太赫兹极高分辨力雷达成像试验研究

给出了一种载频0.14 THz、带宽5 GHz的极高分辨力太赫兹雷达成像系统样机。系统采用Ka波段毫米波信号二倍频后作为样机收发链路的谐波混频本振,以线性调频连续波信号作为发射信号,接收时采用去斜接收。利用该太赫兹雷达进行了成像试验并得到了1维距离像与逆合成孔径雷达(ISAR)成像结果。结果表明,THz雷达样机实现了3 cm的高分辨力,其ISAR像清晰,反映了目标的细微特征。

雷达信号分选关键技术研究综述

复杂电磁环境下的雷达信号分选是雷达侦察干扰的核心技术,也是雷达截获领域一个从未停止的理论研究与技术实现问题。系统地介绍了国内外近年来在雷达信号分选领域的关键技术研究现状和最新进展,包括雷达对抗电磁环境模拟、基于软件处理的雷达信号主分选计算负担估计、雷达信号分选算法、雷达信号分选的硬件实现技术、基于脉内特征参数的雷达信号分选及雷达信号分选仿真模型及评估。指出了目前这一领域有待进一步深入研究和完善的问题,如高精度雷达参数测量技术、复杂信号分选的并行实现算法与硬件实现技术、高密集雷达脉冲流中的捷变频雷达信号分选与干扰技术等。

0.67THz高分辨力成像雷达

为达到厘米甚至亚厘米级的成像分辨力,从电子学角度出发,设计并构建了0.67 THz线性调频连续波(FMCW)成像实验平台。平台通过将Ka波段带宽1.2 GHz、功率2 W的线性调频信号24倍频,获得0.66 THz^0.688 8 THz的发射信号,功率约为1.2 mW,接收端的回波经过谐波混频完成去斜(Dechirp)形成2.4 GHz中频信号,二次变频后经高速采样送入信号处理机箱完成成像。雷达发射信号带宽为28.8 GHz,经系统非线性校正处理后,成像分辨力达到1.3 cm,验证了太赫兹雷达的高分辨成像能力。

0.14THz高分辨力成像雷达信号处理

为适应0.14THz超高分辨雷达实时成像的需求,开发了基于CPU+GPU+FPGA的硬件架构和成像处理算法,算法以距离-多普勒为原型,引入L类维格纳分布变换提高横向分辨力,用Keystone变换方法对越距离单元徙动进行校正,并开发了系统非线性补偿算法。在载频0.14THz、带宽5GHz雷达样机上进行了逆合成孔径雷达成像试验,获得了3cm×3cm的成像分辨力和实时成像能力,验证了信号处理方法的有效性。

雷达信号处理技术在太赫兹成像中的应用

太赫兹成像采用的成像算法多来自于其他频段已经成熟的成像算法,而针对太赫兹波特性的成像算法还不多见,因此在太赫兹频段形成了成像机理及算法研究的空白。按照经典电磁理论、光学原理对太赫兹成像进行分类,指出了雷达成像与太赫兹成像之间的关系。并通过研究太赫兹雷达目标散射特征,分析了不同太赫兹源的衍射极限成像分辨力。最后,从信号处理的角度介绍了太赫兹雷达信号处理及成像算法的研究现状。

一种SAR压制干扰效果评估方法

对SAR干扰效果的评估是比较复杂和困难的 ,目前国内外的公开报道中未见到好的评估方法。从欧几里德距离空间的概念出发 ,提出了一种对SAR压制干扰效果的评估方法。文章就几种典型的噪声压制干扰模式对SAR的干扰进行了计算机仿真 ,并采用该方法与传统的评估方法对干扰效果进行了对比评估。结果表明 ,该评估方法具有客观、定量、一致性好的优点。

