多功能相控阵雷达行为辨识综述

多功能相控阵雷达是指具备相位控制阵列,能同时实现搜索、跟踪、制导等多种功能的雷达。随着雷达对抗的不断升级以及各国对于电子战的日益重视,作为获取多功能相控阵雷达信息的重要手段,其行为辨识技术的研究得到了进一步发展。结合目前多功能相控阵雷达行为辨识的背景与意义,对已有的不同多功能相控阵雷达信号模型进行梳理,对高密度、大噪声信号环境下的波形单元提取算法和基于深度学习的工作模式识别算法进行识别性能、适用场景等方面的系统性对比,并归纳了不同仿真数据集的实际应用情况,最后总结了该技术存在的问题并提出了未来展望。

基于分式二次规划的互模糊函数赋形方法

在开展认知雷达波形设计时,由于发射波形与接收滤波器的非匹配体制,互模糊函数赋形相比传统模糊函数赋形优化自由度更高。该文针对强杂波条件下微弱运动目标检测问题,以最大化信干噪比为优化准则,提出了一种联合发射相位编码序列与接收滤波器设计的互模糊函数赋形方法。在恒模约束下,优化问题被建模为二次分式规划形式;然后通过引入辅助变量,并利用共轭梯度法求解Stiefel流形空间上的最小化问题,非凸优化据此转化为恒模约束二次优化问题;通过交替循环和类幂迭代算法求得最优解。此外考虑到发射波形受硬件限制而难以实现严格恒模,该文构建了一种低峰均比约束二次优化问题模型,并利用最近邻向量法求得最优解。最后,不同参数下的仿真与实测数据实验表明,该文赋形方法相较于传统方法具有较高的信干噪比增益和收敛速度。

面向车联网的激光雷达通信信号波形模式识别

为提高车联网激光雷达通信信号的信息传输识别效率,提出一种面向车联网的激光雷达通信信号波形模式识别方法。分离处理信号中时域部分,单独分析信号波谱形态,计算信号频谱中心波段频率,凭借归一化处理减少特征提取计算量,计算雷达矩形信号和三角形信号的相像系数,描述信号能量分布情况,通过分形维数深度分析信号盒维数和信号分形集的复杂程度,优化改进灰关联分析法,以降低特征参数的误差和数据差,利用自适应熵权法确定信号特征对应权系数,自适应匹配各信号波形特征权重,最终将信号特征组合得到识别结果。实验结果表明,本方法对信号分解细致,信号识别时间最长为1.67 s,说明本方法的信号识别率高、速度快、鲁棒性好,具有一定的实用性。

基于短波数字广播信号的天波雷达波形研究

针对远程天波雷达大功率发射系统构建、建站和运维成本高昂等实际问题,通过共享民用大功率短波数字调幅广播发射波形作为天波雷达发射信源是一种潜在的选择。从短波数字调幅广播发射信号波形出发,采用模糊函数作为分析工具,详细研究短波数字调幅广播发射波形用于天波雷达目标探测的分辨率、副峰与抗干扰性等特性并与常用的天波雷达线性调频信号进行对比。通过仿真及对新闻、音乐等不同音调节奏及其他多种类型的实际广播节目信号探测性能的研究可知,短波数字广播信号可用于天波雷达信号源,对基于民用短波数字调幅广播发射信号构建天波雷达和广播雷达一体化技术具有指导意义。

基于粒子群优化算法的相位编码雷达干扰波形优化

间歇采样转发干扰是一种针对相位编码雷达的有效干扰方法,但存在假目标分布滞后的不足,文中在对间歇采样转发干扰研究的基础上,从波形优化角度出发,提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的间歇采样转发干扰优化方法。通过对间歇采样脉冲进行相位序列调制的方式,改变干扰信号脉压后的假目标统计特性,然后利用PSO算法对相位调制序列进行优化求解,形成近似压制性效果。结合仿真实验,围绕不同参数条件下的干扰效果进行了对比,验证了该方法的有效性。

