对多发多收合成孔径雷达的压制干扰仿真

从对抗的角度,给出了MIMO-SAR的干扰方程,阐述了MIMO-SAR的信号处理流程并对MIMO-SAR的干扰效果进行了仿真。结果表明,MIMO-SAR具有较低的截获概率,对其干扰是可行的,需要更强的压制系数。

基于混沌序列的MIMO雷达互补相位编码波形设计

多发多收(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达使用相互正交的波形作为发射波形。用混沌序列可以在短时间内产生任意数量、任意长度的正交混沌相位编码波形。由于互相关和自相关旁瓣的影响,混沌相位编码波形作为发射信号时的脉冲压缩输出具有较高的距离旁瓣。提出一种通过遗传算法联合迭代算法,搜索设计混沌相位编码发射波形的最优互补波形的方法,使得这种互补发射结构能够有效地抑制高脉冲压缩输出距离旁瓣,从而提高MIMO雷达的目标检测性能,特别是对相邻弱小目标的检测性能。仿真部分基于4种常用混沌序列,与相关文献中波形进行比较,证明了该方法的有效性。

基于STFAP的MIMO雷达运动目标参数估计的CRB研究

多发多收(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达在目标检测、参数估计等方面具有显著优势。目标参数估值的CRB被证明是系统设计和空时自适应处理(STAP)性能分析中的有力工具。该文针对采用频分正交信号的共置天线MIMO雷达,首先建立基于MIMO雷达的目标和杂波空-时-频信号模型;在此基础上,研究基于空-时-频自适应处理(STFAP)的MIMO雷达地面运动目标角度和多普勒参数最大似然估值的克拉美-罗界(CRB);最后通过CRB性能仿真分析验证了MIMO雷达STFAP有效消除动目标检测盲速,提高目标参数估计精度的优势。

分布式MIMO气象雷达系统研究与设计

多发多收(MIMO)雷达技术在针对点目标的探测研究中已经取得丰硕成果,其技术优势十分明显。如何将此技术应用到气象雷达观测弥散体目标中,则需要进行分析。文中从现有的研究成果出发,提出一种分布式MIMO气象雷达系统的结构形式,分析分布式MIMO气象雷达系统的基本概念,推导了分布式MIMO气象雷达方程,给出了该系统下多普勒速度和双偏振参数的定义。基于上述理论进行了仿真分析,结果表明:分布式MIMO气象雷达技术切实可行,在气象探测中能发挥出一定的优势。

基于模糊函数的MIMO雷达跳频相位编码波形设计

MIMO雷达通过发射正交波形集和匹配滤波处理,获得比传统相控阵雷达更高的自由度和更优的多目标检测能力、抗截获性能、预警性能等。其中,发射信号的正交性直接决定了MIMO雷达系统的性能,而模糊函数正是评判MIMO雷达发射信号正交性能的重要指标之一。研究中,分析了MIMO雷达对发射和接收波形的约束条件,综合考虑信号(频率、相位、多普勒频率、归一化空间频率)、天线位置等参数,基于模糊函数推导了MIMO跳频相位编码信号的目标函数,利用遗传算法对跳频相位编码信号进行优化设计。仿真实验结果验证,所设计波形在考虑多参数的同时还具有良好的相关性,在显示跳频相位编码信号方面,优于单一相位编码信号和跳频信号。

基于方位相位编码线性调频波形的MIMO-SAR

现有的多发多收合成孔径雷达(multiple input multiple output synthetic aperture radar,MIMOSAR)正交波形正交性不足,回波间相互干扰严重,难以满足实际应用的要求。为此提出一种方位相位编码(azimuth phase coding,APC)线性调频(linear frequency modulation,LFM)波形,该波形对不同发射通道发射的线性调频信号进行相应的方位相位编码,其回波分离在方位相位解调后通过方位波束形成实现,回波间的干扰能够被充分消除。可用于高度维多发多收合成孔径雷达系统,提高多基线干涉SAR(interferometric SAR,InSAR)的干涉测高精度或三维成像的高度维成像性能。仿真结果验证了该波形的可行性及方位波束形成回波分离方法的有效性。

大斜视角下空时编码成像算法

空时编码可以有效地消除多发多收雷达的自相关干扰,但是传统的空时编码合成孔径成像算法无法精确校正其距离方位耦合,因此限制了其在大斜视角情况下的数据处理能力。为避免以上缺陷,将空时编码方案与ωK算法相结合,在空时解码处理中引入新的解码矩阵来完成一致聚焦,利用Stolt映射完成补余聚焦,对距离方位耦合进行精确地校正。理论分析和仿真结果表明:该方法能够在大斜视角情况下实现目标的高质量成像,并有效地消除了互相关干扰。

