混合混沌雷达信号的产生及仿真研究

利用多种调制相结合构造混合波形技术在雷达信号处理上造成一定困难.根据混沌可加性思想构造一类基于混沌映射的混合混沌雷达信号,并与Logistic映射构成的混沌信号进行比较分析,证明该混合混沌信号具有良好的自相关特性,模糊函数呈现较为理想的"图钉型",具有较高的距离和速度联合分辨率.同时混合混沌雷达信号的构成简单,易于处理.     

分布式MIMO雷达优化布站研究

针对分布式多输入多输出(MIMO)雷达各发射站和接收站的优化布站问题,提出了一种分布式MIMO雷达布站的优化模型.首先给出了分布式MIMO雷达的信号模型;然后分析了收发天线位置对分布式MIMO雷达的空间分集能力和信道电压散射系数方差的影响,在此基础上提出了用空间分集度和空间分散度指标对分布式MIMO雷达的空间分集能力和天线分散程度进行量化评估;接着提出了在空间分散度一定的条件下,使空间分集度最大的布站原则并给出了相应的目标函数;最后仿真分析了信号频率、探测距离、探测方位、信道数目等因素对分布式MIMO雷达布站的影响.研究结果对分布式MIMO雷达的系统配置和实际应用具有重要的参考价值.     

复合编码调制Frank/Costas雷达信号性能分析

在现代电子战争中,雷达信号的隐身对于雷达来说非常重要。本文提出了一种由Frank相移键控信号与Costas频率编码信号同时调制的一种新型组合Frank/Costas雷达波形,通过数值仿真得到这种新型PSK/FSK雷达信号的模糊函数,从而对Frank/Costas雷达信号的目标分辨率、距离模糊函数、多普勒模糊函数、截获因子等特性进行了分析,仿真结果表明,这种新型的雷达波形是比单一调制Frank或Costas信号具有更好的低截获特性的大时宽带宽雷达信号。     

机载MIMO雷达空时二维杂波建模及特性分析

为了揭示发射信号正交分集情况下机载MIMO雷达的杂波分布规律及特征，在分析了机载MIMO雷达几何特性的基础上,建立了机载MIMO雷达杂波的空时二维阵元模型,并推导了相应的矢量模型,分析了影响MIMO雷达杂波分布的关键因素。给出了距离模糊情况下杂波协方差矩阵估算方法,分析了机载MIMO雷达的杂波分布特性。仿真结果表明：机载MIMO雷达杂波具有良好的斜对角空时二维分布特性；MIMO雷达杂波谱中杂波基线附近杂波展宽幅度小,更利于慢速目标的检测；相比相控阵雷达，MIMO雷达具有更广的探测视角和更大的系统自由度,使其易于进行杂波抑制。     

非相干MIMO雷达模糊函数特性优化

距离折叠、多普勒频率混杂和匹配滤波杂波抑制性能是雷达在杂波条件下的基本性能.为揭示非相干MIMO雷达的此类性能,对非相干MIMO雷达的模糊函数特性均进行深入研究和优化设计,包括无模糊时延、无模糊多普勒、无模糊区区面积和无模糊区内的副瓣水平等特性.经过波形优化设计,在时延-多普勒平面上,非相干MIMO雷达的无模糊区面积被优化为1(无单位),无模糊区内的副瓣水平与SIMO雷达相当.因此,非相干MIMO雷达的距离折叠、多普勒频率混杂和匹配滤波杂波抑制性能与SIMO雷达相当.仿真结果表明,非相干MIMO雷达的无模糊区面积被优化为1.      

MIMO雷达双向空间平滑的多径目标DOA估计算法

针对多径情况下MIMO雷达低角目标DOA估计问题,提出了一种基于双向空间平滑FBSS的样本复用MIMO雷达低角多径目标DOA估计算法。考虑到MIMO雷达相干信号测角时与多径信号测角时情况的不同,算法采用了MIMO雷达四路径回波信号模型,首先依据MIMO雷达波形分集的特性对接收信号匹配滤波得到虚拟阵列,在此基础上对虚拟阵列采取行列复用并分别进行双向空间平滑,有效提高了低信噪比条件下低角目标DOA估计精度。计算机仿真结果表明,在信噪比小于-12dB条件下,该算法比M-SSMUSIC算法的均方根误差平均减小了1°。     

