一种提高随机断续谱信号多普勒分辨率的算法

随机断续谱信号可以降低外部窄带干扰对于高频超视距雷达所产生的影响.但是由于雷达系统对于多普勒分辨率的要求,限制了在长达数百秒的相干积累时间内断续谱信号频谱选择的灵活性.本文针对速度分辨性能要求与抗干扰性能要求之间存在的矛盾,提出了使用一种将数个具有不同频谱分布的短相干积累时间随机断续谱信号子段拼接而成的信号.该种信号不仅保持了原有随机断续谱信号速度分辨性能,而且具有更高的频率选择灵活性以提高系统的抗干扰性能.

基于角度-多普勒分辨的反射层析激光成像雷达研究

设计了一种基于角度-多普勒分辨的接发同轴反射层析激光成像雷达系统,给出了基本成像原理和数学表达,相应分析了目标横向距离分辨率和单个角度采样时间的关系。并在实验室平台上模拟远场衍射传输,获取探测目标的角度-多普勒分辨的反射投影图,采用滤波反投影算法实现目标横截面图像重建。此方法采用相干外差探测,可以大大提高雷达接收信号灵敏度,同时不涉及光频空间相位和时间相位,成像中没有相位匹配过程,降低了实施技术难度,具有一定的实际意义和使用价值。

多频雷达信号高分辨多普勒处理

提出了一种基于最小方差无失真响应(minimum variance distortionless response,MVDR)算法和频率重采样技术的适用于多频雷达信号的多普勒处理方法。在接收时,多频信号分成多个独立分量,重采样技术被创新性地用来获取更多的独立样本数,使得获取一个有效的协方差矩阵成为可能。这样,常规的利用协方差矩阵进行真实功率谱估计的MVDR方法能够用来进行目标检测和多普勒分辨。仿真结果证明,提出方法的多普勒性能显著优于传统的傅里叶分析方法。

高分辨一维多普勒像

雷达可发射频域高分辨信号,如单频连续波信号,从回波信号中估计目标各散射中心的多普勒频移,从频域分辨各散射中心。引入了高分辨一维多普勒像的概念,介绍了高分辨一维多普勒像成像基本原理,理论推导说明高分辨一维多普勒像为目标散射强度分布的横向投影。基于成像公式得到了目标多普勒像分辨率大小,以及不进行非线性相位补偿条件下,成像积累时间内目标转角或积累时间的约束条件,推导了高分辨一维多普勒像不模糊条件对数字采样率的约束,仿真试验验证了理论推导的正确性。

GEO星弹双基SAR多普勒分辨率特性分析

通过对地球同步轨道(GEO)卫星运动特点的分析,阐明其对多普勒分辨率的影响。传统的双基合成孔径雷达(SAR)多普勒分辨率表达式由于不考虑雷达平台加速度矢量带来的影响,并不适用于GEO星弹双基SAR系统。根据收发平台的双曲线轨迹对目标的回波多普勒特性影响,首先利用梯度方法推导了GEO星弹双基SAR系统的多普勒分辨率表达式;随后详细地分析了GEO卫星与导弹的空间几何关系及多普勒参数,特别是加速度矢量对多普勒分辨率的影响。仿真结果验证了所推导多普勒分辨率表达式的有效性,其有助于双基SAR理论系统完整性的提高,为后续系统设计及应用实践提供理论支撑。

基于高分辨一维多普勒像的雷达目标机动检测算法

目标机动过程中通常伴随着剧烈的姿态变化,有利于雷达目标的横向高分辨成像,从而为基于高分辨一维多普勒像(One-dimensional highresolution Doppler profile,1D-HRDP)进行机动检测提供了可行性.文中给出了高分辨一维多普勒像的成像公式后,首先分析了成像对目标转角、积累时间和采样率的约束条件,并给出了成像处理流程.随后着重分析了机动检测原理,得到了目标机动与非机动两类运动条件下姿态变化率的差异,为机动检测提供了基础.由于多普勒像的非平稳特性,本文将目标机动检测问题视作机动、非机动两类分类识别问题,并基于反向传播神经网络设计实现了机动检测器,提出了两项新的机动检测算法性能评估指标,与传统平均检测延迟指标相比能更准确地反映检测器的动态性能.仿真实验表明本文提出的机动检测算法总体性能好于其他三种基于特征的机动检测算法.