STLFMCW雷达信号波形设计与射频隐身特性分析

为了减小雷达信号被敌方无源探测系统截获的概率,研究具有良好射频隐身性能的雷达信号波形具有十分重要的意义。文中基于对称三角线性调频连续波雷达的工作原理,设计了对称三角线性调频连续波雷达的实现框图及流程及6种具有不同距离分辨率的对称三角线性调频连续波信号波形,探讨了对称三角线性调频连续波雷达的射频隐身特性。研究表明,对称三角线性调频连续波雷达信号波形在现代战场环境下具有较好的应用价值。

一种基于混沌序列的随机离散频率编码信号

针对正交编码信号已有设计方法计算复杂、编码长度和数量受限等问题,该文利用混沌序列类随机、初值敏感,易产生和易使用的特点,提出应用混沌序列设计随机离散频率编码信号。在给出编码信号设计方案的基础上,详细推导此类信号的模糊函数,分析了其距离、多普勒分辨能力,讨论了信号的准正交特性,并比较了不同混沌序列对信号性能的影响。理论分析和仿真实验表明,结合混沌序列的频率编码信号具有优良的模糊函数、准正交性能,且信号产生容易,编码长度和数量可以任意设置,可以作为一类有潜力的雷达信号使用。

认知雷达及其关键技术研究进展

认知雷达系统能够通过感知复杂多变的环境而自适应的调整雷达收发系统以适应当前的环境,因此可大幅提升雷达系统性能.本文在简要回顾认知雷达发展历程的基础上,逐步深入的揭示了认知雷达的本质特征及系统构成,讨论了认知雷达的关键技术,对目前的研究成果进行了分析与总结,并指出了存在的问题.最后讨论了认知雷达的未来发展方向.

基于线性调频信号的综合脉冲与孔径雷达波形设计方法

综合脉冲与孔径雷达(SIAR)是一种采用正交编码频率调制波形的多输入多输出(MIMO)雷达,本文对SIAR采用线性调频(LFM)脉冲信号时的波形设计问题进行研究.在对SIAR脉冲综合原理和LFM信号分析的基础上,给出了两种波形设计方法,对其性能进行了理论分析,并利用实际系统数据对其中一种波形进行了验证.计算机仿真结果和实测数据结果证实了这两种设计方法的有效性.

跳频脉冲雷达目标的运动参数估计

本文分析了目标运动对跳频脉冲雷达相参合成目标一维距离像的影响,并在此基础上提出了一种以最小波形熵为准则的最优运动参数估计方法。仿真结果表明,该方法测速精度高,抗噪性能好,可在目标距离信息未知时,实现对目标速度的精确测量。

基于AWG超宽带雷达信号测试系统的实现

传统的雷达信号测试系统常采用基带正交调制实现,但此类系统对幅相偏差所产生镜频的抑制能力比较有限(一般为-35dBc),且带内平坦度仅±3dBc。为了提高雷达信号的品质,提出一种超宽带雷达信号测试系统方案。系统使用泰克的AWG7082C任意波形发生器(简称AWG)中内嵌的RFXpress软件编辑生成中频信号,经超宽带数字上变频输出后给高速数字示波器进行采样、分析并校准,可得到复杂环境下的多种体制高品质雷达信号。经实验证明:该系统避免了基带正交调制的弊端,对镜频抑制可达-50dBc,经校准后的信号带内平坦度小于±1dBc,适应了多数超宽带雷达系统测试的需要。

基于KL散度的雷达信号波形抗截获性能评估

该文给出了一种对13类常用雷达信号波形的抗截获性能进行评价的新方法,可为雷达波形的设计者提供评价波形抗截获性能的一般性准则。该准则假定白噪声信号具有最好的抗截获性能,通过将不同雷达信号波形和白噪声信号进行比较,得出雷达信号和白噪声的相似程度。首先,利用Wigner半圆法推出白噪声和雷达信号的特征分布函数,然后用KL散度来表示雷达信号和白噪声之间的相似性,较小的KL散度值,意味着较强的抗截获性能,反之亦然。理论推导和仿真验证表明这种评价准则可对不同雷达信号波形的抗截获性能进行有效评价。