基于粒子滤波的MIMO雷达目标似然比检测方法

针对多输入多输出（MIMO）雷达在非高斯杂波背景、信号参数随机或未知的情况下,难以建立目标统计检测模型的问题,基于粒子滤波方法,根据参数的概率分布函数抽取粒子,将复杂积分运算转化为求和运算求取似然函数,给出了一种MIMO雷达目标似然比检测的通用模型,解决了非高斯杂波条件下无法得到检测统计量的问题．以复SG-Alpha联合稳定分布作为MIMO雷达非高斯杂波分布模型,给出了基于粒子滤波的似然比检测方法．最后通过仿真实验给出了该方法在不同条件下的检测性能,并与传统MIMO雷达目标检测方法进行了比较,结果表明在非高斯杂波背景下该方法的检测性能要明显优于传统方法的．     

基于RV模糊函数的双基地相位编码信号设计

针对双基地雷达的距离速度(RV)模糊函数形状和分辨能力随目标位置变化的问题,提出了一种基于RV模糊函数的双基地相位编码信号设计方法。分析了双基地雷达的几何结构和模糊函数,推导了双基地相位编码雷达信号的RV模糊函数、距离分辨力和速度分辨力,在根据目标位置确定相位编码的码元宽度和个数的基础上,通过模拟退火优化算法实现了相位编码的优化,优化后的信号在保持所需距离速度分辨力的同时使相关输出的积分旁瓣电平最小化。仿真结果表明,该方法有效地提高了双基地雷达信号的探测性能。     

Costas序列在多目标散射雷达系统中的应用研究

在多目标散射环境中,雷达信号的模糊函数需要具有二维δ函数的"针状"特性,但事实上这样的信号是不存在的,因为信号的模糊体积是不变的.介绍了一种减小信号模糊体积的方法:雷达发射两个不同的Costas跳频编码序列信号,在接收端将两个信号模糊函数相乘,以减小两个信号模糊函数的边瓣,从而获得主瓣尖锐且模糊体积很小的"针状"特性.仿真结果验证了这种方法的可行性.     

混沌在雷达信息处理中的应用前景

混沌是近年来在非线性科学领域异军突起的一个分支,混沌的初值敏感性和２ 个混沌系统之间同步的获得使得混沌用于保密通信成为可能,海杂波的混沌特性使得人们开始用混沌技术对传统的雷达信号处理进行新的探索。结果表明,混沌技术在雷达信号检测、目标识别及伪随机码信号的产生等领域内取得了突破性的成果。可见混沌在雷达信息处理这一领域内具有广泛而良好的应用前景。     

OFD-LFM信号体制MIMO雷达运动目标HRRP合成方法

针对OFD-LFM信号体制MIMO雷达运动目标的高分辨距离像(HRRP)合成问题展开了相关的研究工作,首先给出了OFD-LFM信号体制MIMO高分辨雷达成像的几何关系图,在此基础上,通过严格的理论推导和详细的原理论述,提出了基于相位补偿的OFD-LFM信号体制MIMO雷达运动目标的HRRP合成方法,该方法利用了OFD-LFM信号中各子载波信号之间的正交性,可有效地合成出运动目标的HRRP。此外,还进一步分析了HRRP不发生卷绕的条件。仿真结果证明了本文方法的有效性。     

基于Cyclic-Music算法MIMO雷达的DOA估计

在具有循环平稳特性的信号环境中, 传统DOA（Direction Of Arrival）估计算法精度很差,甚至失效。为此,将Cyclic-Music算法运用在MIMO（Moltiple Inpat and Multiple Output)雷达系统中,利用循环统计量理论计算接收信号间的循环相关函数,基于此构造循环互相关矩阵,并对其进行奇异值分解和谱峰搜索,从而得到信号的波达方向角。理论推导和仿真结果均表明,该方法可以有效估计具有循环平稳特性的人工信号波达方向,从有效性和精度两个方面改善了MIMO雷达的估计性能。     

