应用正交码组信号的传统雷达距离旁瓣抑制方法

为了抑制传统雷达的距离旁瓣和提高传统雷达抗欺骗式干扰性能,该文提出一种传统雷达随机发射一组正交信号的信号发射策略。给定一组正交性好且距离旁瓣低的相位编码信号,雷达在每次发射时从这组波形中随机选取一个波形进行发射,接收端已知该发射信号波形并基于该波形对接收信号进行脉冲压缩,最后对多次相邻脉冲的回波信号进行相干积累。理论分析和仿真结果均表明,距离主瓣信号能够有效积累,而距离旁瓣信号近似白化,因而脉冲积累后可明显降低系统的最大距离旁瓣电平。

OFDM雷达通信共享信号距离旁瓣抑制研究

在采用自适应调制技术的正交频分复用(OFDM)雷达通信一体化系统中,共享信号通常具有非矩形且变化的功率谱,这导致传统旁瓣抑制方法出现主旁瓣比降低及信噪比损失增加等问题。针对该情况,提出了一种新的OFDM共享信号距离旁瓣抑制方法,根据发射信号功率谱自适应设计幅度加权函数,将旁瓣抑制问题转化为优化问题求解。仿真结果表明,该方法在发射信号频谱变化甚至断续的情况下,都能有效抑制OFDM共享信号的距离旁瓣,且具有远小于常规方法的信噪比损失。

一种基于抽取LMS的距离旁瓣抑制方法

在噪声雷达中,传统相关处理方法的距离旁瓣受到时宽带宽积的限制,在有限相关处理时间内得到的距离旁瓣较高,会造成微弱目标被强目标、杂波旁瓣淹没的现象。提出一种基于抽取最小均方(Least Mean Square,LMS)滤波的噪声雷达旁瓣抑制方法,将LMS滤波器的系数作为距离压缩结果,从而获取较低的距离旁瓣。对该方法的性能进行了理论分析,并通过数字仿真验证了算法的有效性和理论分析的正确性。

基于SVA的步进频率探地雷达距离旁瓣抑制

论文分析了步进频率探地雷达距离旁瓣的产生机理及其影响,对传统的线性加权法抑制距离旁瓣效果进行了对比分析,包括时域加权和频域加权,理论和实验结果表明:线性加权法在抑制距离旁瓣的同时容易造成分辨率下降。因此,本文提出基于SVA的步进频率探地雷达距离旁瓣抑制方法,它是一种非线性加权方法,能对时域波形主瓣和旁瓣自适应地选择加权函数,达到保留主瓣抑制旁瓣的目的。仿真结果表明,该方法可以有效地抑制步进频率探地雷达距离旁瓣,旁瓣抑制比提高20 dB,并且具有频谱外推的效果,主瓣展宽仅为5%,相同条件下,采用Hamming窗线性加权则主瓣展宽为50%。

MIMO探地雷达随机步进频信号旁瓣抑制

针对MIMO探地雷达中随机步进频信号的距离旁瓣较高的问题,提出了一种基于快速二阶锥优化问题的旁瓣抑制方法。该方法首先通过建立随机步进频信号模型对回波信号进行预处理,然后基于回波信号的旁瓣特点将旁瓣抑制问题转化为以信号的峰值旁瓣构建目标函数,以主峰损失、峰值旁瓣和积分旁瓣联合约束的二阶锥优化问题,最后使用内点法求解二阶锥规划问题,以此得到最优的旁瓣滤波器系数。仿真和实测数据处理结果表明,设计的失配滤波器能够在较低主峰损耗的情况下,有效降低峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平,提高信号的主旁瓣比。该方法为MIMO探地雷达中的距离旁瓣问题提供了有效解决思路,有望在工程应用中提高探地雷达的性能。

利用点目标回波抑制距离旁瓣的方法

针对雷达脉冲压缩过程中引入的距离旁瓣问题,提出一种基于反卷积算法并利用点目标回波进行旁瓣抑制的方法.从雷达回波中提取准点目标回波,进而提取目标信息,实现对距离旁瓣的抑制.利用点目标回波旁瓣抑制方法对海南VHF非相干散射相控阵雷达的电离层回波数据进行处理.结果表明:强目标的旁瓣干扰抑制优于5 dB,这证明了该抑制方法的有效性;旁瓣抑制效果与回波的信噪比有关,降低背景噪声和系统噪声的影响可提高其距离旁瓣抑制效果.

