一种汽车雷达系统中速度解模糊的工程实现方法

针对汽车雷达实际工程应用中高速运动汽车速度解模糊以及距离速度去耦合问题,为了得到更好的距离速度估计性能,采用单发多收雷达系统,设计一种特殊的变周期组合波形,并基于参差重频解速度模糊的理论,提出一种最大探测速度范围简易可变的工程实施方法。该方法可以实现准确的速度估计,补偿多普勒频移引起的距离偏移,进一步提高参数探测性能。雷达模拟器实测数据和道路测试数据结果证明了该方法的有效性。

强杂波下基于压缩感知的低空风切变速度解模糊

毫米波线性调频连续波(linear frequency modulated continuous wave,LFMCW)雷达进行低空风切变检测时,会严重受到地杂波信号干扰,并且风速估值模糊。针对该问题,本文提出强杂波背景下利用压缩感知实现低空风切变速度解模糊。该方法依据多重频脉组参差方式下雷达回波的非均匀欠采样特性在角度-多普勒域中构建无模糊冗余字典(感知矩阵),之后利用压缩感知技术提取杂波谱主要分量,估计杂波能量支撑区,建立杂波抑制矩阵,接着基于加权的最小l_(1)范数优化模型实现杂波抑制并恢复出低空风切变在角度-多普勒域中不模糊的稀疏向量,得到风场无模糊多普勒信息,最终求得准确的速度值。

不变量嵌入法解速度模糊的改进与实现

针对某型低重频单脉冲测量雷达测速回路存在速度模糊值经常解不出来的问题,通过分析速度解模糊的原理,提出基于"不变量嵌入法"全数字改进的解速度模糊方法。将测速回路中的速度滤波值、速度预测值及速度微分值经过处理后,代入真实测距回路之外自建的一组测距回路中;经过一定时间的迭代后,对测距回路的距离微分采用最小均方误差法进行估计,解出速度模糊根数,采用实时校验对测速结果进行监测和修正。通过仿真和实际跟踪测量验证了该方法的有效性,并在某型高精密脉冲雷达系统中得以实际应用。

多载频MIMO雷达解速度模糊及综合处理方法

多载频MIMO雷达采用稀布阵发射多载频FMCW信号,阵列接收目标回波。该文分析了多载频MIMO雷达的信号模型,提出了一种解速度模糊的新方法,该方法不需发射多重频信号,利用各发射通道模糊多普勒频率获得目标真实速度的最小二乘解。还提出了一种新的发射接收综合处理方法,该方法将积累后每个距离单元等分成Nn份,并用相参积累结果对其加权,在抑制距离栅瓣的同时充分利用了收发阵列孔径。最后讨论了多载频MIMO雷达的参数选取问题。仿真结果表明了该文方法的有效性。

一种脉冲多普勒雷达解速度模糊新方法

速度模糊是脉冲多普勒雷达中的一个重要问题。在没有别的信息源情况下,需要用雷达测得的距离信息来解速度模糊,因为距离回路输出与速度回路输出代表同一个目标的距离和径向速度,它们之间存在确定关系。推导最小二乘法解速度模糊的方法,提出一种新的不变量嵌入法解速度模糊的方法。通过理论分析和仿真证明不变量嵌入法可以有效地解速度模糊,并且实质上就是最小二乘法,其在提高距离精度上等效于测距、测速回路构成的复合控制系统。

一种中重频下联合解距离速度模糊的新算法

脉冲多普勒雷达在中重频下存在距离模糊、速度模糊问题,传统算法先解距离模糊再解速度模糊。在复杂电磁环境(存在杂波、干扰)下,上述算法存在如何选择距离门配对解模糊的难题。本文针对这种情况提出一种新算法,在距离维和速度维联合解模糊,并通过仿真验证了算法的有效性。

基于多重频脉冲串信号解速度模糊的研究

针对双重频解速度模糊系统中,信号参数选择不合理导致解速度模糊存在量化误差的问题,推导了双重频解速度模糊的量化要求。为了增大最大不模糊速度,该文提出多层解模糊系统,提出了一种四重频脉冲串解速度模糊的模型,推导了四重频信号脉冲个数的下界,并简化为了三重频脉冲串信号模型。仿真验证了理论推导的正确性。

