基于线性调频步进信号的高速目标ISAR成像

该文讨论了一种利用线性调频步进(LMSF)雷达信号通过频域带宽合成以进行高距离分辨率逆合成孔径雷达(ISAR)成像的方法。文中建立了高速目标的回波模型。为了精确估计高速运动目标运动参数,给出了利用包络对齐和多普勒中心估计拟合目标运动轨迹的方法。针对ISAR中目标回波的特点,对原始的多普勒中心估计方法进行了改进,提高了运动参数估计精度。最后给出了处理流程,并用仿真结果验证此种方法的有效性。

基于随机有限集的多目标跟踪技术综述

随机有限集理论为多目标跟踪、多传感器融合和态势评估等问题提供了完整、统一的理论框架和解决方案。基于随机有限集的跟踪算法将多目标状态和量测建模为随机有限集,自然地引入航迹起始、终结机制,可实现目标数量和状态的同时估计。通过对随机有限集框架下的概率假设密度、带势概率假设密度、多目标多伯努利滤波器、扩展标签随机集滤波器和泊松多伯努利混合滤波器的研究进展进行详细梳理和综合对比,对基于随机有限集的多目标跟踪领域未来发展方向进行了分析和展望。

SIAR体制下单基地MIMO雷达距离高分辨研究

常规脉冲压缩处理只针对单根天线单一载频单次回波,对于MIMO雷达,由于发射采用多载频信号,回波信号通道分离后若能进行带宽合成,则相应距离分辨率会比单根天线提高数倍,有利于后续检测与跟踪。针对MIMO雷达设计中调频带宽和载频差的不同选取,分别采用时频域频谱拼接及频谱外推与Root-MUSIC算法相结合的方法,得到目标高分辨距离像。仿真结果验证了该方法的正确性。

压电-磁致伸缩结构的磁电天线辐射模型解析与优化设计

研究了基于电-声-磁能量转换的新机理磁电天线,利用三维有限元仿真软件以及后续数据可视化处理,对磁电天线进行三维全尺寸模型设计、辐射理论分析、结构尺寸优化。通过仿真分析磁电天线的感应近场,确定其磁偶极子的辐射特性。分析了影响磁电天线性能的关键参数,通过优化磁电天线结构的长宽比和厚度比使其获得最大辐射功率。经过计算和仿真,磁电天线尺寸为50×11×2μm 3。在射频电压的激励下,磁电天线谐振频率为11.26 MHz,增益为-26.2 dB。该仿真分析为磁电天线的可设计、可定制提供理论指导。

基于分布式稀疏理论的高分辨阵列测向

针对常规波束形成受限于阵列孔径的瑞利限而不能实现高分辨率估计这一问题,提出了一种基于分布式稀疏理论的高分辨测向方法。该方法首先结合分布式稀疏优化理论对多周期阵列测向问题进行了建模,将阵列测向问题转变成了稀疏表示优化问题;然后通过交替方向迭代优化策略获得了该优化问题的解,从而得到高分辨率的角度估计。仿真实验有效验证了所提方法在计算复杂度以及测角精度方面的优势。

双基地逆合成孔径雷达成像分析

在波数域对双基地逆合成孔径雷达(ISAR)模型进行分析。双基雷达ISAR的特殊性主要体现在双基地角和等效视线方位角这两个参数中。前者会影响径向波数的大小而后者会影响波数的方向。利用双基地角等值线将观测区域进行了分类。对各类区域内双基地角和等效视线方位角变化规律进行了讨论,从而可以确定各区域内的双基ISAR成像算法。仿真结果验证了分析的正确性。

基于InISAR技术的三维成像

建立了在目标与天线电轴间存在较大斜角情况下的干涉式逆合成孔径雷达(InISAR)三维成像模型.研究了目标运动补偿误差对干涉测量的影响,并给出运动补偿的详细步骤.由于相位差以2π为周期,所以运动补偿误差对测量结果的影响也是周期性的,这可能造成目标像的横向折叠,本方法首先估计出目标像重心相位,然后将目标像重心作为目标的基准点对相位差进行补偿以校正目标的偏移.测量得到的目标三维坐标并不是在直角坐标系下得到的,给出了坐标转换的公式.最后用仿真结果验证了此方法的有效性.