一种MIMO雷达谱修正旁瓣抑制方法的研究

在窄带频分MIMO雷达系统中,由于接收机带宽受雷达系统的限制,而MIMO雷达发射频分的正交信号,所以子带信号带宽较小,从而导致信号时带积变小,因此信号具有较大的距离旁瓣。针对MIMO雷达信号旁瓣高的问题,提出了一种采用谱修正技术抑制MIMO雷达距离旁瓣的方法。将MIMO雷达回波信号经过波束形成和匹配滤波后的综合输出信号频谱进行谱修正处理,计算机仿真和对实测数据的处理证明,这种方法能有效地抑制MIMO雷达的距离旁瓣。

基于失配处理的OFDM雷达通信一体化共享信号旁瓣抑制技术

现代电子信息系统的应用领域在不断拓展,导致雷达和通信的带宽需求日益增长、工作频段不断重合,引发了电磁频谱竞争激烈、电磁干扰严重和电磁资源利用率低下等诸多问题。鉴于此,国内外专家学者提出了雷达通信一体化共享信号的解决思路。其中,OFDM信号被视为最有潜力的一体化共享信号。然而,受通信信息的高随机性和OFDM帧结构的周期性影响,该信号的雷达点扩展函数旁瓣较高,且存在大量伪峰。为此,本文围绕OFDM雷达通信一体化共享信号,从模糊函数的角度剖析了该信号的本质缺陷,并提出了一种利用失配滤波将旁瓣和伪峰外推至雷达观测窗口外的处理算法。通过理论分析和仿真可知,该算法可使OFDM一体化共享信号兼备高速通信和高性能雷达探测性能。

步进频率探测信号旁瓣抑制方法研究

为了提高步进频率雷达系统的性能,研究了步进频率雷达的距离旁瓣抑制问题。给出了步进频率雷达信号频域加权的流程图,详细推导了数学表达式,阐述了步进频率雷达距离旁瓣抑制的机理。通过理论分析和仿真验证,通过增加Hamming窗函数和增加一定阶跃值进行补偿,可以减小主瓣宽度和副瓣峰值,效果较好。分析了步进频率雷达的工作原理及距离旁瓣产生的原因。重点研究了基于各种窗函数的距离旁瓣抑制。结合距离旁瓣的基本抑制机理和各窗函数的特点,提出了基于各窗函数线性加权法的距离旁瓣抑制的研究与分析。

针对距离采样失配的多波形自适应脉冲压缩

针对距离单元内调频信号的回波采样点与目标点失配(即距离采样失配)时,引发回波采样波形与参考信号波形之间相位失配以及自适应脉冲压缩性能下降等问题,提出了一种针对距离采样失配的多波形自适应脉冲压缩(multi-waveform adaptive pulse compression,MWAPC)方法。所提方法将多基地自适应脉冲压缩(multistatic adaptive pulse compression,MAPC)方法应用到单基地雷达,首先将单基地雷达的原始发射信号过采样得到多个采样版本的发射信号,并将各种采样版本视为不同的波形;然后借助于自适应脉冲压缩对相位失配的敏感性,依次用不同采样版本的发射信号对回波信号做多波形自适应脉冲压缩构建距离维与采样维的二维输出,得到在距离单元内目标点与采样点的相对位置关系。实验证明,所提方法可根据多个采样版本的采样时序将自适应脉冲压缩的二维输出延展成一维。相比于常规脉压方法,所提方法不仅能抑制因采样失配而产生的距离旁瓣,还可获得超出传统脉压方法的分辨能力,在同一距离单元内区分出不同位置的目标。