高分辨率彩色多普勒血流成像技术在足部穿支皮瓣修复创面中的临床应用

目的探讨高分辨率彩色多普勒血流成像技术(high-resolution color doppler flow imaging,CDFI)在足部穿支皮瓣修复创面中术前血管探测的应用价值。方法从2015年12月—2017年12月,拟行足背-跖背动脉皮瓣或足底内侧动脉皮瓣转移修复足部创面患者12例(18个部位),用CDFI探测确认拟切取皮瓣利用的轴心血管及其分支,测量血管的内径、走行、分布及血管最大血流速度(peak systolic velocity,PSV),以评价血管的质量,并在体表定位标记并设计皮瓣,术中观察皮瓣供血血管情况并与术前CDFI探测血管情况进行比较,术后观察皮瓣成活情况并随访评估手术部位外观及功能。结果本组12例患者(18个部位)术前均行CDFI探测、定位、测量评估皮瓣供血血管,各皮瓣轴心动脉起始处血管内径0.3~1.5 mm,管径光滑,未见血栓形成,无血管缺如,PSV为23.8~98.2 cm·s-1,手术中观察与超声定位的血管符合率高度一致;术后皮瓣全部成活,随访时间3月~2年,患者均满意,功能恢复,行走无困难,无严重瘢痕挛缩,未继发慢性溃疡,痛温觉恢复。结论术前应用CDFI可对足部穿支皮瓣轴心血管进行准确详细的定位,评估血管质量,能为手术提供重要参考价值,提高了术后皮瓣的成活率。

高分辨彩色多普勒超声联合MRI技术在诊断胎盘植入符合率的运用价值

目的:探析高分辨彩色多普勒超声联合MRI技术在诊断胎盘植入符合率的运用价值。方法:选取2016年12月至2019年1月在我院接受治疗的35例胎盘植入患者作为主要对象,所有患者均经手术或病理确诊。根据检查方法的不同将其分为三组,用高分辨彩色多普勒超声技术诊断的15例患者为彩超组,用核磁共振技术诊断的10例患者为MRI组,两者均诊断的10例患者为联合组。比较三种检测方法的灵敏度、特异度和符合率。结果:三组的诊断特异度和灵敏度比较,差异无统计学意义;联合组患者的诊断符合率明显高于彩超组和MRI组,差异有统计学意义。结论:在胎盘植入的临床诊断上,采用高分辨彩色多普勒超声联合MRI技术进行诊断可获得理想效果,可提高临床诊断的符合率,为治疗方案的制定提供科学依据,值得推广和应用。

高分辨彩色多普勒诊断胎盘植入的运用价值

目的分析高分辨彩色多普勒诊断胎盘植入的运用价值。方法 110例低置胎盘或前置胎盘患者,均经腹部或阴道高分辨彩色多普勒超声对其进行扫查。比较超声及手术病理胎盘植入检出率,观察胎盘植入超声检查的特异度、敏感度、阴性及阳性预测值。结果 110例患者中经腹部或阴道超声检查确认45例疑似胎盘植入患者,但经手术病理检查确诊实际胎盘植入患者44例;超声检出率为40.91%(45/110),与手术病理检出的40.00%(44/110)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。其中超声检出植入性胎盘29例,粘连性胎盘7例,穿透性胎盘4例,误诊5例,漏诊4例。高频彩色多普勒超声检测胎盘植入的特异度为92.42%(61/66)、敏感度为90.91%(40/44)、阴性预测值93.85%(61/65)、阳性预测值88.89%(40/45)。结论应用高分辨彩色多普勒超声诊断胎盘植入具有检出率良好、无创等优点,值得进一步在临床应用及推广。

基于压缩感知的多普勒超分辨模型研究

低脉冲重复频率(PRF)雷达是解决多目标多普勒模糊的关键技术之一,基于此雷达工作体制,提出一种基于压缩感知(CS)理论的多普勒超分辨处理方法,利用该方式下回波信号在相参积累时间内的时域欠采样特性及多普勒域的稀疏特性,构建了多普勒超分辨的CS模型,并采用正交匹配追踪算法对多目标进行超分辨处理。同时,提出了一种改进算法,即基于SVD分解的二次测量及动态感知联合优化算法模型,仿真结果验证了算法的有效性及可靠性。

扇形波束圆锥扫描微波散射计方位多普勒滤波分辨率分析

星载微波散射计可以提供全球、全天候的海面风场数据,是能够同时测量海面风速和风向的有源微波遥感系统。扇形波束圆锥扫描体制微波散射计是一种新型体制的微波散射计,这类散射计采用多普勒滤波来提高方位分辨率。文章首先介绍了扇形波束圆锥扫描微波散射计的基本概念,在此基础上分析了天线圆锥扫描速度的范围及其对驻留时间的影响;随后结合卫星轨道参数和地球椭球模型,仿真分析了天线扫描区域内的多普勒特性,根据系统参数,仿真分析了方位多普勒滤波后的分辨率。

全息凝视雷达系统技术与发展应用综述

全息凝视雷达是一种同时覆盖全空域、同时多功能的阵列雷达,该文首先明确全息凝视雷达定义,并概述全息凝视雷达特点、性能优势以及处理难点;然后,较为全面地介绍了全息凝视雷达的发展历程,归纳了当前的主要应用方向,并对中山大学在全息凝视雷达系统研究方面的进展情况进行了介绍,给出了实际场景下目标探测结果,展示了全息凝视雷达在低空目标监视等方面的应用潜力;接着较为全面地介绍了全息凝视雷达相关关键技术的研究进展,包括系统设计、收发波束控制、目标积累检测以及参数估计等方面;最后总结了全息凝视雷达的发展趋势。

