基于阻塞滤波器的抗主瓣干扰方法

当干扰从雷达的主瓣方向进入时,传统的自适应旁瓣相消算法会导致波束变形、主瓣指向偏移等问题。为了克服传统抗干扰方法遇到的问题,提出了基于相位编码的抗干扰方法,根据发射信号的特性设计出匹配滤波和阻塞滤波器,将接收到的回波信号分别通过两滤波器得到两路信号,然后利用旁瓣对消算法将辅路的干扰滤除。这种方法会导致目标所在多普勒单元的距离旁瓣升高,为了进一步降低目标信号所在多普勒单元的距离旁瓣,提出了将目标所在距离 多普勒频率单元去除后,再进行旁瓣对消的方法。通过仿真表明,本文提出的算法能有效抑制从主瓣进入的干扰,且目标所在的多普勒单元的距离旁瓣有所降低。     

短脉冲非相参雷达的逆合成孔径成像及其稀疏恢复成像技术

短脉冲非相参雷达(NCSP)的辐射源输出微波脉冲持续时间短,针对于高速运动目标而言,其脉冲持续时间内的目标运动可忽略不计,对回波信号不需进行专门的脉冲内运动补偿。为了利用短脉冲非相参雷达信号进行逆合成孔径雷达成像,该文应用补偿相参处理的方法,去除辐射信号包络时间不确定性和初始相位的不确定性影响,在常规方法进行包络对齐和初相补偿后可利用距离-多普勒(RD)方法进行逆合成孔径雷达成像,仿真验证了补偿后信号成像的可行性。然而,短脉冲非相参雷达的载频随机抖动的因素会导致距离-多普勒成像结果在多普勒维度产生随机调制的旁瓣,影响成像的质量。利用稀疏恢复技术,在成像空间中对目标的散射中心进行稀疏重构,利用正交匹配追踪(OMP)算法和稀疏贝叶斯学习(SBL)算法进行成像,从而实现了抑制非相参因素引起的成像旁瓣,改进了成像质量,通过仿真验证了方法可行性。     

基于距离-慢时间匹配滤波和复值反投影的快速旋转目标三维成像算法

本文针对快速旋转目标的三维成像问题,首先,建立雷达目标成像的几何模型,推导了快速旋转目标的距离-慢时间域回波信号的解析表示;其次,提出了基于匹配滤波和复值反投影的三维成像算法。该算法首先构造距离-慢时间域匹配滤波器,对滤波器参数即旋转目标的半径方向取值进行搜索,综合各参数取值处的匹配滤波结果,通过设置阈值获得目标三维位置;同时,考虑目标散射点存在遮挡、散射系数变化及低信噪比的复杂情况,匹配滤波结果将存在失配导致的目标位置展宽及虚假散射点,利用复值反投影方法消除失配影响,重建准确的目标三维像;再次,对匹配滤波的成像分辨能力进行了分析,从而确定了该算法对目标的旋转轴、半径及初始相位的分辨率和匹配滤波的参数搜索步长;最后,分别对理想及复杂情况下的目标成像进行了仿真并对比分析了匹配滤波和本文算法的成像结果,仿真结果证明了本文算法的有效性。      

恒增益处理损失的最佳编码旁瓣抑制滤波器

雷达距离/时间旁瓣抑制滤波器的设计通常以旁瓣电平最低为设计目标,未考虑增益处理损失的控制,在某些情况下会导致输出信噪比损失过大,影响弱信号的检测.本文研究增益处理损失任意给定条件下的旁瓣抑制滤波器的设计,并以巴克码为例具体设计了恒增益处理损失的最佳积累旁瓣电平滤波器和最佳峰值旁瓣电平滤波器.     