基于非匹配滤波的SAR通信一体化技术

一体化波形设计是雷达通信一体化技术实现的关键,正交频分复用(OFDM)信号更是被视为最具应用潜力的一体化波形信号。然而,OFDM一体化信号在实际应用中存在如下问题:在匹配滤波框架下,OFDM一体化信号中包含的通信信号导致二维模糊函数出现高旁瓣和伪峰,影响合成孔径雷达(SAR)成像性能;OFDM一体化信号具有较高的峰均功率比(PAPR)值,无法充分发挥功放的线性放大性能,进而影响探测距离和通信性能。针对上述问题,将基于循环前缀的非匹配滤波成像算法应用到一体化信号处理中,同时提出基于离散傅里叶变换预编码的一体化信号设计方法,消除通信信号对成像性能的影响,并将信号的PAPR值控制在可接受范围内,实现了SAR成像和通信性能的良好兼容。最后通过实验证明了所提方法的有效性。

互相关干扰下的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法

MIMO雷达各阵元发射波形之间一般不完全正交,用传统脉冲压缩方法处理会导致较高距离旁瓣电平,进而影响检测性能.在建立单站MIMO雷达回波模型的基础上,以最大化系统输出信号与干扰噪声比为准则,提出了一种基于迭代思想的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法.该方法利用对目标距离像信息的多次估计值,自适应地对距离旁瓣、互相关干扰和噪声进行抑制.仿真实验表明,针对发射多相编码信号的MIMO雷达,该算法可以显著降低距离旁瓣,且在目标运动和多目标情况下也优于传统处理方法.

基于线性约束最小方差原则的稳健快速自适应脉冲压缩方法

针对线性调频信号在距离单元内的回波采样点与目标点失配,即采样失配的情况下,自适应脉冲压缩性能下降的问题,对快速自适应脉冲压缩(fast adaptive pulse compression,FAPC)方法进行改进,提出一种基于线性约束最小方差(linearly constrained minimum variance,LCMV)原则的连续分块FAPC(contiguous block FAPC,CFAPC)方法。该方法将自适应波束形成方法类比到自适应脉冲压缩滤波方法中,首先在最小方差无畸变响应(minimum variance distortionless response,MVDR)原则保持增益的前提下增加零点约束条件,加宽零点凹口的宽度;而后对分块的协方差矩阵设置置零条件,抑制旁瓣能量,实现在采样失配情况下保持稳健的目的。实验结果表明,在脉内多普勒频移和采样失配同时存在的情况下,所提方法可以更好地抑制目标的距离旁瓣,具有较好的稳健性。

间歇采样转发干扰对线性调频脉冲压缩雷达的影响

定量分析了间歇采样转发干扰对线性调频脉冲压缩雷达的影响。首先,得到了间歇采样转发干扰经过匹配滤波器的输出响应。然后,研究了距离旁瓣抑制网络对间歇采样转发干扰信号的影响,旁瓣抑制网络对于频偏比绝对值小于0.5的假目标有功率上的正得益,而对频偏比绝对值大于0.5的假目标有功率上的负得益。最后通过编程计算和仿真实验验证了本文分析的正确性,该研究为雷达对抗干扰评估试验提供重要的理论支撑。

A New Range Sidelobe Suppression Technique for Randomly Intermittent Spectra HF Radar Signal

The randomly intermittent spectra (RIS) signal is employed to combat spectrum congestion in radar and other radio services to evade the external interferences in high-frequency (HF) and ultrahigh-frequency (UHF) bands. However, the spectra discontinuity of the signal gets rise to high range sidelobes when matching the reflected echo, which is much more difficult for targets detection. So it is indispensable to investigate the technique for sidelobes suppression of the range profile when RIS signal is utilized, This paper introduced a new processing technique based on time domain filtering to lower the range sidelobes. A robust and effetive algorithm is adopted to solve the coefficients of the filter, and the restriction on the desired response of the filter is derived. The simulation results show that the peak range sidelobe can be reduced to -27 dB from -9.5 dB while the frequency band span (FBS) is 200 kHz.