切趾滤波旁瓣抑制技术在合成孔径雷达中的应用

线性调频SAR回波信号经过二维匹配滤波,所得到二维像具有较高的旁瓣电平,虽然通过幅度加权处理可以降低旁瓣电平,但是主瓣的分辨率会降低。该文针对这一问题,探讨了应用切趾滤波技术来抑制线性调频SAR图像的旁瓣电平的优点,并给出了具体的实现步骤。理论分析和仿真表明,在获得相同的峰值旁瓣电平下,与幅度加权旁瓣技术相比,切趾滤波技术可以保持原SAR图像的分辨率。最后,多目标SAR图像的仿真结果验证了切趾滤波技术的优越性。     

基于NLFM的超低旁瓣脉冲压缩方法研究

在新型的天气雷达中,由于地面杂波反射强度能达到30~55dB,为了测量雨水强度,要求旁瓣电平小于60dB。相对于线性调频信号通过幅度加权得到低旁瓣输出,非线性调频信号(NLFM)无需加权就可以得到很低的主副瓣比,因此没有加权引起的信噪比损失和主瓣展宽等问题。但是对非线性调频信号直接匹配滤波只能获得-40dB左右的主副瓣比,无法满足天气雷达实际应用的需要,因此文中提出一种基于非线性调频信号的改进设计方法,仿真结果表明,该方法可以有效降低旁瓣电平,获得-73dB的主副瓣比,但也会引入一定的信噪比(SNR)损失。     

一种线性调频信号超低旁瓣脉冲压缩方法

雷达脉冲压缩希望具有超低距离旁瓣的特征,线性调频信号采用加窗方式可达到约-35 dB的距离旁瓣电平。基于超低旁瓣电平信号设计方法,在不考虑信噪比损失条件下,提出了一种新的超低旁瓣的脉冲压缩方法,基本思想是针对给定线性调频信号,频率滤波权值采用超低频旁瓣频域信号与线性调频信号频域的比值,可以将接收端旁瓣电平输出最低到-120 dB。同时,从理论上和数值结果中分析了信噪比损失、延迟敏感性等问题。     

混沌调频雷达成像仿真

混沌调频信号类似随机信号,具有较强的抗干扰性能(ECCM)。为了提高成像雷达的抗干扰性能,该文把混沌调频信号用于成像雷达系统,使用n-Way Bernoulli映射产生混沌序列,用该混沌序列进行频率调制得到的信号具有良好的自相关特性,不但可以获得高分辨率雷达图像,还使雷达波形难于辨识。该文分析了信号模型,对点目标进行了仿真,分析了脉冲压缩波形的旁瓣特性。结果表明,混沌调频信号用于成像雷达系统可获得比较理想的点目标图像,在成像雷达系统中有良好的应用前景。     

基于GASA算法和调频函数的NLFM波形设计

与线性调频信号相比,非线性调频信号无需加权就可以获得很低的距离旁瓣,而且没有信噪比损失,在脉压雷达中得到广泛的应用。一般地,设计非线性调频信号都采用基于相位逗留原理的窗函数法,但是设计的波形有很高的距离旁瓣。在分析了窗函数法设计非线性调频信号的基础上,根据一种新的调频函数数学模型,提出了一种用GASA算法来产生非线性调频信号的新方法,并给出了仿真实例,仿真验证了该算法的有效性。通过该方法获得了脉压后低副瓣的非线性调频信号,可以提高脉冲压缩性能。     

基于切趾滤波的线性调频步进信号栅瓣抑制方法

 在线性调频步进信号中,相邻子脉冲间的频谱重叠将导致脉冲压缩后出现较强的栅瓣,弱小目标可能被强目标的栅瓣所遮掩。为此,该文通过分析线性调频步进信号自相关函数的组成,提出一种新的对子脉冲加权后信号进行切趾滤波的栅瓣抑制方法。通过对子脉冲频谱采用不同的窗函数加权,改变子脉冲信号自相关函数旁瓣符号,进而改变调频步进信号栅瓣位置处的符号,通过多组不同加权结果的对比,利用切趾滤波的思想实现栅瓣的识别与抑制。数值仿真和实际图像处理证实了该方法的有效性。     