雷达目标回波波形识别的多重变换方法

讨论雷达目标的识别问题，提出了一种多重变换方法。用该方法获取的特征矢量对目标回波的时延与尺度变化具有较好的不敏感性。实验结果表明，该方法对于类似目标具有较高的识别率。

基于信号杂波噪声比的认知雷达扩展目标探测波形设计

针对认知雷达在杂波环境下探测扩展目标时,回波信号的信号杂波噪声比(SCNR)较低的问题,提出了一种基于SCNR认知雷达发射波形优化设计方法。首先,不同于以往的点目标模型,通过建立扩展目标探测模型,得到认知雷达回波信号杂波噪声比(SCNR)与发射信号能量谱密度(ESD)间的关系;其次,根据最大SCNR准则推导出发射信号ESD的全局最优解;最后,为了得到有实际意义的时域信号,采用相位调制的方式,结合最小均方误差(MMSE)和迭代算法将最优ESD合成满足雷达发射要求的恒幅时域信号。仿真实验中,该方法所得时域合成信号幅度为1,在匹配滤波器输出端的SCNR为19.133 d B,仅小于理想值0.005 d B。结果表明,所得到的时域波形不仅能够满足恒幅要求,而且能使接收机输出端的SCNR接近理想值,提高了扩展目标探测性能。

随机多元码PPM脉冲序列及其平均模糊函数

本文提出了用随机多元码进行脉位调制(PPM)获得随机信号雷达波形的新方法。推导并分析了随机多元码PPM脉冲序列的平均模糊函数。结果表明,随机多元码PPM脉冲序列作为雷达发射波形同时具有良好的无模糊测距和测速性能,是一种适合于用来取代周期性脉冲序列和周期性参差序列的随机信号雷达波形。

基于中频采样的脉冲调频雷达波形发生器

研制一种脉冲调频雷达波形发生器 .波形合成采用直接对带限中频信号采样 ,用高速 DAC合成方法实现 .通过分析指出 ,对于窄带信号而言 ,基于中频信号采样技术的脉冲调频雷达波形发生器在杂散抑制上优于传统的脉冲调频雷达波形发生器 .实测结果显示了高的综合指标 :带内杂散电平小于 - 6 0 d B,带外杂散电平小于 - 70 d B,谐波抑制小于- 6 0 d B,输出功率 Pm W>10 d B.

任意波形相关性的机载MIMO雷达杂波建模与分析

为了分析任意发射波形相关性影响下的机载MIMO雷达杂波分布特性,从信号空间与阵元空间变换的数学角度构建了发射波形合成模型。在此基础上,提出了任意发射波形合成影响下的机载MIMO雷达杂波统一模型,论述了发射波形合成与杂波统一模型之间的关系。仿真揭示了统一模型下发射波形从全正交、相关到全相干的演变过程中杂波的分布特性。研究得出,发射波形互相关矩阵的结构决定了杂波谱展宽的程度,而该互相关矩阵的秩决定了杂波自由度大小。该模型为波形设计影响下的机载MIMO雷达STAP算法的设计提供了理论依据。

OFDM新体制雷达研究现状与发展趋势

正交频分复用(OFDM)雷达是近些年才提出的一种新体制雷达,它借鉴了通信系统中正交多载频的原理,相比于传统雷达,具有一些独特的优势。该文系统地介绍了OFDM雷达的特点,全面梳理了国内外关于OFDM新体制雷达研究的文献,总结了信号特性与波形设计、信号处理、新体制雷达系统等几个重点方向的研究进展,并分析了OFDM雷达未来的几个发展趋势和应用前景。

基于高分辨距离像的UWB雷达信号设计

根据目标冲激响应设计相应的雷达信号,可使回波能量最大化,从而提高检测性能。本文针对目标检测的超宽带雷达信号设计发射-接收联合优化的问题,提出基于相位编码的超宽带雷达波形优化方法。该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比。首先针对目标高分辨率距离像的多相编码超宽带雷达信号设计,建立了信号设计优化计算的目标函数,提出了一种恒模共轭梯度(CM-CG)算法实现优化计算。最后仿真结果表明,该方法设计得到的多相编码雷达信号性能很好地逼近最优发射波形,该方法具有收敛速度快、运算量小的特点。

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。