MIMO雷达检测性能

为了充分利用多入多出(multiple input multipleoutput,MIMO)雷达的空间分集技术,同时使其便于设计和实现,论文基于目标的分布源模型,在Neyman-Pearson准则下研究当MIMO雷达分集路径不完全独立时的检测方法和性能,并且利用主分量分析的思想简化了检测方法。该方法通过特征值分解,从M个正交信号中提取出独立观测分量并将其加权合并。仿真结果表明:与传统雷达相比,只要存在2个以上的独立观测分量,MIMO雷达可以更有效地对抗目标RCS(radar cross section)闪烁。同时,当发射阵元间距减小为理想条件的1/4时,MIMO雷达仍然可以利用空间分集提高其检测性能。     

基于多种群分层协作遗传算法的MIMO雷达正交多相编码信号设计

正交多相编码信号具有大输出主副比和高安全性而倍受关注,利用自相关旁瓣峰值、互相关峰值、总的自相关旁瓣能量和互相关能量最小设计了MIMO雷达正交多相编码信号优化的代价函数.基于多种群协作及高层种群高效决策的思想,运用普通群体挖掘优化空间而高层种群引导种群更快的收敛到全局最优解,提出了多种群分层协作遗传算法,并将其应用于MIMO雷达正交多相编码信号设计,实现了MIMO雷达信号的距离、速度测量的同时提高分辨力,仿真结果表明了本文方法的有效性和可靠性.     

OFDM雷达信号模糊函数分析

为了解决正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号雷达波形设计的问题,推导了OFDM雷达信号的单周期模糊函数,给出了单周期模糊函数与调制码字序列的关系。讨论了多周期模糊函数,分析了其旁瓣特性,提出一种抑制OFDM信号雷达多普勒旁瓣的相参脉冲串处理方法。以Barker码作为调制码字序列,给出了仿真结果。与传统方法相比,该文的方法不需要对已调制信号进行计算,而直接由调制码字序列得到OFDM雷达信号的周期模糊特性。     

非合作源MIMO雷达的多目标定位与参数估计

研究多输入多输出(MIMO)雷达系统,在收发非合作的情况下,通过两个阶段的处理对空间多目标定位和对非合作源MIMO雷达的发射信号与衰落矩阵进行估计.第一阶段中利用加权MUSIC算法来估计目标来波的方向角(DOA),第二阶段中则利用盲分离(BSS)算法对衰落矩阵及发射信号完成估计,仿真实验结果证明了估计算法的性能.     

MIMO雷达多目标角度估计的空间平滑改进算法

针对基于阵列协方差矩阵特征分解的子空间类算法存在的问题,提出了一种基于改进空间平滑的新方法。首先介绍了"等效信源"的概念,在此基础上分析了当目标数多于发射阵元数时,一些基于子空间类算法失效的原因;从理论上推导说明了在接收阵元数足够多的情况下,本文算法可突破发射阵元数对可估计目标数的限制的机理,从而使得MIMO雷达在发射阵元数较少时能估计更多的目标。仿真结果表明:本文所提方法具有比TDS算法更好的估计性能。     

MIMO雷达目标部件旋转和振动的微多普勒效应研究

基于MIMO雷达系统,建立了单频信号体制下目标部件旋转、振动的微多普勒效应的数学模型。与传统单基雷达系统相比,当选取的观测雷达组合不同时,得到的旋转微多普勒正弦曲线的幅值、初始相位均不相同,而振动微多普勒正弦曲线的初始相位不变,只有幅值改变。仿真实验验证了理论分析的结果,从而为MIMO雷达系统的微动特征提取及目标识别提供了理论依据。     

空-时二维步进频MIMO雷达宽带信号处理研究

为实现多输入多输出(MIMO)雷达距离高分辨,提出了空时二维步进频加线性调频的发射信号模型.MI-MO雷达采用空-时二维步进频的发射信号模型,可以将宽带信号处理分为接收波束形成、脉冲压缩、发射波束形成、慢时间维信号合成4个部分.发射信号分集给系统带来更多自由度的同时,也使信号处理变得更为复杂.仿真结果表明,当发射阵列规模较大时,MIMO雷达能在一个脉冲重复周期(PRT)内实现宽带信号合成,避免了常规宽带雷达的运动补偿问题.