LFMCW车载雷达解速度模糊测角新方法

LFMCW车载雷达采用MIMO虚拟孔径方法提高角度估计性能,通常将MIMO雷达虚拟孔径角度估计和解速度模糊分成两帧信号处理,这样会降低雷达数据率。该文提出一种解速度模糊测角新方法,采用TDM方式发射不同时宽、带宽相同的锯齿波信号。在一帧信号内先解速度模糊,再进行相位补偿,最后进行MIMO雷达虚拟孔径角度估计。通过仿真和理论分析,该方法能进行高精度角度估计,减少了信号处理时间,提高了雷达数据率。

双基地FDA-MIMO雷达角度、距离及速度无模糊估计方法

在传统的相控阵雷达中,由于受到脉冲重复周期(PRF)的限制,距离估计精度和速度估计精度往往难以同时得到提高.该文将频控阵(FDA)和双基地多输入多输出(MIMO)雷达相结合,提出了一种基于双基地FDA-MIMO雷达的角度、距离及速度联合估计方法.文章首先利用FDA技术,使得雷达的发射矢量中包含目标的角度、距离甚至速度信息.然后提出了基于子阵的波形设计和解耦合算法以对发射矢量中距离-速度进行解耦合处理,并利用传统的子空间类算法对目标的发射角(DOD)、接收角(DOA)、距离和速度进行估计,最后文章提出了基于FDA的解模糊方法以解决距离和速度模糊问题.另外,该文推导了该方法下参数估计的克拉美罗界(CRB)并分析了其性能.仿真结果验证了所提出方法的能够对目标的角度、距离和速度进行无模糊的联合估计.

捷变频脉冲雷达解速度模糊算法研究

针对低/中重频脉冲雷达测速存在的速度模糊问题,在研究同频解速度模糊算法的基础上,提出了一种捷变频模式下解速度模糊的算法.该算法通过多普勒频率域到速度域的转换实现捷变频下的速度解模糊,利用错位差分查表处理的方式求解目标的真实速度.仿真结果分析验证了该算法的有效性,这在工程上对提高捷变频雷达的测速精度具有一定的价值.

PD雷达解速度模糊中冗余量的选择分析

分析了PD雷达解速度模糊中存在的冗余量选择问题。对比了相控阵雷达利用数字波束形成(DBF)搜索方位和PD雷达频率估计的相似性,提出一种减小冗余量的方法。通过大量的数据仿真,验证了该方法能有效降低解模糊的冗余量,提高PD雷达的估计频率并保证解模糊的准确度。

一种用于PD体制频率捷变雷达的解模糊方法

基于目标的径向速度不随雷达工作频率的变化而改变这一特性,提出了一种适用于PD体制频率捷变雷达的滑窗查表搜索解模糊方法,仿真试验结果表明该方法能在存在较大视在距离和视在速度测量误差的条件下保证较高的解模糊正确率和较低的解模糊虚警率,且能适应波束内同时含有多个目标的情况,其运算量相对固定,具有较高的工程实用价值。

脉冲多普勒雷达解模糊的改进

脉冲多普勒技术广泛运用于机载雷达,而解模糊是其核心技术之一,在不损失发现概率的前提下如何降低虚警,如何做到速度分辨,这是本文讨论的主要问题。

基于多组重频相参积累的多普勒解模糊方法

脉冲多普勒体制雷达一般需要对多组不同脉冲重复频率(PRF)的脉冲组分别进行处理和检测,该文研究了多组PRF相参积累的方法,将不同PRF的脉冲组作为一组进行处理,使各PRF脉冲组回波能够相参积累,只需要对一帧数据进行检测即可解模糊,改善了传统方法由于分别检测造成低信噪比时检测性能较差的问题。分析了各参数对检测结果的影响并以处理结果的主副瓣比作为适应度评价值,通过遗传算法快速搜索满足需要的参数组合,减少了搜索数目。仿真实例说明了使用遗传算法可有效获得具有优良性能的参数组合,不仅检测性能得到有效提升,还较大幅度地降低了成功解模糊所需的信噪比。