多载频FMCW在MIMO雷达中的应用研究

介绍多载频MIMO雷达的特点和工作原理,对多载频线性调频连续波(FMCW)信号及其回波进行了分析,并详细论述了MIMO雷达中静止目标和运动目标情况下多载频FMCW信号处理方法以及其中的一些关键问题,如通道分离滤波器的设计、距离分辨率分析、速度补偿精度分析、相参积累周期数的选取等.针对该体制雷达各发射天线间载频不同的特点,提出了采用IFFT相参合成的方法来精测目标距离,获得距离高分辨,具有运算速度快、受目标运动影响小的优点;对运动目标情况下距离多普勒的耦合问题进行了详细分析,并提出了利用相参积累进行补偿的解决方案.

调频连续波(FMCW)聚束式SAR成像研究

针对调频连续波SAR与脉冲式SAR工作体制的不同,从而带来不同的回波表现形式,对基于调频连续波的聚束式SAR回波信号进行建模,分析信号的特征,揭示平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,从而影响方位聚焦.对于方位频谱混叠的问题,采用方位预滤波处理,通过插值实现采样率的提高,由于预滤波可以实现方位的块压缩,实际中的方位向点数并没有明显增加,最后基于FS算法完成残余聚焦,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性.另外,对于平台连续运动引入的多普勒频移,分析了其对成像造成的影响,并给出了相应的补偿方法.

基于改进粒子群算法的稀布阵列优化设计

针对稀布线阵的阵元位置优化问题,提出了一种基于改进的自适应粒子群算法的稀布阵综合新方法。该方法首先采用自适应策略,根据粒子的适应度值自适应地调整其惯性权重和学习因子,提高了种群的寻优能力;然后对粒子群算法的速度更新公式进行了修正,保证了速度的有效更新;在算法停滞时,通过引入交叉策略进一步加快了算法的收敛速度。该方法高效地实现了多约束稀布线阵的综合,获得了更低的峰值旁瓣电平,数值仿真验证了算法的有效性。

线性调频步进信号的三种合成方法的对比与分析

首先介绍基于合成距离包络,时域合成和频域合成技术的三种合成距离高分辨线性调频步进信号的方法。在此基础上,对这三种方法在运算量和性能上进行比较,并分析了运动对它们的影响。最后分析了它们在SAR/ISAR中的运用。仿真结果证明了本文分析的正确性。

一种基于短合成孔径的双星干涉精确定位方法

双星TDOA/FDOA联合定位通过时差曲面和频差曲面进行定位,定位的精度受时差/频差测量精度的影响。针对精确测量时差/频差的需求,该文提出一种基于短合成孔径的双星干涉测量时差/频差的方法,利用一定长度的合成孔径提高测量精度。对于窄带信号,该方法有估计单星多普勒频率的能力,通过两颗卫星单独估计的结果得到频差;对于宽带信号,通过双星数据干涉可以获得频差的高精度估计。对于短期稳定的雷达信号,STK仿真数据的处理结果证实了该方法在大范围内可以实现1 km的定位精度。

基于多输入多输出技术的无源雷达信号模型

借鉴正交信号多输入多输出(MIMO)雷达的思想,利用多个照射源信号进行目标探测与定位,可显著改善无源雷达的系统性能。以调频广播信号无源雷达为背景,研究了多照射源条件下的雷达信号模型及相参合成原理,分析了各信号间的相位关系和影响信号相参合成的各种因素。结果表明:只要能有效消除各信号间的差异相位项,实现多照射源信号相参合成、改善无源雷达检测信噪比是切实可行的。

运动目标微多普勒特征提取方法

雷达目标的微多普勒效应为目标精确识别提供了新的技术途径;近年来获得了广泛研究。为了实现对目标微多普勒特征的快速准确提取,在对逆合成孔径雷达系统中含旋转部件运动目标雷达回波信号距离-慢时间二维谱图域分析的基础上,提出了一种基于图像域的微多普勒特征提取方法。利用二维谱图上微多普勒曲线的正弦周期特性,实现对不同微多普勒曲线的分离和参数的快速提取,从而获得目标真实的微动信息,为目标的快速准确识别提供了依据。最后,仿真实验验证了该方法的有效性。

