频率步进雷达参数设计与目标抽取算法

介绍了频率步进雷达信号的主要特点 ,并在此基础上分析了不同参数选择对雷达系统性能的影响。提出了在设计步进频率信号参数时应该满足的紧约束条件和宽约束条件 ,并给出了各参数应满足的数学公式。提出了目标抽取算法的原因及准则 ,以及目标速度对目标抽取算法的影响。最后简要介绍了一种高性能数字信号处理机的实现 ,以及雷达系统的试验情况 。

一种新的OFDM相位编码频率步进雷达信号及其特性

OFDM相位编码脉冲雷达体制具有很多良好的性质,但工程实现上存在着一些的技术挑战,其中之一就是瞬时带宽等于信号的总带宽,当信号带宽很大时对接收设备提出了很高的要求。针对这个问题,该文提出了一种OFDM相位编码频率步进的新雷达信号,其核心思想是通过载频的频率步进,利用多个带宽较小的OFDM相位编码脉冲组成一个脉冲串,合成大的带宽。在推导这种新雷达信号的模糊函数的基础上,着重分析了信号的距离高分辨特性和多普勒特性,通过比较得出结论:OFDM相位编码频率步进信号能有效实现距离高分辨,其多普勒敏感度介于OFDM相位编码和步进频信号之间。

基于频率步进雷达时间-距离像的宽带微动特征提取

在详细分析频率步进雷达旋转微动点目标回波特征和一维距离像特点后,利用不同帧之间构成的慢时间一维距离像组的相关性,合成得到时间-距离像.对比分析了旋转微动目标的径向距离和距离像位置的变化规律,进而提出了一种基于频率步进雷达时间-距离像的宽带旋转微动特征提取的新方法,给出了旋转中心、旋转半径以及角速度等微动参数的理论表达式,推导得出算法的理论精度.设计并成功开展了地基毫米波频率步进雷达对称旋转目标的外场试验,验证了方法的有效性和精确性.该特征提取思想可扩展应用于振动、滚动等其他形式的微动特征提取,推广应用于线性调频信号的高分辨体制雷达系统.

高重频频率步进雷达抑制折叠杂波方法

针对频率步进雷达体制中高重频导致的杂波折叠现象,本文提出了一种有效的折叠杂波抑制方法。首先在接收机前端控制中频带通滤波器的通带范围以抑制距离处理间隔之外的折叠杂波,并设计发射脉冲包络以利于更好地削弱该折叠杂波回波;然后通过波形参数设计及高分辨处理以进一步抑制距离处理间隔内的折叠杂波。该方法不需要改变基本的频率步进波形,也不会增加频率步进雷达信号处理的复杂度,具有简单易行的优点。此外,本文还通过比较表明高重频频率步进雷达比PD雷达在折叠杂波抑制方面具有更好的性能。仿真实验验证了所提方法的有效性。

频率步进雷达距离像解模糊算法

针对步进频率雷达中存在的距离像模糊以及循环移位现象,分析了距离像循环移位的原因。在此基 础上提出了一种采样相位补偿解距离像模糊的新算法。该算法具有物理意义明确、补偿精度高、适合于在DSP中 实现流水处理等优点。采用仿真和实测数据对其进行了验证。

高重频频率步进雷达强杂波抑制

针对高重频频率步进雷达,提出了抑制强杂波的有效处理流程。在接收机前端控制中频带通滤波器的通带范围以减少进入后续处理的折叠杂波,在信号处理机中针对目标运动速度的不同提出了两种方法:通过波形参数设计及高分辨处理消除杂波对高速目标的影响;利用两幅高分辨距离像(HRRP)进行杂波相消以抑制杂波对低速目标的干扰。该处理不需要改变基本的频率步进波形,具有简单易行的优点。仿真和试验结果验证了所提方法的有效性。

频率步进雷达ISAR成像包络对齐新方法

逆合成孔径雷达成像常用的运动补偿方法是利用距离像的相关性进行包络对齐。但当目标速度或加速度较大时,散射点走动较大且距离像发散程度严重,此时直接利用距离像的相关性进行包络对齐会有较大的误差。本文分析了频率步进雷达运动目标的回波信号模型,讨论了目标的速度和加速度对距离像的影响,提出了当目标速度和加速度较大时,先用高斯包络线性调频信号自适应分解估计出目标运动的加速度和速度,粗补偿后再用距离像最小熵准则进行精补偿的包络对齐方法。该方法计算量小,估计精度高,且无测速模糊的缺点,仿真结果验证了它能较精确地估计出目标的运动参数,运动补偿效果好。

频率步进雷达距离扩展目标检测算法研究

针对宽带毫米波频率步进雷达体制下,点目标分裂成距离扩展目标所带来的检测问题,提出了先抽取后检测处理模式下的积累检测算法。该算法在有效去除过采样冗余提取出目标一维距离像的前提下,能充分利用目标上的多个视在强散射点的能量,有效提高距离扩展目标的探测能力。最后,分析了强散射点分布及IFFT时域泄漏等非理想因素对检测性能的影响。

高重频频率步进雷达的杂波抑制和高分辨处理

充分利用多个频率步进周期的回波,提出一种类似MTD原理的同频去杂波方法,从频域上有效分离杂波并加以剔除,再反变换恢复时域波形。运动补偿后相参积累,最后脉压得到一维高分辨距离像。文中给出了关键参数的设计原则,仿真并分析了慢时间内目标运动对成像的影响及所需的速度补偿精度。研究表明,该方法不受限脉宽频率步进阶梯积的取值,即使目标和杂波在距离像上混叠,它仍能在强杂波、低信噪比情况下取得很好的检测性能和成像效果。

