个线性调频信号Stretch处理后的信号合成带宽的原理,并针对目标高速运动情况的合成带宽处理方法进行了分析,提出了联合估计目标速度与子脉冲合成带宽的方法。计算机仿真实验表明本文对少数线性调频信号Stretch处理后回波合成带宽是有效的。     

L波段雷达电离层高速运动目标ISAR成像补偿方法

目标高速运动和电离层效应都会对低频段宽带线性调频雷达信号的相位产生调制现象,进而降低逆合成孔径雷达(ISAR)成像分辨率。为得到清晰的目标ISAR图像,需有效消除这两者对目标回波的影响。该文首先建立电离层高速运动目标回波的信号模型,再根据目标回波为高阶多项式相位信号的特点,提出基于离散多项式变换的高阶相位估计算法,利用高阶相位估计值进行回波信号相位调制分量补偿,实现ISAR成像的自聚焦。仿真实验表明,该算法可以准确估计回波信号高阶相位参数,提高ISAR成像质量。     

高速目标解调频处理的相位特性及其补偿

对宽带回波进行解调频(Dechirping)处理是降低信号处理带宽的有效方法,但该方法会带来残余相位。在目标高速运动的情况下,解调频处理和目标运动产生的残余相位对二维成像的影响不可忽略。该文推导了高速目标解调频处理的相位特性,分析了各项相位因子的性质,提出了残余相位的补偿方法,进一步分析了影响补偿精度的因素,并根据残余相位特性提出了一种新的补偿方法:利用包络对齐估计相邻回波的残余相位差,达到精细补偿的目的。仿真结果表明理论和方法的正确性。     

基于双曲调频的组合波形设计研究

主动声呐通常采用的单频或调频波形时频耦合分辨能力弱，不利于混响背景下的信号检测与估计。先前工作表明，“V”和“W”形双曲调频(HFM)组合波形可以实现距离-速度高分辨和低混响输出，其中W-HFM波形还有效解决了V-HFM波形在多目标场景中的虚假目标问题，但是设计复杂、运算量大。为优化HFM组合波形的设计和应用，该文推导了HFM组合波形的峰脊线斜率表达式。一方面提出V-HFM波形的最小无虚警距离(MNFAD)指标，分析了其多目标适用性；另一方面以典型的W-HFM波形为例，提出了优化的波形设计方案，对工程应用具有指导意义。水池实验数据表明，HFM组合波形实现了距离-速度高分辨、混响输出降低5 dB以上，并且W-HFM波形还抑制了虚假目标干扰。     

使用线性调频脉冲串信号的新雷达工作模式

针对LFM信号高距离分辨率与宽带宽的矛盾,本文提出了一种新的线性调频子脉冲串(LFM burst)信号雷达工作模式。在回波信号处理时,对其先进行子脉冲内匹配压缩,再对各个子脉冲进行脉冲间相参合成,进一步提高雷达的距离分辨率。LFM burst工作模式在不增加系统瞬时带宽的条件下,可以成倍地提高雷达的距离分辨率;相反如果雷达距离分辨率的要求不变,则可以有效降低系统的瞬时带宽。本文提出并论证了LFM burst模式的工作原理,分析了它带来的优点,同时还对多目标回波和动目标多普勒特性进行了讨论。     

基于Radon-WVD变换的编队目标架次识别

针对常规低分辨雷达,研究了编队目标回波的多普勒频率变化特征,提出了采用Radon-WVD法,在时频域对编队目标的整体特性(调频率)进行快速准确的估计。该方法的估计结果不但不受WVD交叉项的影响,而且由于Radon变换的积累特性使得Radon-WVD变换法相对WVD有更好的抗噪声性能。仿真实验验证了该方法的有效性,成功地实现了多架编队飞机架次识别。     

HIGH RESOLUTION RANGE PROFILE FORMATION BASED ON LFM SIGNAL FUSION OF MULTIPLE RADARS

This paper presents a new method of High Resolution Range （HRR） profile formation based on Linear Frequency Modulation （LFM） signal fusion of multiple radars with multiple frequency bands. The principle of the multiple radars signal fusion improving the range resolution is analyzed. With the analysis of return signals received by two radars, it is derived that the phase difference between the echoes varies almost linearly with respect to the frequency if the distance between two radars is negligible compared with the radar observation distance. To compensate the phase difference, an entropy-minimization principle based compensation algorithm is proposed. During the fusion process, the B-splines interpolation method is applied to resample the signals for Fourier transform imaging. The theoretical analysis and simulations results show the proposed method can effectively increase signal bandwidth and provide a high resolution range profile.     