对称三角线性调频连续波雷达信号多周期模糊函数分析

针对大时带宽积对称三角形线性调频连续波信号模糊函数须考虑多普勒效应对复包络函数的影响,该文利用信号复包络求解法,导出了大时带宽积对称三角线性调频连续波信号的单周期与多周期模糊函数,研究了它们的对称性、模糊度图及沿主轴切割性质等特性。通过分析模糊函数表达式,得到了单、多周期信号的理论多普勒分辨率与时延分辨率。结果表明:单周期和多周期信号的时延分辨率相同,而N周期信号的多普勒分辨率提高到单周期信号的1/N。

相位编码调频步进信号及其性能分析

针对步进频率波形数据率低、运动补偿难度大的问题,提出了一种新的相位编码调频步进信号(PC-CFS)。新信号在相位编码步进信号的基础上,通过对每个子码进行Chirp调制,在保持子脉冲时宽不变的情况下,增大了载频步进量,减小了子脉冲个数,提高了信号的数据率。在推导新信号模糊函数的基础上,着重分析了其距离、多普勒分辨性能,并在性能比较中得出该信号具有较好的距离、多普勒联合分辨能力,大大降低了运动补偿难度,且信号的低截获、抗干扰性能也得到进一步提升的结论。

FMICW信号模糊函数分析

为了解决单脉冲雷达体制中距离分辨率与实际探测距离之间的矛盾,现有雷达一般采用(线性)调频中断连续波(FMICW)体制。根据模糊函数定义推导出(线性)调频中断连续波信号的模糊函数,并对重复周期FMICW信号的距离和多普勒分辨性能进行了分析与研究。分析结果表明,FMICW信号的距离分辨率仅与其发射波形带宽有关,而多普勒分辨率仅与其相干积累时间有关,这对进一步研究雷达新体制有一定的帮助。

相对加速度对LFMCW雷达性能的影响分析

雷达与目标之间的相对加速度会引起回波信号多项式相位调制效应,为研究其对线性调频连续波(LFMCW)雷达性能的影响,本文分析了对称三角LFMCW雷达的差拍信号,导出对称三角波LFMCW雷达信号的加速度模糊函数和加速度分辨力的关系式。随着加速度的增大,多普勒频率的谱峰逐渐加宽,直至出现多个峰值,雷达多普勒参数的分辨性越来越差;同时得出加速度固有分辨力与调制周期的平方成反比的关系。

基于预平均处理的导航信号捕获技术

针对传统导航信号捕获算法资源消耗大、多普勒分辨率低的问题,提出了一种基于预平均处理的变系数匹配滤波的快速捕获方法.该方法将经过预平均处理后的导航中频信号和本地信号主码存入相应存储器,然后经变系数匹配滤波器完成相关累加,再经快速傅里叶变换(FFT)频率估计器完成数据的频谱分析,最后利用验证模块对FFT输出结果的最大值进行二次验证,完成捕获检测.所提方法在达到相同积分时间的同时节省了50%硬件资源,能够提高捕获多普勒分辨率以提高转跟踪成功率,通过软件灵活配置可以实现多系统多频点全球卫星导航系统(GNSS)信号的兼容处理.

群目标攻击技术探讨

对群目标攻击的技术途径进行了探讨,并在总结可能采用的各种方法的基础上,提出了采用多普勒分辨理论与综合角误差最小准则来解决群目标攻击技术问题的方案。阐述了这种方案的理论依据,并通过大量的计算和仿真,证明了这一方案的有效性。

激光反射层析成像技术的研究进展

激光反射层析成像技术是一种通过不同角度下激光在物体深度方向的一维时间流信号积分重建目标二维轮廓图像的远距离成像技术,其重建图像的空间分辨率只与探测器的带宽、激光的脉冲宽度和噪声有关,与作用距离、光学接收孔径无关,是现阶段实现远距离空间目标探测的最可行手段。介绍了激光反射层析成像的基础理论问题、投影数据处理方法、图像重建算法、探测成像实验系统以及成像实验研究等问题,总结和对比了国内外的研究进展,探讨了需要重点解决的问题,并展望了激光反射层析成像技术未来的研究方向。

非相干合成孔径激光成像雷达：体系结构和算法

基于计算机层析投影成像原理,提出了非相干合成孔径激光成像雷达(SAIL)概念以及体系结构和算法,给出了详细的原理说明和数学分析,特点是信号收集和数据处理的技术难度低。该激光雷达包含三种工作模式即传统的聚束模式,逆聚束模式和层析聚束模式,具有两种传感方式即距离分辨成像和多普勒频移成像,提供多种维度变换成像,不仅可用于平面目标的距离或多普勒分辨二维成像,也可实施三维物体的距离分辨三维层析成像以及深度压缩的距离分辨和多普勒分辨二维成像。该雷达结构简单且具有操作多样性,扩展了合成孔径激光成像雷达的应用范围。