多载频MIMO雷达解速度模糊及综合处理方法

多载频MIMO雷达采用稀布阵发射多载频FMCW信号,阵列接收目标回波。该文分析了多载频MIMO雷达的信号模型,提出了一种解速度模糊的新方法,该方法不需发射多重频信号,利用各发射通道模糊多普勒频率获得目标真实速度的最小二乘解。还提出了一种新的发射接收综合处理方法,该方法将积累后每个距离单元等分成Nn份,并用相参积累结果对其加权,在抑制距离栅瓣的同时充分利用了收发阵列孔径。最后讨论了多载频MIMO雷达的参数选取问题。仿真结果表明了该文方法的有效性。     

多载频MIMO雷达的一种新的信号处理方法

多载频MIMO雷达(Multi-Carrier MIMO radar)是指利用频率分集和空间分集的方法来实现发射信号正交的具有多个发射和多个接收天线的雷达系统,该文研究了该体制雷达基于Dechirp处理实现距离高分辨的方法,分析了IFFT相参合成法以及伪峰产生原因,提出了一种新的处理方法空域合成带宽法,它将空域分散发射的多载频LFM信号,先做Dechirp处理,然后再将通道分离后的各路信号顺序时移拼接合成一个大带宽的LFM信号,最后再对合成后的信号做IFFT处理以获得高分辨距离信息。它实现简单,能够在不增加运算量的条件下有效的抑制伪峰,并受目标运动影响小,计算机仿真验证了这些结论。     

一种多载频MIMO雷达高速运动目标多维参数估计方法

 多载频MIMO雷达中,高速运动目标回波信号经通道分离后各通道的距离和多普勒频率均不在同一分辨单元,无法利用传统的超分辨算法对目标距离、角度等参数进行估计.本文根据目标回波特点提出一种基于级联Keystone变换的高速运动目标参数估计方法.该方法先在快时间维利用Keystone变换校正距离走动,再在慢时间维进行Keystone变换校正多普勒走动,最后用MUSIC算法进行距离、方位和俯仰等参数估计.仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性.     

双基地多载频FMCW雷达目标加速度和速度估计方法

双基地多载频FMCW雷达采用稀布阵发射多载频FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)信号,阵列接收目标回波。受速度和加速度的调制,机动目标回波多普勒频谱展宽,导致雷达检测性能下降。该文分析了双基地多载频FMCW雷达的信号模型,提出将多项相位变换和相位差法结合来实现目标加速度和速度高精度估计的方法。分析了该方法在不同数据分段情况下的性能。仿真结果表明,该方法能够以较小的运算量对目标加速度和速度进行高精度估计。     

毫米波FMCW MIMO雷达三维点云成像方法

毫米波FMCW MIMO雷达的三维点云成像在自动驾驶、智慧交通、工业和安防等领域的三维环境感知因其独特的优势而受到广泛关注。本文在现有处理框架下提出一种结合渐近最小方差稀疏迭代（SAMV）的高分辨点云成像方法。该方法首先对差拍信号做一维快速傅里叶变换（FFT）获得高分辨距离像,然后对每一个距离单元采用SAMV算法来估计方位角网格和俯仰角网格的功率,最后结合CASO-CFAR检测算法,得到探测区域内目标高分辨的距离、方位角和俯仰角三维信息。仿真和实验结果表明,相比现有结合Capon测角的方法,该方法能在相同雷达条件下角分辨率提高2倍,实现了毫米波雷达高分辨的三维成像。     

多载频MIMO雷达的空时超分辨算法

该文建立了多载频MIMO (Multi-Carrier-Frequency MCF-MIMO) 雷达的信号模型,指出信号预处理后在接收端形成一个阵元数为NtNr的等效阵列(Nt, Nr分别为发射和接收阵元数),推导出窄带情况下导向矢量是发射和接收导向矢量的kronecker积,并针对该特点提出了采用空时2维MUSIC方法来实现距离和角度的超分辨,从而提高在多目标环境中目标距离以及角度的估计精度。推导了距离和角度估计的Cramer-Rao界,并仿真研究了估计性能与信噪比、快拍数和波达方向的关系,最后给出了面阵情况下3维空时超分辨的仿真结果,验证了该算法在面阵多维情况下的有效性。     