MIMO-SAR回波分离方法分析

MIMO-SAR(Multiple input multiple output synthetic aperture radar)是近年来提出的一种新的SAR体制。通过多个发射天线和接收天线的组合,可以形成更多等效相位中心,提高系统自由度,进一步扩展SAR的模式,提高其性能。但是,SAR回波对应分布场景,匹配滤波后互相关噪声叠加,相互干扰造成图像下降,通常MIMO雷达中正交波形分集方法在MIMO-SAR体制中是无效的。因此,回波分离成为MIMO-SAR实现的关键问题。本文介绍了MIMO-SAR的工作原理及其应用,对目前已有的回波分离方法进行分析,指出其原理和约束条件,最后针对回波分离问题,探讨了一些新的解决方法。

基于多维编码信号星载MIMO-SAR的回波分离方法

针对基于常规距离向DBF接收技术的回波分离方法存在数据量大的缺点和基于SCORE技术的分离方法受地形影响导致回波接收增益损失严重的问题,提出了一种结合距离向子阵SCORE技术和空时后处理的MIMO-SAR回波分离方法,它不仅可以降低星载SAR系统的数据率,还能减小SCORE技术中接收增益的损失;该方法还保留距离向部分多通道信息,利于其他模式的应用以及工程的实现。仿真结果验证了该方法的有效性,同时其分离效果好于基于SCORE技术回波分离方法。

机载MIMO-SAR线性阵列天线配置研究

等效相位中心原理的应用为多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)的天线设计提供了更大的自由度。文中阐述了等效相位中心原理,分析了传统ARTINO天线配置,指出由于其发射阵元布设于机翼处而剧烈抖动造成图像模糊的问题。然后,对传统ARTINO天线结构进行了改进,并提出了发射居中紧凑和接收居中紧凑2种天线构形。最后,对4种天线构形的方向图进行了仿真。结果表明,MIMO-SAR采用等效相位中心原理进行天线结构配置,可以在保证天线方向图具有良好指向性的同时,提高天线配置的灵活性并降低成本。

多载频MIMO-SAR对消处理抗欺骗干扰

根据多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)的特点,提出在重叠等效相位中心(EPC)处采用对消处理抑制欺骗干扰的方法.MIMO-SAR采用收发同置天线配置可形成多组位置相同的等效相位中心;发射多载频线性调频(LFM)信号将使每组位置重叠等效相位中心处的回波相位有所差异.利用此特点,可以在子回波相位补偿后采用对消处理对欺骗干扰进行抑制.文中给出了收发同置MIMO-SAR的系统模型,分析了欺骗干扰下的回波特点,指出在位置重叠等效相位中心处的欺骗干扰信号对间仅存在相位差异,给出了对消处理完成欺骗干扰抑制的信号流程,实验结果证明了本文方法的有效性.

PRF可变的多功能MIMO-SAR的研究

多发多收技术的引入提高了合成孔径雷达系统的自由度,能够有效缓解宽测绘带与高分辨率的矛盾,实现大测绘带高分辨率成像。该文研究了方位向多载频多发多收合成孔径雷达,改变脉冲重复频率,获得重叠和非重叠的均匀方位向采样数据,实现多功能成像。对重叠的采样数据,推导了一种改进的子带合成算法,降低算法的复杂度。对非重叠的采样,采用频谱重构算法消除多载频对方位向信号的影响。最后MATLAB编程对理想点目标仿真,验证了算法的可行性。

基于压缩感知的MIMO-SAR运动误差补偿与成像

多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)利用多通道空间并行采样的优势可实现高分辨成像,但不可避免地存在运动误差与海量数据不便于存储与传输的问题。针对该问题提出一种基于压缩感知的MIMO-SAR运动误差补偿与成像方法。首先通过详细分析MIMO-SAR运动误差回波信号模型,在全采样条件下利用两步运动补偿技术实现对回波数据的运动误差补偿处理,其次针对降采样回波数据的运动误差补偿,通过构造变换算子与压缩感知(CS)重构模型的方法实现第1步运动误差补偿、距离脉压以及距离徙动校正处理,然后再进行第2步误差补偿与方位向脉压处理获得成像结果。最后通过仿真实验验证了所提方法能够在大幅压缩回波数据的情况下,实现MIMO-SAR运动误差补偿与成像处理。