逆合成孔径雷达的干扰仿真

从逆合成孔径雷达运动补偿的角度对ISAR成像的干扰机理进行了理论分析,并进行了基于ISAR回波真实数据的仿真实验。理论分析和仿真结果表明,只要施加的干扰信号使得运动补偿过程中相邻距离像复包络的相关函数最大值出现误判,就会有效地使ISAR成像失真。然后,将ISAR与普通脉压雷达、SAR的抗压制干扰能力进行了对比,结果表明由于ISAR成像必须经过运动补偿处理,其抗压制干扰能力相对较差。

基于轮廓波降噪的ISAR目标轮廓特征提取方法

空中目标的逆合成孔经雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像效果往往不理想,干扰杂波、成像算法能力限制等因素使得目标图像质量较差,较难从图像中提取目标的连续轮廓信息。对此,提出一种新的基于轮廓波降噪的处理方法以获得目标连续轮廓特征。首先应用轮廓波变换将复数ISAR图像变换为轮廓波系数,在轮廓波变换域分离信号与噪声并完成降噪处理,接着用优化后的轮廓波系数重建ISAR复图像,然后在实图像域将用形态学方法获得目标的初始轮廓改进为CV(Chan-Vese)模型算法的初始轮廓,最后用CV模型算法进行有限次迭代以获得目标的较优连续轮廓特征。该方法融合了轮廓波降噪技术与自适应CV模型算法,通过对真实yak42型飞机目标ISAR回波数据的试验验证了该方法的有效性和可行性。

合成孔径雷达全景干扰与局部干扰效果评估

对SAR干扰效果的评估是比较复杂和困难的。文中从欧几里德距离空间的概念出发,首先提出了一种对SAR干扰效果的评估方法,并采用这种方法对全景干扰和局部干扰的效果分别进行了仿真及分析,其结论对干扰模式的选择有一定的指导意义。

逆合成孔径雷达成像干扰仿真研究

在介绍逆合成孔径雷达(ISAR)运动补偿及成像原理的基础上,重点对ISAR的抗压制干扰能力进行了分析和仿真,并将ISAR与普通脉压雷达、合成孔径雷达的抗压制干扰能力进行了对比。研究结果表明,由于ISAR成像必须经过运动补偿处理,这一弱点使其抗压制干扰能力相对较差。

提高0.14THz雷达成像质量的新方法(英文)

目前,国际上多个科研小组相继开展了太赫兹逆散射成像方面的研究,已开发出多个太赫兹逆散射成像系统。其电磁散射模型及成像处理方式多借鉴于其他辐射源已经成熟的研究成果,例如:雷达目标散射中心模型及ISAR/SAR,Born/Rytov近似模型及层析成像。但上述方法直接应用于太赫兹波段将导致成像质量的下降。首先简要介绍了太赫兹雷达成像和太赫兹层析成像之间的关系,在分析两种成像方法特点的基础上,重点研究了大孔径、大带宽条件下的太赫兹逆散射成像,提出了一种基于Range-Doppler算法的改进成像方法。最后,利用该方法对中物院研制的0.14 THz雷达样机实验数据进行成像,并给出了典型目标的成像结果,验证了新成像方法的有效性。

脉冲多普勒雷达高度表的信号处理机设计

ＰＤ雷达高度表是利用ＰＤ雷达的测距测速能力来实现测高功能的。简要描述了ＰＤ雷达高度表的工作原理，介绍了采用双模工作方式的雷达高度表数字信号处理机的工作原理和信号处理流程。给出了信号处理机的原理框图及部分部件实现的技术指标，重点介绍了各部件尤其是数字信号处理部件硬件功能的设计特点，并给出了它们的测试性能。

基于CORDIC算法的双曲正余弦函数FPGA实现

作为一种快速精确进行超越函数运算的方法,坐标旋转数字计算(CORDIC)算法在现代工程实践中获得了广泛应用。本文简要介绍了该算法的基本原理,给出了具体的计算方法,并以双曲正余弦函数的求取为例,给出了CORDIC算法在FPGA中的实现方法,在集成综合环境(ISE)平台上进行了仿真。结果表明,由于采用了流水线结构,算法精度较高,实时性较好。另外,通过Matlab相应的算法进行了仿真,得出迭代次数和计算误差之间的关系曲线,有助于实际应用中选择迭代次数。