一种车载毫米波FMCW MIMO雷达快速成像方法

针对车载毫米波FMCW MIMO雷达现有的常规波束形成算法的旁瓣效应造成的方位向分辨率低以及高分辨算法的工程实时性低的问题,提出了一种迭代自适应算法（IAA）高分辨成像的快速实现方法。该方法首先利用快速傅里叶变换（FFT）获取目标一维距离像,然后对每一距离单元利用FFT算子和Gohberg-Semencul（GS）因子分解计算迭代自适应算法（IAA）的数据协方差矩阵和其逆矩阵,利用快速Toeplitz矩阵向量乘法计算IAA迭代值,从整体上提升了IAA估计各角度散射系数的实时性。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

双基地多载频MIMO雷达的同步误差提取方法研究

研究了双基地多载频MIMO雷达中由ADC采样引起的同步误差的3种提取方法。首先建立了同步误差的信号模型,仿真分析了同步误差对测距以及测角的影响,并将其归结为高精度频率估计问题。频谱连续细化法在较小范围内利用连续傅里叶变换来获得高精度的频率估计,既可以降低运算量又能获得较高的频域分辨率;自相关函数法通过对通道分离并补偿阵列延时差后的直达波信号的自相关函数做反正切运算求得同步误差值;MUSIC法首先构造时间同步误差的导向矢量,并利用其向噪声子空间投影,通过搜索空间谱的最大值来得到同步误差值。最后仿真比较了3种方法的性能,结果表明在低信噪比时可采用运算量较大的MUSIC法以取得较好的性能,而在信噪比较高时可采用运算量较小的自相关函数法或者频谱细化法以获得较快的处理速度。     

集中式MIMO雷达研究综述

多输入多输出(MIMO)雷达作为一种新体制雷达,利用其发射波形分集的特点,在目标检测、参数估计、射频隐身及抗干扰等诸多方面展现出了突出的性能,经过学者们近20年的深入研究,基于正交波形的MIMO雷达相关理论日臻完善,并在汽车辅助驾驶、安全防卫等领域得到广泛应用。近年来,随着电磁环境感知及知识辅助等概念的引入,基于波形优化的MIMO雷达主动抗干扰、射频隐身、以及探测-通信一体化等技术受到学者们的关注并得到深入研究。该文力图对学者们近20年来围绕MIMO雷达的研究工作进行归纳与综述,内容主要包括:正交波形MIMO雷达原理、目标探测性能分析、典型应用;正交波形MIMO雷达波形设计与特点;基于知识的认知MIMO波形设计与算法;基于MIMO的探测-通信一体化波形设计与算法;MIMO雷达信号处理、数据处理及资源管理。论文最后对MIMO雷达在机载应用中的空时处理(STAP)、MIMO雷达在成像中的信号处理、以及基于时分多波形分集的线性调频毫米波MIMO雷达信号处理等进行了讨论。      

基于2DPSK 的多载频雷达组网系统

利用现有雷达平台设计了一种基于二进制差分相移键控（2DPSK ）的多载频雷达组网系统,对编队内各部雷达分配对应的频率资源,将雷达组网数据进行2DPSK调制后上变频至对应的载频发送,在各雷达接收端进行解调接收,以实现雷达数据的有效传输。仿真及试验结果表明：采用2DPSK调制解调方法能有效实现组网数据的可靠传输,具有一定的抗干扰能力。     

机动式双基地地波OTH雷达的若干关键技术研究

高频地波超视距(OTH)雷达在海上具有超视距空海探测能力，同时还具有反隐身、抗反辐射导弹等特点，目前地波超视距雷达正朝舰载和双／多基地组网方向发展。从舰载地波超视距雷达、稀布阵综合脉冲孔径雷达和双／多基地雷达的基本原理出发，对机动式双基地地波超视距雷达的多项关键技术进行了研究，并指出了未来的技术发展方向。     

调频连续波雷达灵敏度频率控制技术

提出了调频连续波（ＦＭＣＷ）雷达灵敏度频率控制（ＳＥＣ）技术这一新概念，论述了ＳＦＣ电路的基本原理，并结合毫米波ＬＦＭＣＷ场面监视雷达的要求介绍了ＳＦＣ电路的设计思想，给出了试验结果。     