一种针对机动目标的解速度模糊新算法

解速度模糊是脉冲多普勒雷达中需要解决的重要问题,通常的解速度模糊算法皆未考虑加速度信息,当雷达跟踪火箭弹等长助推段目标时存在速度解算误差大或无法解算、不能有效预测目标速度信息等问题。针对上述情况,提出一种面向加速度目标的解速度模糊算法。计算机仿真及雷达模拟数据表明,该方法对长助推段目标速度、加速度解算准确度高,对传统目标兼容性良好。该文还给出了新算法的工程实现方法。

相控阵雷达目标径向速度数字精确测量技术

目标的速度及其加速度是弹道导弹防御相控阵雷达鉴别真假弹头的的重要特征量,同时对宽带雷达的一维距离像的速度补偿提供必要的信息。该文根据相控阵雷达多目标数据率低的特点,提出了细谱线目标速度精确测量的数字实现方法;分析了在目标截获中脉冲相关法与通道补偿法两种估计加速度方法的性能,并提出了解速度模糊的新方法,分析和计算结果表明所提出的速度截获和解模糊方法是可行的。

新一代脉冲多普勒天气雷达信号处理相关设计

随着气象雷达技术的快速发展,对信号处理相关技术提出了更高的要求。针对某型脉冲多普勒天气雷达信号处理的技术要求,对信号处理/监控分系统中的NDSP板进行了相关设计。NDSP板采用DSP和FPGA作为主要功能芯片,集成了光纤接口、网络接口、静态随机存取存储器、同步动态随机存取存储器等。在NDSP板中,实现了滤波、数字视频积分处理、脉冲对处理、快速傅立叶变换、解速度模糊、解距离模糊、大动态拼接、信号处理自检等功能。通过在脉冲多普勒天气雷达整机上进行测试和连续运行,NDSP板能满足信号处理相关技术指标要求,并具有集成度高、性能稳定、故障率低等特点。

汽车雷达多域联合调制波形

针对汽车雷达时分复用(time-division multiplexing,TDM)多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)波形中存在的时间空间利用率低及高速目标多普勒模糊等问题,提出一种多域联合调制的汽车雷达波形。该波形在时域上进行脉冲重复间隔参差抖动,利用奇偶序列之间相位差实现速度解模糊,在频域和空域上通过多天线间的多普勒频率调制实现波形正交,提高了时间空间发射效率。仿真实验及基于汽车雷达波形验证系统的实测结果均验证了所提波形的有效性,与传统TDM-MIMO波形对比,所提波形具有更大的不模糊测速范围和相参积累增益,不仅对汽车雷达工程实践具有较强的应用价值,而且对低成本导引或防撞探测系统同样具有指导意义。

基于keystone变换的宽带雷达精确测速

宽带雷达利用脉冲串测速时,高速运动目标在脉冲串内通常移动超过多个距离分辨单元,无法通过脉冲串内直接相参处理获取速度信息。针对宽带脉冲多普勒雷达测速的特点,提出了一种基于Keystone(楔石)变换的测速方法,能有效解决目标越距离单元走动和多普勒谱展宽,并根据该方法的特点,提出一种基于Keystone变换的解速度模糊的方法,仿真证明该测速方法能达到很高的测速精度,有很高的应用价值。

CINRAD/SA天气雷达双PRF技术I/Q信号仿真及算法对比验证

以CINRAD/SA天气雷达双PRF技术为研究对象,采用大气分层模型,建立基于端到端I/Q时域信号仿真算法,生成I/Q仿真信号并进行可靠性验证.对比分析不存在速度模糊、低重频下的速度模糊和双重频模糊情况下的快速傅里叶变换算法FFT和脉冲对算法PPP的评估精度,并分别采用标准解模糊算法和改进解模糊算法进行速度解模糊对比计算.统计分析结果表明:基于端到端I/Q信号仿真算法能对探测体内的风速细节进行很好的描述;当发生速度折叠时,脉冲对算法PPP的评估精度要高于快速傅里叶变换算法FFT的运算精度,同时改进解模糊算法精度高于标准解模糊算法,且与单PRF下的脉冲对算法PPP的评估精度相当.