逆合成孔径雷达干扰研究

本文首先介绍了逆合成孔径雷达(ISAR)运动补偿和成像原理,然后对ISAR干扰机理进行了深入的理论分析,得出了有外部干扰时补偿后剩余距离的标准差与无外部干扰时补偿后剩余距离的标准差之比σJ/σN和干信比J/S的关系表达式.并结合实测数据仿真给出了临界干扰、严重干扰下对应的干信比.最后将ISAR与SAR的抗压制干扰能力进行了对比,结果表明由于ISAR成像必须经过运动补偿处理,其抗压制干扰能力相对较差.

利用140 GHz雷达实现目标缩比模型的RCS测量与成像(英文)

构建了140 GHz频段的单基雷达用于缩比模型的高分辨力成像和雷达散射截面积(RCS)测量。雷达的相干收发机用全固态的方式实现,其发射信道采用一个Ka波段频率源驱动的倍频链作为本振,在5 GHz的带宽内实现了0.5 mW的输出功率,接收机采用基于肖特基二极管的次谐波混频器实现相干接收。该雷达RCS测试系统显示出高信噪比的特点,获得了大于100 dB的动态范围和3 cm的成像分辨力。除了可实现对目标的逆合成孔径成像,该系统还可完成对旋转目标全方位角的RCS测量。利用该系统对某航空母舰1/720th模型进行了成像实验和RCS测量,模拟了全尺寸目标在P波段的结果。所获得的数据根据缩比定律可为P-波段雷达设计提供参考。

数字测频算法研究综述

介绍了目前比较常用的几种数字测频算法及其基本原理,并对其中的直接计数法、相位推算法、频率推算法、傅里叶变换法及谱估计等方法进行了MATLAB仿真研究。总结了各种算法的主要优缺点,为设计者选取合适的算法进行工程应用提供了参考。

SAR压制式干扰仿真及效果评估

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar)是一种高性能成像雷达。文中介绍了几种针对SAR的噪声压制干扰方法,并对其进行了计算机仿真,最后采用两种评估方法对仿真结果进行对比分析,结果表明,对SAR采用射频噪声压制干扰是一种较好的干扰模式。

基于DUC的ISAR图像欺骗干扰技术

针对宽带线性调频体制雷达,介绍了一种图像欺骗干扰信号的实现方法。通过分析雷达回波去斜率解调原理,得到图像欺骗干扰信号的特征表达式。然后采用正交数字上变频(DUC)技术进行基带信号数字域调制和频率变换。经过高性能频谱仪和成像软件分析,证明了该干扰算法能产生具有欺骗效果的图像(400点×400点)。

太赫兹FMCW雷达近感探测技术

太赫兹波在近感探测中具有重要应用前景,提出了一种载频0.14THz,带宽5GHz的近感探测技术途径,对其关键技术指标进行了讨论,完成了其中探测部分太赫兹雷达的设计和测试。试验结果表明,在工作频带内雷达发射功率可达到1mW,对RCS在0.05m2以上目标的作用距离大于25m,距离分辨力3cm,满足近感探测的需求。该技术还可获得目标一维距离像和二维ISAR图像,完成目标细节信息获取。

毫米波多输入多输出雷达稀疏阵列近场成像

阵列设计作为多输入多输出（MIMO）雷达成像系统中的一项关键技术直接影响系统成像性能。通过分析MIMO雷达成像模型,探讨了基于等效阵列概念的MIMO阵列设计方法,并讨论了近场效应对成像结果的影响。基于所构建的MIMO雷达成像实验系统,进行了近场微小金属目标二维成像试验。实验结果表明：该阵列设计方法在120-150GHz的适用性,验证了毫米波MIMO雷达近场成像能力。