数字化雷达及其发展

数字化雷达具有传统雷达不可比拟的优越性能,能够满足现代战争对信息获取与探测装备的需求,日益成为雷达发展的主流。文中对数字化雷达及其研究进展进行了评述,主要分析了数字化雷达的特点、关键技术和研究进展,并对数字化雷达的应用前景进行了展望,提出了数字化雷达未来发展的建议。     

MIMO雷达正交频分非线性调频波形设计

正交波形是多输入多输出雷达应用最广泛的波形,评价波形正交性好坏的重要指标是波形的自相关和互相关性能。针对正交频分线性调频信号的自相关存在主副比低且加窗抑制旁瓣会带来主瓣展宽和失配损失的问题,本文提出了正交频分非线性调频信号的模型和设计方法。仿真分析证明了该种波形比正交线性调频信号具有更好的相关性能。     

基于MIMO雷达信号模型的天线方向图研究

针对多输入多输出(MIMO)雷达的信号模型,对比了多种不同类型雷达的天线方向图。首先,建立了MIMO雷达的发射-接收信号模型,推导了波束形成方法,获得了模型的天线方向图;然后,分析并对比了MIMO雷达、相控阵雷达和合成孔径雷达的天线方向图;最后,结合仿真试验,总结了不同类型雷达的天线方向图的特点。     

MIMO雷达近场成像校准与互耦合补偿方法

毫米波频段的合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）因拥有良好的方位向分辨率而受到广泛关注,同时在发射端和接收端采用多根天线多输入多输出（Multiple?Input Multiple?Output, MIMO）的方式可以极大提高信道容量。然而MIMO?SAR图像重建计算较为复杂,且多个通道间幅相不一致和相互耦合容易导致图像出现伪影,严重影响成图质量。基于此,本文对引入非均匀快速傅里叶变换（Nonuniform Fast Fourier Transform, NUFFT）简化的距离迁移算法（Range Migration Algorithm, RMA）成像算法进行了研究;在分析扫描架运动抖动对相位影响的基础上,探究了通过照射金属反射面的MIMO阵列校准方法,实现了192个通道的同时校准;并搭建了毫米波SAR系统实验平台,对伪影消除、成像分辨率等开展了验证实验。实验结果实现了图像重构,成像分辨率达到了2 mm,完成200 mm×200 mm孔径扫描时间缩短至120 s。     

微波综合脉冲孔径雷达技术

低截获概率雷达是现代雷达的一个重要方向发展，但要实现低截获概率雷达的广泛应用尚需较长的时间。综合脉冲孔径雷达在低截获、抗反辐射导弹和抗干扰等性能上具有明显的优势，其基本原理和技术体制已经在米波频段得到了充分的验证，文中将综合脉冲孔径技术应用于微波频段，对微波综合脉冲孔径雷达的主要技术难点和主要性能进行了分析，研究表明其总体性能优于目前正在大力发展中的二维有源相控阵雷达，微波综合脉冲孔径雷达应该得到更广泛的关注和应用。     

基于24 GHz FMCW 雷达的二维近场成像系统

为进行隐藏危险金属制品的安检,文中提出了一种24 GHz 低成本毫米波成像系统。该系统采用低成 本24 GHz 商用调频连续波(FMCW)雷达作为扫描源,在方位角和仰角上合成大孔径,使用二维十字扫描平台,经 FMCW 雷达信号处理以及合成孔径雷达(SAR)处理使隐藏物体成像。低成本的射频外设只提供了一路中频实信号 供ADC 采样量化,在图像重建中,文中提出将单路ADC 采样量化后的中频数字信号通过希尔伯特变换成复信号,对 复信号加布莱克曼窗优化频谱,再对信号序列补零以减小频域栅栏效应,后采用空间匹配滤波器补偿相位偏差,通 过FMCW 雷达近场成像原理对目标成像。改进后的算法适用于低成本的雷达前端系统,只需一路ADC 采集的中频 数字信号即可使成像系统达到理论的合成孔径成像分辨率。