基于AD9910的调频非线性步进信号生成方案

调频非线性步进信号具有良好的旁瓣及栅瓣抑制性能,结合AD9910丰富的波形产生功能,从波形实现性的角度分析了调频非线性步进信号的脉宽、重复周期、信号总的带宽等参数需要满足的约束条件,并指出了不同的波形实现方式对信号的性能指标及波形生成系统的设计有着显著的影响。最后,通过比较不同的实现方案,提出了一种适于AD9910的最优波形实现方案,为调频非线性步进信号的波形设计与信号生成方案的选择提供了理论支持和实践参考。

降低调频步进信号副瓣的方法研究

调频步进信号是高空间分辨率雷达常用的宽带雷达信号,该信号综合了线性调频信号和频率步进信号的特点,其步进值Δf和脉冲宽度Tp的乘积可以远远大于1。但该信号进行压缩后具有大的副瓣(包括旁瓣和栅瓣)。有可能导致掩盖小的目标或者被误认为目标,因此必须对其减小。文中对线性加窗、非线性加窗以及非线性步进频率等多种降低调频步进信号副瓣的方法进行了研究;并还提出了按正切函数步进的非线性步进调频信号模型,相比于线性步进调频信号具有更低的副瓣。

面向小型无人机的OFDM-MIMO雷达信号设计和处理方法

随着空域的逐渐开放,以小型无人机为代表的低慢小目标,其有效检测对维护安全非常重要。然而,低慢小目标具有飞行高度低、飞行速度慢及雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)小的特点,加之电磁环境复杂多变,使其难以被传统低分辨雷达发现。为了提升雷达的低截获性能和成像分辨率,本文提出了一种基于步进正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达信号设计和处理方法。该方法是将窄带OFDM信号与非线性步进方案相结合,通过非线性步进方案控制MIMO发射信号的载频,获得发射端正交波形和大射频带宽,使得雷达接收机的天线孔径获得明显扩展,从而提升雷达的低截获性能和角度分辨率,同时实现低采样速率下的高距离分辨率。在雷达接收端,利用发射波形之间的正交性分离各通道回波,然后基于改进离散傅里叶变换(Discrete FourierTransform,DFT)和解码的处理方法,校正了非线性步进方案产生的相位误差,生成目标的三维高分辨成像。本文在77 GHz载频下设计仿真,验证所提方法的有效性。仿真结果表明,所提方法相比现有方法,在低信噪比下具有较高的三维成像分辨率,而且没有明显增加信号处理的复杂度。然而,该方法减小了最大无模糊速度。此外,本文讨论了步长数对雷达性能的影响,仿真结果表明,随着步长数的增加,最大无模糊速度减小,角度分辨率提升,为实际应用场景下步进OFDM-MIMO雷达的信号设计提供理论指导。