相位编码波形在航天器黑障段应用研究

针对雷达常规线性调频(LFM)信号对强鞘套环境下再入航天器跟踪性能较差的问题,研究了相位编码波形对再入航天器的跟踪测量方法。相较LFM信号,相位编码信号的模糊函数为图钉状,距离和多普勒分辨率高,不存在距离-多普勒耦合效应。利用鞘套与目标本体空间位置相同而速度不同的特点,当鞘套信号较弱、本体信号较强时,可以在目标本体多普勒滤波器中检测到目标,实现目标在空间和多普勒域的精确定位;当鞘套信号强于本体目标信号甚至淹没本体信号时,可以在鞘套的多普勒滤波器中选择信号较强的通道,借助鞘套实现目标本体的精确定位,从而完成对目标的跟踪测量。相位编码信号可为常规LFM信号探测等离子鞘套目标提供有力补充,改善对高速再入航天器的跟踪测量效果。

强等离子鞘套下航天返回舱相控阵雷达探测问题研究

为了有效应对强等离子鞘套环境下相控阵雷达对再入航天器的探测跟踪任务,设计采用多种波形的航天器目标多通道临空复制跟踪策略。针对等离子鞘套的特性和对雷达探测跟踪的不利影响,分别从信号带宽、检测门限和信号波形等方面进行了适应性改进。采用大的跟踪带宽、慢门限凝聚检测送点方式提升常规线性调频信号检测能力;采用宽、窄带交替跟踪方式提升目标距离分辨与检测能力;采用相位编码波形屏蔽鞘套的影响,稳定跟踪目标;采用正负LFM信号检测产生相关强点迹,以保持目标跟踪;复制跟踪策略在实际任务中进行了应用验证,取得了较好的效果。

褐飞虱2009年秋季回迁的雷达监测及轨迹分析

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)是水稻生产上重要的迁飞性害虫,研究其迁飞、扩散规律,为早期预警和有效防治提供科学依据。2009年4月27日至10月11日,在中国农业科学院植物保护研究所重大病虫害监测预警兴安雷达站内利用毫米波扫描昆虫雷达对褐飞虱的迁飞过程进行长期观测,高空探照灯诱虫器及佳多自动虫情测报灯诱虫器分别用来诱捕高空及地面的褐飞虱,对高空探照灯诱到的褐飞虱雌成虫随机挑选30头进行卵巢解剖,并结合大区环流和利用Hysplit_4模型进行轨迹分析,研究了褐飞虱的秋季回迁过程和虫源。结果表明:褐飞虱秋季回迁高峰期出现在9月28日至10月7日,高峰日为10月1日,高峰日内雷达回波主要在600～1100m范围内聚集成层,高空探照灯诱虫器内褐飞虱的数量达到了13620头;卵巢发育级别以1～2级为主。轨迹分析显示:本次回迁的褐飞虱主要来自湖南衡阳和永州等地,随东北气流向广西柳州、南宁和崇左等方向迁飞。轨迹推断与褐飞虱实发虫情基本吻合,通过毫米波扫描昆虫雷达确定了褐飞虱秋季回迁的高度,为毫米波扫描昆虫雷达早期投入到预测预报的实践中奠定了基础,对我国褐飞虱早期预警体系的建立将提供必要的技术支持。

雷达目标回波数据采集系统的设计与实现

本文介绍了一种雷达目标回波高速自适应多通道数据采集系统的设计思想与系统结构。该系统采用双频采集方案，用固定的低采样率发现目标，用可变的高采样率详细记录目标回波。对雷达目标的检测与跟踪进行方位／距离双波门控制。该系统与主控微机配合可自动检测跟踪雷达天线扫描区域内的多个目标，高效地录取雷达目标回波。

无载波超宽带雷达时域多普勒处理

从多散射中心目标的回波模型入手 ,分析了无载波超宽带雷达目标运动引起的多普勒效应 ,得出了无载波超宽带雷达多普勒效应的时域表现形式 -多普勒时移 ,对一种基于多普勒时移的时域多普勒处理器进行了Matlab仿真。结果表明 :利用多普勒时移可有效检测出目标速度 ,并且不存在盲速。