起始波长误差对合成孔径激光雷达成像的影响

合成孔径激光雷达采用的可调谐激光器通常不够 稳定,导致存在起始波长误差。本文研究可调谐激光器起始 波长误差对合成孔径激光雷达成像的影响。建立了具有起始波长误差的可调谐激光器输出信 号经合成孔径激光雷达 系统后的成像模型,利用Matlab进行模拟仿真,详细讨论了起始波长误差对合成孔径激光 雷达在方位向和距离向成 像的影响。结果表明,起始波长误差对合成孔径图像的距离向分辨率没有影响,但是恶化了 方位向成像质量。起始 波长误差对方位向成像的主瓣强度影响不大,主要影响了点目标的旁瓣从而造成方位向成像 质量恶化。起始波长误差在(0,2λ_c)和(0,λ_c)内服从均匀分 布时主瓣宽度分别约为理想情况下的2倍和1.5倍;起始波长误差在(0,0．1λ_c) 内服从均匀分布时,对主瓣宽度的影响可以忽略,对旁瓣仍有较明显的影响;起始波 长误差在(0,0．02λ_c)内服从均匀分布时,对旁瓣的影响可以忽略。可调谐激光 器起始波长为1550nm时,起始波 长误差控制在0.02个波长,方位向成像的质量比较高。对起始波长误 差恶化方位向分辨率的本质进 行了探讨,得出起始波长 误差恶化方位向分辨率的本质是导致了多普勒频率的非线性。     

匹配滤波和去斜率脉压方法性能分析与比较

匹配滤波与去斜率脉压是宽带成像雷达常用的两种处理方法,理论上具有同样的距离分辨率,但在实际应用中由于调频非线性、幅相失真和混频器噪声等非理想因素的影响,两者性能存在差异。本文首先介绍了两种方法的原理,提出了对非理想因素导致的系统失真进行周期性分量和非周期性分量的分解方法,仿真结果表明匹配滤波方法在旁瓣抑制、距离分辨率和信噪比等性能上都优于去斜率脉压方法,通过数字滤波对幅相失真进行补偿后,可进一步提高匹配滤波脉压方法的性能,最后通过实测数据验证了分析方法及结论的正确性。本文结论可用于指导宽带成像雷达系统设计。      

逆合成孔径雷达成像中散射点走动的校正

距离－多普勒算法是ＩＳＡＲ最常用的成像方法,它将目标上的散射点按其距离的和多普勒的二维分布形成的目标图像,为了得到较高的多普勒分辨率,成像的观测期间目标必须有一定的转角,即存在散射点走动,在分辨率要求较高的场合则会发生越分辨单元走动（ＭＴＲＣ）,从而使成像点扩展函数扩散,分辨率下降,本文研究了散射点走动问题,并提出了一种简单而有效的校正方法,计算机仿真和转台数据的校正结果表明,成像质量得到明显改善     

一种设计组合巴克码脉冲压缩旁瓣抑制滤波器的新方法

在对组合巴克码距离旁瓣分布特性进行分析的基础上,提出了一种可由计算机软件实现的组合巴克码旁瓣抑制滤波器实现方法,并对该滤波器中与通常巴克码旁瓣抑制滤波器设计时的异同进行了论述.最后,以65位组合巴克码为例,设计出了滤波器,证明这一方法的可行性.     

逆合成孔径雷达成像中散射点走动的校正

距离-多普勒算法是ISAR最常用的成像方法,它将目标上的散射点按其距离和多普勒的二维分布形成目标图像。为了得到较高的多普勒分辨率,成像的观测期间目标必须有一定的转角,即存在散射点走动,在分辨率要求较高的场合则会发生越分辨单元走动(MTRC),从而使成像点扩展函数扩散,分辨率下降。本文研究了散射点走动问题,并提出了一种简单而有效的校正方法。计算机仿真和转台数据的校正结果表明,成像质量得到明显改善。     

调频连续波SAR距离—多普勒成像算法研究

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)是一种新体制成像雷达,具有体积小、重量轻、分辨率高、功耗低和低截获等一系列优点。通过理论推导,详细介绍了FMCW SAR在不同成像条件下的去调频信号模型,并在此模型的基础上推导分析了距离—多普勒(Range-Doppler,RD)成像算法的流程,给出了精确成像所需的方位向匹配滤波器。通过仿真对算法的正确性和可行性进行了验证。     

伪码调相连续波雷达模糊函数推导及仿真分析

分析了伪码调相连续波雷达的性能,研究了伪码调相连续波雷达的工作原理,重点推导了伪码调相连续波雷达的模糊甬数,进行了计算机仿真,并从13位Barker码调相信号仿真网和63位m序列调相信号仿真图的对比中得出了长码是伪码调相连续波雷达的最佳选择,而且为了实现更好的测距和测速的性能,必须在回波信号处理中加入旁瓣抑制电路,或选...     

