外辐射源雷达目标扇叶微多普勒效应实验研究

基于UHF频段外辐射源雷达系统的长期实验观测数据,重点比较研究了直升机、通航飞机、无人机、风电机组等多种目标的扇叶微动回波特征.首先,通过多径杂波抑制、主体回波去除等手段使扇叶的微动回波得以凸显.然后,详细分析了扇叶微动回波在时域、频域、时频分布图、距离-多普勒谱上的特征表现,揭示了微动特征与扇叶几何结构、运动状态等参...     

数字地面多媒体广播外辐射源雷达微多普勒效应实验

论述了利用武汉大学新近研制的多通道外辐射源雷达系统开展基于地面数字多媒体广播(digital terrestrial multimedia broadcasting,DTMB)外辐射源雷达微多普勒效应实验的研究结果。首先建立了外辐射源雷达目标微动信号模型,接着简要阐述了信号处理的主要关键技术,最后重点介绍了实验开展的情况,包括系统配置、目标微多普勒效应实验典型结果及分析,从实验上证实了利用DTMB信号实现目标微多普勒效应探测的技术可行性。     

外辐射源雷达旋转阵列校正算法

外辐射源雷达面临严重的多径干扰,但强多径信号也为阵列校正提供了优良的信号源,针对此提出了一种利用最强径信号的旋转阵列校正算法。该算法首先采用时域相关运算分离出最强径信号,然后通过旋转阵列来增加信号源和提供先验信息,接着利用比幅原理估计出阵列幅度误差,最后结合最大似然(maximum likelihood, ML)算法和最小二乘(least square, LS)算法估计出最强径信号到达角和阵列相位误差。分析了所提算法的适用条件,并推导了最强径信号到达角和阵列相位误差估计的克拉美-罗下界(Cramer-Rao lower bound, CRLB)。仿真和实测数据处理结果验证了该算法的有效性。     

外辐射源雷达参考信号提纯方法

在外辐射源雷达中,用于接收直达波信号的参考天线不仅会接收基站的直达信号,同时还会不可避免地接收到经地面建筑等反射的强多路径信号,直接利用参考天线接收的参考信号与目标回波匹配积累会产生额外的检测峰值。针对这个问题,提出了一种该场景下的外辐射雷达参考信号提纯方法。首先,将回波信号投影至参考信号的子空间中提取回波信号中的直达波信号。然后,利用此直达波信号对消参考信号中的干扰获取纯净的参考信号。最后,利用纯净的参考信号与杂波抑制后的目标回波匹配得到检测结果。计算机仿真和理论分析表明,该方法具有较好的参考信号提纯性能。     

无参考通道的外辐射源雷达参数估计

在分析外辐射源雷达中参考通道与目标回波通道信号特点的基础上,提出了在外辐射源雷达分析模型中,不使用参考通道,仅仅利用目标回波通道的数据信息,完成对目标的检测,进行时延和多普勒频率参数的提取。在对目标进行角度估计时, 为了实现多目标的参数匹配,给出了已知波形匹配算法和比幅测向的角度参数估计算法,通过仿真实验说明了所提方法的有效性。     

外辐射源雷达网络中的接收站自适应选择方法

由于带宽和能量的限制,外辐射源雷达网络在多目标跟踪过程中可能无法利用所有接收站数据,需要进行接收站的选择。基于势均衡多目标多伯努利滤波器,本文提出了一种新的接收站自适应选择方法。首先,对目标概率密度函数(probability density function, PDF)进行预测。其次,计算各接收站的理想量测,并利用该量测对预测PDF进行更新。最后,将目标数的后验期望估计及其方差分别作为目标函数,衡量不同接收站对PDF的更新质量,选择出最佳接收站。仿真实验利用多普勒频率对目标进行跟踪并在跟踪过程中完成接收站的选择,实验结果证明了所提方法的跟踪精度优于其他传统方法。     

基于波形特征的外辐射源雷达杂波抑制算法

在正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)波形外辐射源雷达系统中,相对于直达波和多径回波,目标回波的功率要微弱许多,因此多径杂波抑制是此雷达信号处理的一项关键技术。许多时域自适应滤波算法被用来抑制直达波和多径回波,但往往存在滤波器阶数过多,或计算负担过高的问题。基于OFDM波形的多载波调制特性,提出了分载波自适应滤波算法,相比于常规时域自适应滤波算法,能够有效降低滤波器阶数和计算复杂度,简单且高效。以基于OFDM调制原理的数字调幅广播外辐射源雷达为例,详细介绍了分载波递归最小二乘和分载波归一化最小均方算法的自适应滤波原理和过程,并基于仿真和实测数据分析比较了常规时域自适应滤波算法和分载波自适应滤波算法的性能差异。     

基于合作目标的外辐射源雷达发射站直接定位

外辐射源雷达利用已知位置信息的第三方发射站发射的信号作为照射源,对运动目标进行探测定位。但在实际应用中,发射站精确位置信息往往难以预先获取,给外辐射源雷达在未知环境中的快速应用带来困难。为了解决该问题,将已知轨迹的无人机作为合作目标。利用实时获取的无人机位置信息,建立了发射站位置未知时的目标直接定位模型。并进一步构建了基于目标位置的代价函数,从而实现对发射站位置的精确估计。该方法不仅可以克服常用两步定位算法中存在信息损失的不足,可达到更高的定位精度,而且利用了外辐射源雷达直达波信号,较传统直接定位方法性能更优。最后,通过仿真验证了该算法的有效性。     