谱修正旁瓣抑制技术的研究与应用

小时宽带宽积脉冲压缩信号经加权后,主副比仍不能满足实际雷达工作需求。采用谱修正技术对线性调频信号和非线性调频信号进行旁瓣抑制,并与直接匹配滤波和频域加权的方法进行对比。仿真结果显示,该方法能够使脉冲压缩的主旁瓣比提高,且主瓣展宽和信噪比损失较小。实测数据表明该方法可有效应用于工程实践。     

连续混沌调频雷达信号分析

该文给出了连续混沌调频信号(CCFMS)的数学表达式,理论推导了CCFMS的自相关函数和均方根带宽。结果表明CCFMS自相关函数的旁瓣抑制性能优异;其均方根带宽与调频指数、混沌信号的均方根成正比。仿真计算了典型混沌产生的CCFMS性能,进一步证明了CCFMS具有较高的时间峰值旁瓣比、平坦的功率谱形状、近似图钉型的模糊函数和与正弦发射信号相同的峰均功率比。分析了CCFMS雷达的抗噪声干扰性能,与线性调频信号雷达相比,信干比改善因子提高约5.5 dB。     

毫米波雷达直升机旋翼回波匹配滤波研究

针对低重频毫米波雷达直升机旋翼回波信号检测中旋翼回波信噪比低的问题,本文采用发射大时宽带宽的线性调频信号,接收匹配滤波处理以增加旋翼回波信号的信噪比,并推导了线性调频旋翼回波模型。由于旋翼旋转对雷达回波产生调幅效应,使其对线性调频匹配滤波器失配,造成信噪比的下降。本文利用匹配滤波的概念,用旋翼匹配滤波器组近似达到了旋翼匹配滤波的性能,提高后端旋翼回波检测的信噪比。     

基于滑窗滤波器的LFM-BC雷达脉冲压缩信号旁瓣抑制

研究了一种由线性调频与二相码组合而成的雷达脉冲压缩信号,给出了这类信号的表达式。文中提出了5点滑窗法线性调频旁瓣抑制滤波器,同时,针对LFM-BC雷达信号旁瓣抑制中需要进行双加权的问题,设计了一种基于5点滑窗法的旁瓣抑制加权网络。仿真实验证明,这种新的旁瓣抑制方法可以完成LFM-BC雷达信号的旁瓣抑制,同时降低了LFM-BC雷达信号脉压系统中加权滤波网络设计的复杂性。     

单脉冲脉内互补低距离旁瓣雷达波形设计

雷达脉冲压缩的距离旁瓣较高将会导致遮蔽效应的产生,已有的低旁瓣波形设计都是基于全脉冲相关进行处理。本文利用波形组合的方法进行波形设计,基于单脉冲脉内分段脉压信号处理方式和互补码自相关求和零旁瓣特征相结合,利用频域正交设计,将两个或多个互补序列调制至不同频点以子脉冲的形式分段合并为恒模单脉冲雷达波形。仿真试验表明,本文设计的单脉冲脉内互补低旁瓣波形脉压后的峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平较低,分段脉压结合互补码零旁瓣特征的信号处理方式虽然会导致0.89 dB左右的信号处理增益损失和主瓣展宽,但却能够突破部分相位编码信号的峰值旁瓣电平下限。强弱目标场景仿真表明,与线性调频信号相比,本文提出的雷达波形不会导致强目标的副瓣对弱目标的遮掩。恒虚警检测仿真表明,在剔除强目标峰值后,本文所提波形对弱目标的检测概率要优于传统的线性调频信号。     

基于去斜滤波与稀疏恢复的探干一体化系统直达波抑制技术

探测干扰一体化系统通过波形一体化设计,利用无典型雷达信号特征的干扰信号进行探测,共享波形、频率、时间、孔径等资源,极大提升了系统资源的综合利用率。然而,为实现有效干扰,探测干扰一体化波形在频段上会与对方雷达信号有所重叠,一体化设备探测回波会受到由对方雷达发射信号带来的强直达波影响,造成探测性能的严重恶化。本文考虑探干一体化系统与线性调频雷达对抗的场景,提出了两种直达波抑制算法（去斜频域滤波与稀疏恢复）。在第一种算法中,通过分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform,FRFT）估计对方线性调频直达波调频斜率,构造回波去斜函数,将直达波分量变换为点频信号后通过频率滤波进行滤除。在第二种算法中,以去斜滤波方法作为预处理步骤,针对直达波功率强时去斜滤波带来的回波能量损失问题,利用稀疏恢复的方法恢复损失信号,进一步提升了探干一体化系统的探测能力。通过仿真和实测结果验证了算法可行性。     