巴克码信号处理的计算机仿真

巴克码信号是二相编码信号的一种,在PD雷达中得到了广泛应用。对巴克码信号进行匹配滤波处理可使输出信噪比达到最大。介绍了匹配滤波器的设计原理,给出白噪声匹配滤波器的传递函数模型。在Matlab/Simulink平台上,建立雷达发射信号为巴克码信号时匹配滤波器的仿真模型。计算机仿真表明,巴克码信号经匹配滤波器后脉冲宽度被压缩,信噪比得到了显著提高。该滤波器的脉冲压缩功能,解决了一般脉冲雷达通过增加脉冲宽提高作用距离与距离分辨力下降的矛盾。     

FMCW毫米波雷达中频滤波器的研究

针对寄生调幅是影响FMCW毫米波雷达作用距离的重要因素,讨论了中频滤波器在FMCW毫米波雷达系统中的作用,研究了滤波器性能与雷达作用距离的关系,根据分析表明,对中频滤滤器进行了CAD优化,提高了雷达的作用距离。     

基于DSP Builder的巴克码检出设计及FPGA实现

巴克码是最常用的帧同步码组。为了实现巴克码组的有效检出,利用DSP Builder设计了一种新的13位巴克码识别器电路。在Matlab/Simulink中对设计的电路进行了纯数字仿真,然后将设计的系统载入到FPGA芯片中,运用硬件在回路仿真技术进行半实物仿真。结果表明,基于DSP Builder设计的巴克码检出电路简单易行、稳定可靠,达到了预期的要求。     

Time-delay estimation of multiple targets with wavelet based phase-only matched filter

As a well-known variation of the conventional matched filter (MF), the phase-only matched filter (POMF) shows superior range resolution over the MF and thus is widely used in image and radar signal processing. However, performance of the POMF degrades considerably if the input signal-to-noise ratio falls below a certain threshold value. In this paper, a novel time-delay estimator, wavelet based phase-only matched filter (WPOMF) is proposed to provide accurate time-delay estimation for narrow-band radar systems in the presence of multiple targets and high-level noise. Both the theoretical analysis and simulation results illustrate that the proposed method yields superior performance in terms of the estimation accuracy of multiple targets over the conventional or modified MF based time-delay estimators. The simulation results also illustrate that the proposed method has a low computational cost and low SNR threshold close to the estimation accuracy of the maximum-likelihood method.     

基于单通道MIMO雷达的毫米波安检成像

毫米波多入多出（MIMO）雷达是一种前沿的安检成像技术。然而,由于采用了大量的发射/接收通道,MIMO雷达的成本和复杂度大大高于传统的单通道雷达。为了研制低成本、低复杂度的毫米波MIMO安检成像雷达,引入了双重码分复用技术。该方法可通过单发射/接收通道实现与传统多通道MIMO雷达相似的成像性能,对安检成像领域的发展和应用具有重要意义。此外,设计了基于失配滤波器理论的解复用码,其可在干扰条件下实现最大码分集增益。进行了仿真与实验以验证所提出方法的正确性与有效性,得到了满意的结果。     

随机相位编码在多普勒天气雷达中的应用

利用多普勒天气雷达观测中小尺度强对流天气系统时,为了避免产生速度模糊,往往需要采用比较高的重复频率,这时远距离回波就会产生折叠,且与正常回波混叠在一起,使数据质量大为下降。文中介绍了距离折叠产生的机制,阐述了使用随机相位编码退距离折叠的原理,并结合某型X波段多普勒天气雷达对该技术进行了成功的应用。实际探测结果表明,使用随机相位编码技术可以有效解决多普勒天气雷达的距离折叠问题,但也会在一定程度上使真实回波有所减弱,并消去边缘的弱回波。     

改进遗传算法优化MIMO稀布阵列

为了解决多输入多输出(MIMO)天线阵列由于阵元间隔过大造成的阵列方向图出现栅瓣,在雷达回波成像时出现影响目标识别的虚假目标的问题,提出了一种改进的遗传算法对阵列排布进行优化。在传统标准遗传算法上进行改进,用多个矩阵组合表示MIMO阵列,针对在矩形平面随机分布的稀疏阵列的方向图旁瓣问题进行优化设计,并采用基于Logistic混沌序列的方法产生种群扰动,避免优化过程进入局部最优状态。通过实例对比22发射天线22接收天线的均匀规则排布MIMO阵列和经改进遗传算法优化的稀布MIMO阵列,结果表明,改进遗传算法可以有效解决规则排布阵列方向图中出现的栅瓣,并且降低方向图旁瓣,提高雷达成像性能。该优化算法变量可控,具有很强的实用性,为MIMO雷达的阵列排布提供了解决方法。     

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。