全球性数字广播高频外辐射源雷达参考信号重构

外辐射源雷达通过直达波提纯来获取雷达参考信号,且参考信号的纯净程度直接决定着雷达探测性能的好坏。针对全球性数字广播（digital radio mondiale, DRM）信号的特殊结构,提出通过重构发射信号来生成雷达参考信号的方法。首先基于DRM信号调制解调理论介绍了重构算法流程,然后通过实测数据处理验证了重构性能,最后分别从模糊函数性能与杂波抑制能力两方面定量研究了解调误码率对雷达探测性能的影响。仿真与实测结果均表明,通过本文所提重构算法能够获得良好的雷达参考信号,为目标探测提供必备条件。     

基于信道多普勒特征的外辐射源雷达杂波抑制方法

利用数字广播信号的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplex,OFDM)调制特性,提出一种基于信道多普勒特征的外辐射源雷达杂波抑制方法.首先,在子载波域获取每个OFDM符号的频域信道响应值,然后将该信道响应值变换到时域,并在时域利用信道多普勒特征构造杂波子空间项,用于抑...     

基于多电视台的两种无源雷达成像算法

基于外辐射源的无源雷达成像是当前新体制雷达的研究热点,给出了利用多个电视台作为外辐射源的直接二维快速傅里叶变换成像算法和极坐标成像算法。建立了多基地无源雷达成像模型,通过理论推导得到目标散射函数和雷达接收信号之间的傅里叶变换对的关系。选取15个电视台信号作为外辐射源进行了仿真实验,分析和比较了两种算法的性能,证实了算法的可行性。     

基于非合作雷达辐射源的无源雷达技术综述

对基于非合作雷达辐射源的无源雷达技术进行了综述,介绍了该领域内的研究历史与现状。然后对非合作式双基地雷达系统基本原理进行了分析与研究,主要内容包括基本几何关系、信号能量关系、接收站的组成以及参数测量与目标定位方法。最后,对辐射源的信号分析与优化选择、系统同步、直达波参考信号的恢复、微弱目标信号的检测与参数估计以及跟踪、融合与目标识别等系统关键技术进行了分析与评述。     

Target detection using CDMA based passive bistatic radar

Recently, the code division multiple access (CDMA) waveform exists in the large area across the world. However, when using the CDMA system as the illuminator of opportunity for the passive bistatic radar (PBR), there exists interference not only from the base station used as the illuminator of opportunity but also from other base stations with the same frequency. And because in the CDMA system, the signal transmitted by each base station is different, using the direct signal of one base station can not cancel the interference from other base stations. A CDMA-based PBR using an 8-element linear array antenna as both the reference antenna and surveillance antenna is introduced. To deal with the interference in this PBR system, an adaptive temporal cancellation algorithm is used to remove the interference from the base station used as the illuminator of opportunity firstly. And then a robust adaptive beamformer is used to suppress the interference from other base stations. Finally, the preliminary experiment results demonstrate the feasibility of using CDMA signals as a radar waveform.     

基于压缩感知的稀疏无源雷达成像

当窄带外辐射源数目稀少且空间分布不均匀时,通常会在无源雷达成像中产生稀疏的无规则空间谱填充,使得传统快速逆傅里叶方法(inverse fast Fourier transform, IFFT)或极坐标方法难以获得良好的目标成像效果。针对这种空间谱填充的稀疏性和非均匀性,利用压缩感知理论在处理稀疏随机采样信号重构问题上的优势,提出了稀疏无源雷达成像方法。同时通过构造传感矩阵的互相关和积累相关函数,对目标图像的可重构性进行了分析。理论分析和仿真结果表明,对具有稀疏随机空间谱特点的无源雷达成像,本文提出的成像方法是有效的。     

基于民用照射源的被动雷达信号分析与处理

首先介绍基于民用照射源的被动雷达应用概况,给出了系统配置示意图,分析了调频广播信号作为雷达照射源的模糊函数和目标检测的二维相关算法。针对运算量巨大的问题,重点介绍了改进的二维相关算法,减少了运算量。简单介绍基于流水线结构的多DSP信号处理机,以实时完成信号检测与估计任务。     

利用阵列天线的CDMA辐射源雷达目标检测方法

针对码分多址（code division multiple access, CDMA）移动通信网中,一个区域内存在多个CDMA基站以同样的频率发射不同的信号,一般很难确定多个基站的能量强弱和方向,提出一种利用阵列天线的CDMA辐射源雷达目标检测方法。利用级联相消消除各个基站的干扰。首先,通过导频搜索确认每一阶段当前具有最强能量的基站,并给出一种精确测量该基站方向的方法;然后,消去各个天线阵子接收到的该基站干扰,再依次循环进行,将各个基站干扰按能量从大到小依次消除,直到干扰充分消除;最后,进行波束扫描和距离多普勒相关以检测目标。计算机仿真验证了该目标检测方法的有效性。