一种逆V频率步进雷达的速度估计方法

分析了目标径向运动对频率步进雷达一维距离成像的影响,推导了回波信号各相位项在距离成像中的作用,研究了逆V步进信号正负步进帧之间距离成像的区别,并在此基础上提出了一种基于一维距离像相关的速度估计方法。详细介绍了该方法的原理及其处理流程,并对其速度估计性能进行了理论分析与仿真实验。仿真结果表明,该方法测速精度高,抗噪性能较好。与同类算法的对比分析表明该方法具有运算量小、便于实时处理的特点。

频率步进雷达距离旁瓣抑制自适应脉冲压缩算法

在频率步进雷达中,通常使用逆快速傅里叶变换方法进行高分辨成像。由于逆快速傅里叶变换的距离旁瓣高,有可能造成强散射点旁瓣掩盖附近弱散射点或者弱小目标情况,限制了其在强杂波环境下的使用。为了抑制高距离旁瓣,近年来提出一种基于最小均方误差准则的自适应脉冲压缩方法。基于自适应脉冲压缩算法原理,推导了频率步进雷达距离旁瓣抑制算法。针对静止和运动目标场景,分析自适应脉冲压缩算法的旁瓣抑制性能。仿真结果表明,与逆快速傅里叶变换和加窗逆快速傅里叶变换处理比较,自适应脉冲压缩算法具有更好的旁瓣抑制效果,能够更好地检测强散射点附近的弱散射点或者弱小目标。

制导武器中频率步进雷达的几项关键技术

频率步进雷达作为一种高分辨率雷达,在现代战争中发挥着举足轻重的作用。在简要分析频率步进雷达原理和存在问题的基础上,重点讨论了针对这些问题出现的不同解决方法以及新取得的成果,进而总结了频率步进雷达技术在武器工业领域的应用及其发展趋势。

径向运动对频率步进雷达目标距离像影响的新理解

在对运动目标距离像相位调制因子的物理意义深入理解的基础上,利用驻定相位原理得到了运动目标距离像的峰值位置和目标初始位置、速度、加速度的解析关系;对径向运动引起的二次相位干扰项、三次相位干扰项对距离像的影响给出了更准确的理解,详细给出了各调制项对应的偏移量和展宽量的理论表达式;通过分离各相位调制项的方法,实验验证了理论推导的正确性。该分析结果有助于理解运动目标距离像变化的真正原因,进而有助于针对不同的情况进行相应的后续处理。

运动平台下频率步进雷达杂波相消新方法

相消处理是一种典型而又简单易行的杂波滤除方法。针对频率步进雷达,提出一种新的杂波相消方法,它利用同一距离单元上两帧回波脉冲所成的两幅高分辨距离像(HRRP)进行杂波相消。通过合理地选择帧间隔数,该方法能够很好地保持目标HRRP特性。针对雷达平台运动所导致的两幅HRRP之间杂波移位和成分改变问题,又提出了先利用杂波相关性进行杂波对齐后再相消的解决方法。仿真结果验证了所提方法的有效性。

频率步进雷达目标运动参数估计的新方法

基于频率步进脉冲串的脉内、脉间及帧间相关性提出了三种运动参数估计的新方法。其核心思想是从不同角度巧妙地利用回波本身的相关性,得到与速度相关的相位或距离信息,并通过一定的分析处理提取出径向速度。设计进行了车辆运动目标的毫米波频率步进雷达外场试验,着重选择第三种方法阐述了处理流程,结合仿真实验和实测数据分析验证了方法的正确性和精确性。该方法物理意义清晰,工程适用性强,估计精度高,可在无外界辅助的情况下精确估计多种情况的运动参数,为后续的运动补偿处理、高分辨距离像获取提供了有力支撑。

频率步进雷达关键技术的研究

毫米波频率步进雷达在精确制导武器中具有重要意义,一维距离像、运动补偿以及基于散射中心的目标识别是该雷达系统信号处理中的几个关键问题。综述了这些关键问题的基本概念、相关技术、研究现状以及发展趋势。

神经网络在毫米波频率步进雷达信号处理中的应用

基于人工神经网络能量函数优化理论 ,提出了一种毫米波频率步进雷达距离像的神经网络算法的理论框架 ,并进行了仿真实验 .由于神经网络的并行运算 。

小波变换在频率步进雷达一维距离像中的应用

由于小波变换是一种局部细化分析,它能对短时信号做比较精细的分析,在高分辨、超宽带雷达信号处理方面具有广泛的应用前景。在频率步进雷达一维距离成像技术中,经典的傅里叶变换算法受到距离分辨率的限制,并且存在较高的副瓣电平。针对这一问题,本文提出将连续小波变换算法用于频率步进雷达的一维距离成像。该方法在保持高距离分辨率的同时,可有效降低回波信号的副瓣电平。

Chirp子脉冲频率步进雷达多目标折叠问题的解决办法

对Chirp子脉冲频率步进雷达中的多目标折叠现象进行了深入分析,并提出了通过参数设计和舍弃法相结合的解决办法。理论论证和计算机仿真表明:该方法能解决Chirp子脉冲频率步进雷达中的多目标折叠问题。

I/Q解调器通道不平衡对频率步进雷达性能的影响

给出了毫米波频率步进雷达理想情况下一维距离像成像原理。在此基础上建立了I/Q通道不平衡模型,推导了I/Q正交解调器幅相不平衡对一维距离像的影响,即I/Q正交解调器的通道幅相不一致会对毫米波频率步进雷达一维距离像产生较强的虚假目标,影响目标的成像和识别能力。接着利用MATLAB进行了仿真分析,分析结果为提出I/Q设计指标提供了依据。