风廓线雷达探测大气返回信号谱的仿真模拟

利用2008年1—9月北京延庆地区对流层CFL-08风廓线雷达和2009年7—12月广东东莞地区边界层CFL-03风廓线雷达晴空大气探测资料,对大气返回信号功率谱密度分布及雷达系统噪声幅度统计特征进行分析。基于大气返回信号的谱分布符合高斯分布的统计结果,采用高斯模型对大气返回信号谱进行模拟;雷达系统噪声是白噪声,其谱线幅度的统计特征呈高斯分布,在此基础上,通过生成高斯分布随机函数对雷达探测输出信号进行信号谱分布的仿真模拟,并采用雷达探测信号的谱参数对仿真模拟进行检验,效果较好。该文应用仿真模拟的数据,对风廓线雷达信息处理方法及其处理精度进行了初步试验和分析。

雷达目标回波高速采集系统的设计

论述了一种雷达目标回波高速采集系统的设计思想和系统结构 .针对高速FIFO指针环的结构特点 ,设计了一种采样预触发电路 ,有效解决了门限检测时回波采集丢失有效数据的问题 .系统采用PCI总线的接口技术和可编程逻辑器件 ,实现了双路 5

基于子波变换阈值决策的非稳信号去噪

本文通过对Dinoho阈值决策子波域去噪方法进行研究，该方法采用软限幅函数对噪声信号的子波变换系数做阈值处理以达到去噪的目的。接着具体讨论了在Sym8子波基底下，用此方法对非稳雷达回被进行五尺度的Mallat算法仿真，结果表明该方法抑制噪声效果良好且简单易行，是传统匹配滤波无法比拟的。

基于SOPC技术的雷达信号回波中频模拟器研制

介绍了一种基于(System on Programmable Chip,SOPC)技术并结合虚拟仪器的设计理念的雷达信号回波模拟器。分析了基于虚拟仪器设计理念的模拟器系统的结构特点,并重点论述了与片上系统模拟器研制相关的高速VLSI数模混合系统设计的关键技术。SOPC系统采用VIRTEXII2000,系统主频为200MHz可输出80MHz以下的中频信号。

基于波形匹配的超宽带雷达目标识别

在理论上对波形匹配算法进行了详细地推导,对超宽带雷达目标回波进行了特征提取和分类判决,并在计算机上完成了数值仿真。从仿真结果来看,此识别方法效果良好,易于实现。

一次带有雷电现象的冬季雪暴中尺度探测分析

对2009年11月9日北京市一次伴随雷电的局地暴雪过程的中小尺度特征进行了分析。采用了风廓线雷达资料、微波辐射计资料、自动气象站资料、多普勒天气雷达资料和卫星资料,对此次降雪的精细时空结构进行了分析,通过天气尺度及中小尺度分析,探讨了冬季对流产生的原因。结果表明:此次过程为华北回流天气过程,西南暖湿空气在低层冷空气之上产生高架对流和雷电天气,对流的触发机制是中空扰动。

一种小波变换的多尺度方法及其在波达时间精确估测中的应用

本文提出了一种雷达回波到达时间精确估测的多尺度方法，该方法只需对接收信号计算三尺度的小波变换，和对所检测到侯选回波的两尺度小波变换。这种方法可采用Ｍａｌｌａｔ算法，故其计算效率是很高的。实验结果也表明该方法不仅能精确检测雷达回波并测量其波达时刻，剔除多径干扰，而且还具有很强的噪声抑制能力。

风廓线雷达回波信号强度定标方法

风廓线雷达返回信号功率定标通常通过返回信号信噪比和系统噪声功率的估算得到。该方法存在着噪声电平的确定、外部噪声等不确定性因素,影响了定标的精度。采用信号源分别对接收机和信号处理器进行定量测试,进而对雷达系统进行定标,是另一种可行的办法,该文利用这种方法对CFL-03风廓线雷达进行了定标,并利用该雷达在东莞2009年7月和8月探测资料与广州S波段天气雷达和地面雨量计资料进行比较。结果表明:用该定标方法得到的回波强度与天气雷达回波强度和地面雨量计资料估算的回波强度基本一致,平均标准差在1 dB左右,表明这种定标方法是可行的。