码分多址定位中时延配对及非视距误差抑制

在利用码分多址(CDMA)蜂窝网信号对运动目标进行定位的过程中,存在各基站与时延参数不能准确配对及非视距(NLOS)误差严重影响定位性能的问题。针对时延参数配对问题,利用CDMA各基站导频序列与其他基站相差64个码片的整数倍这一特性,提出了一种基于移位配准的配对办法;针对非视距误差问题,提出了一种基于假定非视距基站的方差函数,并以此作为权值,利用加权平均的办法实现对目标的定位。仿真分析表明:所提出的方案可以有效地实现各基站与时延的配对,并减小非视距误差的影响。另外,当根据所提方差函数检测出的非视距基站数量较少时,结合Taylor级数展开算法,可以进一步提高对目标的定位精度。

CDMA蜂窝网无线定位技术中NLOS误差的抑制方法

在CDMA蜂窝网无线定位系统中,针对非视距(NLOS)误差严重影响定位性能这一问题,提出了一种基于最陡梯度下降法的NLOS环境下的TDOA定位方法。该方法结合Chan氏算法,通过迭代,逐渐完成对NLOS误差的估计,并判定NLOS基站,在此基础上对NLOS基站测量值进行逐步修正,从而完成对目标的定位。最后的仿真表明,此算法可以有效实现NLOS环境下的目标定位。

基于卷积神经网络的单帧毫米波图像超分辨算法

单帧毫米波图像超分辨处理就是利用一幅低分辨率的毫米波图像重建出高分辨率的毫米波图像的过程。相较于光学图像,毫米波图像空间分辨率低、受噪声污染严重。因此传统的图像超分辨算法无法在毫米波图像上取得良好的超分辨重建效果。针对毫米波图像固有的缺点,构建了一个四层的卷积神经网络对毫米波图像进行超分辨处理。仿真实验的结果表明,提出的算法对毫米波图像具有良好的超分辨重建效果。

非规则采样综合孔径无源成像重建算法分析

受制于平台限制,毫米波综合孔径无源成像探测技术在部分应用环境下不得不采用非规则阵列,其形成的空频域采样是非规则采样,因此如何实现从非规则空频域到规则空域的有效映射成为一个新的问题。本文针对该问题,探讨了几种典型重建算法,并通过仿真对这些重建算法进行了分析对比,分析结果表明结合正则化的阵列因子成形重建算法可以满足非规则综合孔径无源成像重建的要求,该研究结果对毫米波综合孔径无源成像探测技术应用具有实际工程指导意义。

综合孔径无源成像探测系统阵列特性分析

毫米波综合孔径无源成像探测系统阵列设计一般受到系统复杂度、平台、受限布阵区域及共形等众多约束条件的限制,因此如何根据约束条件开展阵列设计是实际应用中需要解决的第一个技术问题。针对该技术问题,对常见阵列的阵列布阵特点、空频域采样特征以及阵列性能等方面进行了详细分析与比较。分析表明,在同等受限布阵空间以及天线数目近似相等的约束条件下,圆阵以及Y/交错Y形阵的整体性能较优,研究结果可为毫米波综合孔径无源探测系统的理论研究和系统设计提供指导。

基于Keystone变换的警戒雷达信号处理

增加积累时间是提高检测微弱目标能力的一种重要手段。为了实现警戒雷达对高速运动微弱目标的探测,提出了一种新的雷达信号处理方法。利用Keystone变换补偿长时间积累和目标高速运动导致的跨距离单元走动,使目标能量得到有效积累,并通过数据融合解多普勒模糊,实现对目标的有效检测和参数估计。该方法可以用于对不同距离和速度的多个目标长时间相参积累和检测,同时,随着脉冲积累个数的增加,提高了测速精度。多目标仿真的结果验证了该方法的有效性。