宽带线性调频信号时频处理研究

主要研究宽带LFM脉冲信号的时域处理方法，在研究其处理方法时考虑到目标是一个分布式的目标，而不是点目标的形式，实际上取得波形和处理方法都是用计算机完成的。     

基于似然函数的双曲调频信号参数估计快速算法

相较于线性调频(LFM)信号,双曲调频(HFM)信号因具有良好的脉冲压缩性能和多普勒不变性,被广泛用于雷达侦查、水声探测等多普勒影响严重的场景中,其中HFM信号的参数估计问题尤为重要。有鉴于此,该文提出一种基于似然函数的HFM信号参数估计快速算法。文中首先推导出HFM信号的Cramer-Rao下界作为参数估计的性能评估标准;然后基于高斯随机噪声,构建了HFM信号的似然函数,并结合数据向量化的特点提出一种改进的适应度函数,最后利用全局最优引导人工蜂群(GABC)算法对该适应度函数进行极值寻优,从而实现HFM信号的参数估计;通过蒙特卡洛仿真证明了该方法在信噪比为3 dB以上时,HFM信号的参数估计结果的均方误差更逼近Cramer-Rao下界,且运算量约是原来的1/3,在保证估计精度的同时提高算法收敛速度。     

基于似然函数的双曲调频信号参数估计快速算法

相较于线性调频(LFM)信号,双曲调频(HFM)信号因具有良好的脉冲压缩性能和多普勒不变性,被广泛用于雷达侦查、水声探测等多普勒影响严重的场景中,其中HFM信号的参数估计问题尤为重要。有鉴于此,该文提出一种基于似然函数的HFM信号参数估计快速算法。文中首先推导出HFM信号的Cramer-Rao下界作为参数估计的性能评估标准;然后基于高斯随机噪声,构建了HFM信号的似然函数,并结合数据向量化的特点提出一种改进的适应度函数,最后利用全局最优引导人工蜂群(GABC)算法对该适应度函数进行极值寻优,从而实现HFM信号的参数估计;通过蒙特卡洛仿真证明了该方法在信噪比为3 dB以上时,HFM信号的参数估计结果的均方误差更逼近Cramer-Rao下界,且运算量约是原来的1/3,在保证估计精度的同时提高算法收敛速度。     

分数阶傅里叶和压缩感知自适应抗频谱弥散干扰

频谱弥散(SMSP)干扰与线性调频雷达信号之间存在大量的时频域耦合,干扰效能突出。该文提出一种信息域的抗SMSP干扰的信号处理算法,根据SMSP干扰信号的形式与特点,通过自适应改变压缩感知的干扰基字典,同时匹配雷达信号与干扰信号的调频率,构建压缩感知求解模型并基于凸优化算法完成信号重构,最终实现干扰信号的识别及雷达信号的提取。该算法中冗余字典的构造采用了Pei型分数阶傅里叶快速分解方法,不需要反复对信号进行时频域解耦,并且迭代次数较少,运算效率较高。     

线性调频信号参数快速估计

线性调频(LFM)信号参数检测是对SAR对抗的一个重要问题,本文在对用Radon-Wign er变换、快速解线调和最大似然(ML)估计和分析LFM信号的基础上,给出一种消除ML估计带来旁瓣的方法,进一步提出了一种局部快速搜索的最大似然估计法,并用于LFM信号的起始频率和调频斜率等参数的估计。最后给出了三种快速算法的计算机模拟结果。     

基于FRFT的对称三角LFMCW信号检测与参数估计

对称三角线性调频连续波(STLFMCW)信号是一种典型的低截获概率雷达信号。该文通过分析STLFMCW信号在分数阶Fourier变换(FRFT)域的频谱分布特征,发现STLFMCW信号包含的各段LFM信号在其对应的最佳FRFT域内具有很好的能量聚集性;各段LFM信号在频域内会完全重叠,叠加的频谱幅度较高,在低信噪比条件下,严重影响STLFMCW信号的检测与参数估计。因此,利用FRFT检测STLFMCW信号时,必须克服该问题。该文提出一种FRFT与聚类分析相结合的STLFMCW信号检测与参数估计方法。该算法解决了由STLFMCW信号的频谱叠加给信号检测带来的问题,而且,克服了信号尖峰的高度必须高于噪声幅度的限制,在低信噪比条件下具有较好的检测效果。最后,仿真验证了该方法的有效性。     

中段翻滚目标运动建模及其宽带雷达回波仿真

弹道导弹飞行经历中段时,弹头与诱饵的主要差异是运动方式的不同,而诱饵大都呈现翻滚运动方式。文章从中段翻滚目标的物理、运动和散射特性出发建立了中段翻滚目标的运动模型,推导出了宽带线性调频（LFM）雷达回波的数学表达式。然后对中段翻滚目标的宽带雷达回波进行了仿真,并利用目标径向尺寸的周期变化估计出目标的翻滚周期。仿真结果表明中段翻滚目标宽带雷达回波与目标的姿态运动参数、形体参数都有较大关系,这将为中段目标的识别提供基础。