料位测高雷达的回波模型及应用

给出了粗糙被测料面对料位指示脉冲雷达波散射的理论模型．粗糙料面的回波可以表示为粗糙料面高度散布密度函数与平坦表面脉冲响应函数的卷积，前者服从高斯规律，后者可将雷达方程应用于单个独立散射体，在照射面内求积分得到．由此求得的接收天线处回波功率表达式很好地反映了料位监示雷达的使用现实．讨论了影响回波功率的主要因素，特别是天线照射误差角和料面粗糙度对回波的影响。

垂直入射区雷达地面散射系数测量与特性研究

为研究垂直入射区大地回波的散射机理,用S和8 mm波段线性调频连续波雷达散射计测量了垂直入射时农田和沙地的散射系数,建立了与雷达工作频率、高度、天线方向图、波束入射角、地面粗糙度和介电常数等相关的垂直入射区地面回波数据库,给出了回波数据处理方法,推导了粗糙地面散射系数理论模型,并对实验数据进行了拟合。实验结果表明,测量的垂直入射地面散射系数与所给模型吻合,沙地散射系数比农田强2～3 dB,8 mm散射系数平均比S波段强18～20 dB。

面向识别测试的雷达目标回波模拟系统设计

本文针对标准信号源、任意波形发生器以及雷达信号模拟器等测试仪器难以有效检验雷达目标检测/跟踪、目标识别等数据处理系统的缺点,设计了新型雷达目标回波模拟系统。新系统采用三级目标回波信号模拟方案,提供基本测试信号、模拟回波信号以及真实回波信号,生成与雷达前端组件输出一致的目标回波,馈入后端数据处理组件,能够有效检验目标检测/跟踪、目标识别等数据处理模块的功能与性能。

波形综合机载雷达地杂波模拟方法性能分析

根据机载雷达地杂波的形成原理及其特点,提出了一种基于波形综合的机载雷达地杂波建模方法。该方法产生的地杂波可以控制杂波的时域幅度起伏和功率谱,在时域和频域同时具有与实际雷达地杂波相近的分布特性,从而可为机载雷达系统的测试提供可靠的数据来源。

回波到达时间精确估测的多尺度方法

本文提出了一种雷达回波到达时间精确估测的多尺度方法。通过在不同尺度上对回波特性进行综合分析,该方法不仅能剔除多径干扰,正确检测雷达回波,精确测量其波达时刻,同时还具有很强的抑制噪声的能力。由于该方法只需对接收信号计算三尺度的小波变换和对所检测到的候选波作两尺度小波变换且能采用Mallat算法,故其计算效率很高。实验结果验证了本文方法的有效性。

用SPW实现脉冲多普勒雷达目标回波仿真

本文叙述脉冲多普勒(PD)雷达目标回波在CadenceSPW(SignalProcessWorkstation)环境中的实现方法。并给出一些仿真结果,仿真结果证明在SPW上所建仿真模块的有效性。

新型多频蝶形微带天线

微带天线工作频带较窄,若能同时激励多个谐振点,可以变相拓展带宽,因此设计一种多频蝶形微带天线。3块介质基板构成“U”型半封闭腔体,天线的辐射臂采用1 4周期正弦轮廓结构,在辐射臂上开取3对“工”字型缝隙,同时在馈电端口处加载枝节。实验结果表明,蝶形微带天线在5个雷达波段(S,C,X,Ku,K)各有1个谐振频点,分别为2.6 GHz,6.8 GHz,11.7 GHz,16.5 GHz,18.45 GHz。通过对比分析可知:在不改变天线整体尺寸的情况下,正弦边结构可调节谐振频点位置;加载的矩形枝节有利于改善天线的阻抗匹配度,降低回波损耗;“U”型半封闭腔体可有效提高增益,其中C波段的增益由0.71 dB可提升到4.30 dB。