分数阶Fourier变换对LFM信号的特征参数估计能力仿真评估

将分数阶傅里叶变换（FrFT）对线性调频（LFM）信号处理方法应用到雷达侦察信号分选与参数估计中,研究FrFT对LFM信号在低信噪比下的检测与参数估计能力。设定了雷达侦察信号背景,制定了仿真验证流程,考察了FrFT对LFM信号的调频率和中心频率的估计能力,对比了不同信噪比下的参数估计运算时间。仿真结果验证了该算法可以完成低信噪比条件下雷达侦察LFM信号特征参数的估计。     

一种新的低旁瓣LFM噪声雷达波形设计方法

针对LFM噪声雷达波形旁瓣功率水平高的问题,该文将低旁瓣波形设计方法和LFM噪声雷达波形设计方法相结合,提出一种新的低旁瓣LFM噪声雷达波形设计方法。该方法首先建立低旁瓣LFM噪声雷达波形设计目标函数,将确定性二次相位和随机相位的组合关系转化为优化问题的约束条件,然后通过该文提出的修正循环算法(MCAN)迭代求解,使得设计的恒模LFM噪声波形同时具有低旁瓣和高多普勒容忍性。最后,仿真结果表明该算法能够降低波形模糊函数的距离-多普勒2维旁瓣,对静止目标和运动目标均能够起到较好的效果,且保证了波形的低截获概率性能。     

基于线性调频时宽的MIMO雷达正交波形设计

线性调频(LFM)信号是一种被广泛应用的大时宽带宽积信号,利用LFM信号的多样性可设计多输入多输出(MIMO)雷达的正交波形。该文针对现有波形相关函数存在的问题,以理论分析为基础,提出一种基于LFM时宽的发射波形,并给出了一种相应的正交波形设计方法。该方法以峰值旁瓣电平为准则,利用序列二次规划对各子脉冲LFM信号的时宽进行优化设计。仿真结果表明,与现有方法相比,所设计波形具有较低的自相关旁瓣电平和互相关电平。此外,通过数值实验分析了相关性能随波形个数及子脉冲个数的变化关系。     

基于混沌调频信号的超宽带穿墙SAR成像

混沌调频信号具有良好的自相关特性,又类似随机信号,具有较强的抗干扰性能。该文将基于Bernoulli映射的混沌调频信号用于超宽带穿墙雷达成像,建立了信号模型,分析了混沌调频穿墙雷达系统的目标检测性能,分辨能力和抗墙壁多径干扰能力,并与线性调频雷达系统进行了比较。仿真结果表明,与线性调频信号相比,混沌调频信号用于穿墙雷达系统可获得较好的目标检测性能,更好的分辨能力,而且具有抗墙壁多径干扰能力。     

一种快速雷达信号脉内调制识别分析方法

针对类信号的脉内调制识别问题,提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)和瞬时累加自相关的快速雷达信号脉内调制识别方法。采用由粗到细的识别方案,依据累加STFT频谱带宽将信号分为调频和调相信号。采用时域累加瞬时自相关识别BPSK和QPSK信号,利用STFT频谱的时域特征识别LFM和NLFM信号,经仿真实验分析,在较低信噪比下可正确实现信号识别,该方法适于FPGA的快速实现。     

一种高效快速的二相码旁瓣抑制算法

高效的旁瓣抑制能力可以提高雷达对微弱目标的检测能力,传统的旁瓣抑制方法中,递归最小二乘算法（RLS）不仅数值稳定性差,而且运算量大。通过合理构建脉冲压缩后的信号模型,提出一种基于横向滤波器的快速旁瓣抑制算法。该算法采用投影技术和向量空间法,不仅大大减小了运算量,而且具有高效的旁瓣抑制特性。仿真实验表明：该算法迭代2次就可收敛于真值,迭代5次即可达到RLS算法迭代100次的旁瓣抑制效果,并且信噪比损失要低于RLS算法。